Classificazioni comuni degli elementi di fissaggio
Gli elementi di fissaggio sono componenti fondamentali nell'ingegneria meccanica, poiché svolgono la funzione essenziale di unire o fissare insieme più parti. La diversità delle applicazioni ingegneristiche ha portato allo sviluppo di una vasta gamma di tipi di elementi di fissaggio, che possono essere sistematicamente classificati secondo diversi criteri distinti.
Classificazione per funzione primaria
Elementi di fissaggio filettatirappresentano la categoria più diffusa, che fa affidamento sulle filettature elicoidali per generare forza di bloccaggio attraverso il vantaggio meccanico. Questo gruppo comprende bulloni, viti, prigionieri, dadi e inserti filettati. I bulloni sono elementi di fissaggio con filettatura esterna progettati per l'inserimento attraverso fori nelle parti assemblate, normalmente destinati all'uso con un dado. Le viti hanno un aspetto simile ma in genere si innestano nelle filettature interne di uno dei componenti da unire. I prigionieri sono aste filettate senza testa filettate su entrambe le estremità, progettate per avvitarsi in modo permanente in un componente accettando un dado all'estremità opposta per il montaggio.
Elementi di fissaggio non-filettaticomprendono rivetti, perni, anelli di ritenzione e chiavi. I rivetti creano giunzioni permanenti attraverso la deformazione plastica dell'estremità del gambo dopo l'inserimento. I perni forniscono una posizione e un allineamento precisi tra i componenti resistendo al tempo stesso ai carichi di taglio. Gli anelli di sicurezza, compresi gli anelli elastici e le clip a E-, fissano i componenti assialmente sugli alberi o all'interno dei fori. Le chiavette trasmettono la coppia tra alberi e mozzi nei sistemi di trasmissione di potenza meccanica.
Elementi di fissaggio elasticiutilizzare la forza della molla per mantenere l'integrità del giunto o fornire funzionalità di bloccaggio. Le rondelle elastiche, le rondelle Belleville e le rondelle ondulate compensano l'allentamento causato da cicli termici o vibrazioni. I perni di tensione e i tasselli a molla si affidano alla forza elastica radiale per la ritenzione all'interno dei fori.
Classificazione per meccanismo di spinta e coinvolgimento
Il metodo con cui la coppia viene applicata ad un elemento di fissaggio costituisce un altro asse fondamentale di classificazione. Gli elementi di fissaggio azionati esternamente includono bulloni e viti a testa esagonale, bulloni a testa quadrata e bulloni flangiati a dodici-punti, tutti innestati tramite chiavi o prese. Gli elementi di fissaggio azionati internamente utilizzano rientranze all'interno della testa, comprese le viti a brugola (Allen), Torx, Robertson, Phillips, Pozidriv e a fessura. Ciascun tipo di azionamento offre vantaggi distinti in termini di efficienza di trasmissione della coppia, resistenza alla camma-, accessibilità agli utensili e compatibilità con l'automazione.
Gli elementi di fissaggio di sicurezza-antimanomissione incorporano geometrie di azionamento specializzate progettate per impedire la rimozione non autorizzata, comprese le varianti a tre-alette, a testa di chiave, a-viti unidirezionali e a perno-in-presa.
Classificazione per stile di testa
La configurazione della testa determina l'impegno dell'utensile, le caratteristiche della superficie di appoggio e l'integrazione estetica o funzionale con i componenti assemblati. Le teste panoramiche offrono un profilo basso e ampio con superfici di appoggio piatte. Le teste svasate, comprese le varietà piatte e ovali, si posizionano a filo o sotto la superficie del materiale attraverso una sede conica. Le teste rotonde forniscono un profilo esposto a cupola. Le teste a forma di formaggio e le testate cilindriche offrono profili cilindrici alti per un innesto profondo della presa. Le teste a bottone e le teste a traliccio forniscono profili ampi e bassi che distribuiscono il carico di serraggio su aree più ampie. Tipi di teste specializzati come teste a flangia, teste a rondella e teste a cappuccio soddisfano requisiti specifici di cuscinetti, tenuta o gioco.
Classificazione per forma di filettatura e standard
La geometria della filettatura distingue fondamentalmente le famiglie di elementi di fissaggio. Le filettature metriche sono conformi agli standard ISO 261 e ISO 965, caratterizzate da angoli del fianco di 60-gradi e dimensioni specificate in millimetri. Le filettature in pollici unificate, regolamentate da ANSI/ASME B1.1, utilizzano analogamente profili a 60-gradi ma con dimensioni in pollici. Le filettature Whitworth standard britannico presentano angoli dei fianchi di 55- gradi e creste e radici arrotondate, storicamente significative anche se ora in gran parte sostituite. Le filettature dei tubi, inclusi NPT e BSP, incorporano una rastremazione per la tenuta a tenuta di pressione. Le filettature trapezoidali e acme servono applicazioni di trasmissione di potenza in cui l'elevata efficienza e la capacità di carico superano le caratteristiche autobloccanti delle filettature a V standard.
Le forme di filettatura specializzate includono filettature autofilettanti per lamiere e plastica, design con filettatura che spostano il materiale senza rimozione del truciolo e filettature a doppio conduttore che consentono un rapido innesto.
Classificazione per materiale e proprietà meccaniche
La selezione del materiale di fissaggio bilancia forza, resistenza alla corrosione, capacità di temperatura, peso e costo. Gli elementi di fissaggio in acciaio al carbonio e legato dominano l'ingegneria generale, classificati in classi di proprietà che indicano i rapporti di resistenza alla trazione e resistenza allo snervamento. La classe di proprietà 4.8 rappresenta l'acciaio a basso-carbonio con resistenza moderata, mentre le classi 8.8, 10.9 e 12.9 denotano una resistenza progressivamente più elevata attraverso l'acciaio a medio-carbonio e legato con trattamento termico. I gradi di acciaio inossidabile, principalmente austenitico A2 (equivalente 304) e A4 (equivalente 316), forniscono resistenza alla corrosione con classi di proprietà 50, 70 e 80 che indicano i livelli di resistenza. I gradi inossidabili martensitici e indurenti per precipitazione-offrono una maggiore robustezza con una ridotta resistenza alla corrosione.
I materiali non-ferrosi includono leghe di titanio per rapporti estremi-in-peso e resistenza alla corrosione dell'acqua di mare, leghe di rame per conduttività elettrica e proprietà anti-grippanti, leghe di alluminio per applicazioni leggere e superleghe a base di nichel-per servizi a temperature elevate.
Classificazione per trattamento superficiale e rivestimento
I trattamenti superficiali migliorano la resistenza alla corrosione, modificano le caratteristiche di attrito o forniscono un'identificazione visiva. Lo zinco elettrolitico con rivestimenti di conversione cromatica, che appare come zinco colorato (giallo iridescente) o zinco bianco/blu (trasparente), fornisce una protezione sacrificale dalla corrosione. La zincatura meccanica e i rivestimenti in lamelle di zinco offrono alternative senza rischi di infragilimento da idrogeno. La zincatura a caldo-produce spessi strati di zinco per applicazioni esterne-pesanti. I rivestimenti fosfatici migliorano l'adesione della vernice e forniscono una moderata resistenza alla corrosione. L'annerimento con ossido offre una finitura decorativa con protezione limitata. I rivestimenti avanzati includono dacromet e geomet per resistenza alla corrosione ad alte-prestazioni, PTFE e Xylan per basso-attrito e resistenza chimica e nichel chimico per una copertura uniforme su geometrie complesse.
Classificazione per dominio applicativo
I requisiti specifici del settore-hanno generato categorie di elementi di fissaggio specializzate. Gli elementi di fissaggio in acciaio strutturale per costruzioni e ponti, disciplinati da standard come EN 14399, enfatizzano la bulloneria precaricata ad alta-resistenza con sistemi di bulloni, dadi e rondelle abbinati. Gli elementi di fissaggio per il settore aerospaziale richiedono rapporti estremi-in-peso, resistenza alla fatica e tracciabilità attraverso la certificazione dei materiali e il controllo dei lotti. Gli elementi di fissaggio per il settore automobilistico bilanciano l'efficienza dei costi con l'affidabilità in ambienti soggetti a vibrazioni, cicli termici e corrosivi. Gli elementi di fissaggio marini danno priorità alla resistenza alla corrosione dell'acqua di mare, spesso utilizzando materiali in bronzo al silicio, Monel o titanio. Gli elementi di fissaggio elettronici enfatizzano la miniaturizzazione, le proprietà non-magnetiche e il controllo di precisione della coppia. Gli elementi di fissaggio per alimenti e prodotti farmaceutici richiedono design igienici che eliminino fessure e facilitino la pulizia, spesso in acciaio inossidabile con superfici lucide.
Classificazione per caratteristiche funzionali speciali
Elementi di fissaggio di bloccaggioincorporano meccanismi che impediscono l'auto-allentamento sotto vibrazione. I dadi di torsione prevalenti utilizzano filettature deformate o inserti in nylon per creare resistenza all'attrito. Tutti i-dadi di bloccaggio in metallo raggiungono una funzione simile attraverso l'interferenza della filettatura o la deformazione meccanica. Le rondelle con superfici dentellate o nervate aumentano l'attrito sotto la testa del bullone o il dado. I composti adesivi per il bloccaggio delle filettature-forniscono il bloccaggio liquido applicato durante l'assemblaggio.
Elementi di fissaggio sigillantiintegrare elementi di tenuta per il contenimento della pressione o del fluido. Le viti e i bulloni di tenuta incorporano O-ring, guarnizioni o sigillanti per filettature. Gli elementi di fissaggio cavi consentono l'iniezione di sigillante. Speciali forme di filettatura creano accoppiamenti con interferenza generando tenuta attraverso la deformazione plastica.
Elementi di fissaggio regolabiliconsentire la modifica della tensione post-assemblaggio. I tenditori regolano la tensione del cavo o dell'asta. Le viti di sollevamento forniscono una regolazione precisa della posizione. Le viti a collare e gli elementi di fissaggio asolati consentono la variazione della forza di serraggio senza lo smontaggio completo.
