Un bullone allentato può bloccare l’intero impianto di produzione e costare all’azienda migliaia o addirittura decine di migliaia di yuan. Inoltre, i bulloni allentati possono anche causare rischi per la sicurezza in fabbrica. Quindi, quali sono le principali cause dei bulloni allentati? In generale esistono cause come l'allentamento spontaneo, l'allentamento automatico e l'allentamento per fatica.
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5 motivi per cui i bulloni sono allentati
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In fase di rafforzamento
I bulloni non serrati o serrati in modo errato hanno intrinsecamente una forza di pre-serraggio insufficiente. Se si allentano nuovamente, il giunto non avrà una forza di serraggio sufficiente per tenere insieme le varie parti. Ciò può causare uno scorrimento laterale tra le due parti e il bullone sarà soggetto a sollecitazioni di taglio non necessarie, che alla fine possono causarne la rottura.
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vibrazione
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Prove su connessioni bullonate sotto vibrazione hanno dimostrato che molti piccoli movimenti "laterali" provocano il movimento delle due parti della connessione l'una rispetto all'altra, così come la testa del bullone o il dado e la parte da collegare.
Questi movimenti ripetuti contrastano l'attrito tra il bullone e le parti da collegare. Alla fine, la vibrazione farà sì che il bullone "ruoti liberamente" sulle sue filettature e il giunto perderà la sua forza di serraggio.
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Incorporare
Gli ingegneri che progettano e sviluppano la tensione dei bulloni consentono un periodo di rodaggio, una certa perdita di precarico, durante il quale i bulloni possono allentarsi.
Questo allentamento è causato dall'incastro tra la testa del bullone e/o il dado, le filettature e le superfici di accoppiamento delle parti collegate e può verificarsi in materiali morbidi (come i compositi) così come in metalli duri lucidati.
Se il giunto è progettato in modo improprio o se i bulloni non sono inizialmente tensionati alla tensione specificata, l'incorporamento del giunto potrebbe comportare una perdita di forza di serraggio che non raggiunge la forza di serraggio minima richiesta.
Ci sono irregolarità microscopiche tra le superfici articolari. Sotto l'azione della forza di pre-serraggio del bullone dopo il serraggio, le protuberanze verranno schiacciate e deformate in modo permanente dalla plastica. Di conseguenza, la lunghezza di serraggio del bullone verrà ridotta, determinando in definitiva una diminuzione della forza di pre-serraggio del bullone.
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Creep delle guarnizioni e dilatazione termica
Molti giunti bullonati includono una guarnizione sottile e morbida tra la testa del bullone e la superficie del giunto per sigillare il giunto ed evitare perdite di gas o liquidi. La rondella stessa funge anche da molla, rimbalzando sotto la pressione del bullone e della superficie di accoppiamento.
Nel corso del tempo, soprattutto in prossimità di temperature elevate o sostanze chimiche corrosive, una guarnizione può "strisciarsi", nel senso che perde elasticità, con conseguente perdita di forza di serraggio.
Se i bulloni e i giunti sono realizzati con materiali diversi, le differenze eccessive di temperatura dovute a rapidi cambiamenti nell'ambiente o nei processi del ciclo industriale causeranno la rapida espansione o contrazione del materiale del bullone, con possibile conseguente allentamento dei bulloni.
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impatto
Impatto: il carico d'impatto maggiore supera la forza di attrito quando il bullone viene pre-serrato, provocando lo scorrimento.
Carichi dinamici o alternati provenienti da macchinari, generatori, turbine eoliche, ecc. possono causare shock meccanici, una forza di impatto esercitata su un bullone o un giunto, provocando lo scorrimento dei bulloni l'uno rispetto all'altro.
Proprio come le vibrazioni, questo slittamento può eventualmente causare l’allentamento dei bulloni e anche gli urti spesso non vengono presi in considerazione quando si progettano giunti per carichi così grandi.
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Cos'è il precarico?
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Un termine dai molteplici significati in ingegneria. Uno è la tensione (carico) creata dall'elemento di fissaggio quando viene inizialmente serrato. Quando il bullone si allunga, i componenti tra bullone e dado si comprimono, aumentando quello che viene chiamato carico di serraggio fino alla fine del processo di serraggio.
Pericoli derivanti da bulloni allentati
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Perdita dalla flangia
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Il rotore della ventola si è separato dalla sala macchine ed è caduto
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Il bullone di collegamento delle vibrazioni del motore della nave è caduto
I bulloni di collegamento del motore della nave caddero causando ulteriori danni all'attrezzatura mentre la nave rollava.
In una connessione bullonata, il serraggio del dado provoca effettivamente l'allungamento del bullone, come se si tirasse una molla. Questa forza di trazione, o tensione, crea una forza di serraggio opposta che tiene saldamente insieme le due parti del pezzo collegato. Se il bullone è allentato, la forza di serraggio sarà indebolita.
I bulloni allentati sono più di un semplice mal di testa. Se i giunti non vengono serrati rapidamente, il fluido o il gas potrebbero iniziare a fuoriuscire, i bulloni potrebbero rompersi, l'apparecchiatura potrebbe danneggiarsi o potrebbe verificarsi un incidente catastrofico.
Riassumere
"Il modo migliore per prevenire l'allentamento è garantire che la forza di pre-serraggio sia sufficiente e non causi problemi come lo scivolamento o l'apertura del giunto."
Dall'analisi di cui sopra si può vedere che ci sono tre ragioni per l'allentamento dovuto a una forza di pre-serraggio insufficiente o ridotta. Pertanto, è necessario un controllo speciale della forza di pre-serraggio dei bulloni per controllare il rischio di allentamento.
Finché la forza di pre-serraggio è sufficiente a soddisfare i requisiti e finché la lunghezza di serraggio non è troppo corta (come lk Maggiore o uguale a 3d), i bulloni generalmente non si allentano automaticamente anche se c'è una determinato carico di vibrazioni.
La combinazione di una buona progettazione dei bulloni, di un adeguato sviluppo della forza di serraggio e di adeguati dispositivi di bloccaggio dei bulloni può proteggere in modo affidabile i giunti bullonati contro molte delle sfide di allentamento qui presentate.
Una buona connessione bullonata sarà progettata con bulloni e dadi di dimensioni e tipo adeguati e specificata con una tensione ottimale per ottenere la forza di serraggio richiesta per mantenere l'integrità della connessione.
Una forza di serraggio adeguata nell'applicazione richiede che la tensione (precarico) in ciascun bullone raggiunga il livello corretto e rimanga a tale livello per tutta la sua durata di servizio.
Pertanto, è fondamentale mantenere una tensione adeguata sui bulloni. Le onde ultrasoniche possono essere utilizzate per misurare la forza assiale dei bulloni durante la progettazione per garantire che la forza di pre-serraggio dei bulloni soddisfi i requisiti di progettazione.
