Non è molto di un tratto da dire che senza noci e bulloni, il mondo cadrà a pezzi. I collegamenti imbullonati sono ovunque, dal telaio della tua stampante 3D fai-da-te ai dadi del capocorda che tengono le ruote sulla tua auto. Sebbene la pena per il fallimento sia certamente più alta in quest’ultimo che nella prima, auto-allentamento delle noci e dei bulloni è raramente una buona cosa. Gli ingegneri hanno ottenuto dozzine di modi per assicurarsi che il mondo non cada a pezzi, e alcuni funzionano meglio di altri. Esploriamo alcuni di questi metodi e scopriamo ciò che funziona, ciò che non funziona, e nel processo forse impareremo un po ‘di come funzionano questi elementi di fissaggio affascinanti.
Cosa non funziona
La vibrazione trasversale porta all’auto-allentamento. Fonte: Boltscience.com.
Ci sono molti modi per fallire un giunto imbullonato, ma l’allentamento autosufficiente indotto dalla vibrazione è forse il più insidioso. Chiunque abbia mai picchiato su un bullone bloccato o ha usato una chiave inglese per rimuovere un dado arrugginito sa che la vibrazione aiuta davvero. Metti lo stesso congiunto in servizio e sottoporlo al giusto tipo di vibrazione, e c’è una buona opportunità che la connessione si sposi e sieterà l’articolazione di fallire.
Negli anni ’60, l’ingegnere tedesco Gerhard Junker ha studiato auto-allentare e è arrivato alla conclusione che le vibrazioni trasversali erano responsabili del fallimento dei collegamenti imbullonati. Ha ideato un semplice apparecchio di prova che ha fornito vibrazioni trasversali rapide durante il monitoraggio della tensione del precarico di fissaggio con una cella di carico. Precarico grafico come funzione Il numero di cicli vibratori ha dato gli indizi sull’efficacia dei vari metodi di blocco. Il test è diventato noto come Test Junker e come standard DIN 65151, rimane lo standard d’oro per testare l’auto-allentamento.
Ci sono alcuni video affascinanti là fuori che mostrano test di junker in azione, e alcuni sono decisamente spaventosi. Tipicamente, lanceremo una semplice rondella di serratura a molla elicoidale su un perno o un bullone, la coppia lungo il dado piacevole e accogliente, e chiamalo un giorno, sentendo come abbiamo fatto un giunto sicuro. Ma nulla potrebbe essere più lontano dalla verità. Infatti, il video qui sotto mostra che non solo le rondelle di blocco aggiungono pochissime dimensioni di sicurezza a connessioni imbullonate, nessuno degli altri metodi comuni – rondelle tinta unita, nylon insert dadi e dadi impilati – fornire molto aiuto.
Cosa funziona
Marmellata in azione. Fonte: Boltscience.com.
Ovviamente, il video sopra è rivolto al marketing delle rondelle di bloccaggio del cuneo di fantasia della compagnia, ed è abbastanza chiaro che funzionano bene. Ma perché funzionano quando una semplice rondella di blocco fallisce? Per rispondere a questo, paga per guardare cos’altro funziona, qualcosa che non è stato testato nel video – un dado in jama installato correttamente.
Un dado in jam è un dado di basso profilo, in genere circa la metà dell’altezza di un dado standard, che è installato sotto il dado più grande. Quando il dado di jam è installato, viene serrato solo a circa un quarto a metà della coppia finale completa. Il dado spesso è installato successivo e scoraggiato al valore finale mentre il dado del marmellata viene tenuto in posizione con una chiave inglese. Questo trascina efficacemente il bullone attraverso il dado del jam. I fili del bullone sono quindi a contatto con i fianchi superiore dei fili all’interno del dado del jam, mentre si contattano contemporaneamente i fianchi superiore o di pressione del dado superiore. Con i dadi in alto e inferiore che forniscono forze opposte sul bullone, i dadi sono molto meno probabili per allentare auto-allentare.
Un meccanismo simile è al lavoro nelle rondelle di bloccaggio a cuneo. Le due metà della rondella hanno cunei ad incastramento, l’angolo di cui supera il passo dei fili del bullone. Mentre il bullone è serrato, il passo più alto delle rondelle tira indietro il bullone verso l’alto, fornendo una forza avversaria per incepparti i fili e impedire il dispositivo di fissaggio dall’adolescimento.
Se guardiamo tutti i metodi di blocco che falliscono, tutti hanno qualcosa in comune: tutti fanno affidamento sull’attrito. I dadi di marmellata e le rondelle di bloccaggio a cuneo funzionano fornendo tensione a opporsi alle vibrazioni trasversali che portano all’auto-allentamento e sono quindi molto più efficaci.
Naturalmente, ci sono altri metodi per bloccare gli elementi di fissaggio filettati. Arri armadietti del filo adesivo vengono in mente, così come i metodi più complicati come i dadi cablati e le rondelle a tappeto, e possono essere metodi molto efficaci. Ma per basso costo e facilità di installazione, è difficile battere un semplice dado di marmellata per mantenere il mondo dal cadere a pezzi.
Immagine in primo piano Fonte: Nord-Lockgroup