Stuka78
29/04/2007, 12:46
Oggetto: Chiavi dinamometriche - Piccolo corso veloce.
Da: paulhass(at)libero.it (paulhass)
Gruppi: it.hobby.fai-da-te
Organizzazione: [Infostrada]
Data: Aug 22 2004 14:52:28
Qualche messaggio oltre si parlava della chiave dinamometrica
in vendita alla Lidl.
Forse per alcuni può essere interessante sapere il perchè si usa
un attrezzo del genere nel serraggio delle viti, quando deve essere
usato, e quali sono i suoi limiti.
"PICCOLE NOTE PRATICHE AD USO DEI FAI DA TE
SUL SERRAGGIO DELLE BULLONERIE".
(Ovvero, la chiave dinamometrica non è poi quell' attrezzo
così sofisticato come si crede, ma farne senza a volta può
essere oggetto di molti dispiaceri).
1)- Precarico e sollecitazioni nei collegamenti a vite.
Quando si serra un dado sulla vite corrispondente, oppure
quest' ultima in una sede filettata, si esercita sempre un' azione
di trazione sul gambo della vite stessa.
In questi collegamenti tale forza di trazione (con la quale la stessa
tiene unite le parti) si chiama "precarico".
In altre parole il precarico è la forza che sollecita a trazione
il gambo della vite, applicata alla stessa tramite l' azione
di rotazione della filettatura del dado di stringitura e contrastata
dalla superficie d' appoggio (gereralmente tramite l' interposizione
di una rondella).
Però,oltre il precarico, molto spesso sulla vite si esercitano
altre forze esterne che si aggiungono al precarico.
Sono i "carichi esterni" o "sollecitazioni", che possono essere di
tipo statico (se di valore fisso), oppure "dinamico" (se hanno un
valore variabile nel tempo).
Facciamo un esempio.
Un traliccio di sostegno di una linea elettrica aerea, ancorato a
terra da una giunzione filettata (tirafondi), sembrerebbe una
struttura assoggettata a carico statico.
In realtà sono sempre presenti anche sollecitazioni dinamiche,
dovute a spinte del vento, vibrazioni, oscillazioni, tiro anomalo delle
funi, ecc., che fanno variare continuamente la forza con la quale
sono sollecitati gli ancoraggi alla fondazione.
Figuramoci in un motore od in una struttura mobile!
Quando il valore massimo del carico dinamico supera il valore
del precarico della vite, è quasi sicuro che la stessa prima o poi
si romperà, anche per effetto delle sollecitazioni "a fatica",
cioè che non producono una rottura immediata ma la inducono
dopo un certo numero di "cicli di carico".
Per evitare quindi la rottura delle viti, è bene perciò applicare
un precarico che sia di valore superiore al più alto carico
dinamico previsto dal collegamento.
Capito il trucco ? In altre parole :
Se il precarico applicato alla vite è superiore al massimo carico
dinamico che la vite dovrà sopportare, questa si comporterà
come se fosse caricata staticamente, e non si romperà.
2) - Sistemi di applicazione del precarico alle viti.
Stabilito per le ragioni di cui sopra che serve precaricare le viti,
come si procede ?
Ci sono tre metodi :
- 1) precarico al limite di elasticità della vite
- 2) precarico oltre il limite di elasticità ed entro il campo della
deformazione permanente
- 3) precarico con margine di sicurezza al di sotto del limite
di elasticità della vite
I primi due metodi sono i migliori e più accurati, ma non è
possibile adottarli usando le semplici chiavi dinamometriche
oppure gli avvitatori ad impulso, cioè dispositivi che misurano
la "coppia di serraggio".
Questa, infatti, una volta raggiunto il limite di elasticità del
materiale costituente la vite, non aumenta più, e stringendo
ulteriormente si arriverebbe alla rottura del gambo della vite
pur avvitando a coppia costante.
Con tali metodi si deve perciò usare un sistema che,
una volta assicurato il collegamento con una certa coppia definita,
possa apprezzare l' allungamento della vite stessa sotto l' azione
dell' ulteriore carico applicato.
E' quello che si fà con speciali dispositivi elettronici (per i
collegamenti più critici ed importanti), oppure, sapendo il
valore di passo della vite in trazione, applicando una ulteriore
e ben definita rotazione al dado di stringitura, che
corrisponderà ad un allungamento ben preciso della vite.
Questo ultimo sistema, per inciso, è quello adottato per il
serraggio delle viti di testata dei motori a scoppio delle automobili.
I servizi tecnici delle Case costruttrici perciò forniscono alle
loro reti di assistenza i dati dei serraggi, espressi in un valore
numerico di coppia più un valore angolare di rotazione
supplementare da dare alla vite (o al dado) dopo che è già
stata "tirata" con chiave dinamometrica.
Il terzo sistema invece, pur essendo meno preciso dei primi due,
è quello ordinariamente usato con le chiavi dinamometriche
o gli avvitatori ad impulsi.
In tal caso ci si accontenta di applicare (misurandone il valore),
una coppia di serraggio tale da dare alla vite un carico assiale
(ricordate ? = precarico), che sia una percentuale del carico che
produrrebbe lo snervamento del materiale della vite.
Generalmente si adotta un valore pari al 70-75%.
Naturalmente esistono delle formule matematiche per calcolare
il precarico in funzione del materiale, della sezione resistente,
del passo della vite ad altre variabili.
Però coloro i quali devono semplicemente fare il lavoro di
stringitura, possono trovare i valori già calcolati, espressi in
valori di coppia in funzione del diametro di vite unificata.
Più oltre posterò sia una formula per il calcolo del precarico
(o della coppia di stringitura), come una tabella riepilogativa
con i medesimi dati validi per le viti metriche.
3) - Coppie di serraggio e fai da te.
In conclusione, il sistema di controllo del serraggio delle viti
tramite chiave dinamometrica è l' unico adottabile da un
fai da te, che peraltro non avrà molte occasioni di utilizzarlo.
E' bene comunque conoscerlo, anche se ha molti limiti ed
imprecisioni dovuti soprattutto alle variazioni di attrito nella
stringitura, a causa di variabili inerenti la lubrificazione e/o
piccole irregolarità od ammaccature dei filetti.
Inoltre, se qualcuno ha la possibilità di controllare a mezzo
di chiave dinamometrica la coppia con la quale di solito
pratica manualmente il serraggio delle viterie, lo faccia.
Tendenzialmente si è portati a "stringere" troppo le viti di
piccolo diametro, e meno del dovuto quelle più grandi.
Con questo sistema empirico ma efficace si riesce a valutare
e dosare la propria forza muscolare, anche in assenza
di esperienza come possono avere coloro i quali lavorano
per mestiere nel settore dei montaggi meccanici.
Per curiosità accludo qui sotto uno schemino che evidenzia
la tipica precisione ottenibile con i sistemi di serraggio
dei quali abbiamo parlato
Precisione del
Metodo di serraggio : precarico ottenibile
- manuale, con operatore addestrato : +/- 35 %
- con chiave dinamometrica ordinaria : +/- 25 %
- con chiave dinamometrica di precisione,
tarata esattamente e con esecuzione accurata : +/- 20 %
- con sistema chiave dinamometrica/
serraggio angolare : +/-15 %
- con controllo estensimetrico elettronico : +/- 7 %
Se qualcuno peraltro è interessato a calcolarsi i valori di coppia
di serraggio per le usuali viti con filettatura metrica ISO, passo
la formula
D * P * K
C = -------------
1000
dove :
C = coppia in newton * metro
D = diametro della vite in mm
P = precarico in newton che si vuol dare alla vite
K = coefficiente che tiene conto di molti fattori, e che può variare
da 0,12 (viti molto ben lubrificate), sino a 0,3 (viti in acciaio
inox montate a secco). Mediamente, per ordinaria bulloneria,
potete usare un K pari a circa 0,2.
Per finire (ed è la cosa più importante), passo una tabella con i valori
di precarico e di coppia già calcolati per le usuali viti con filettatura
metrica per i diametri che possono interessare un hobbista.
Diametro in mm Precarico in newton Coppia in newton*m
M3 2.550 1,5
M4 3.930 3
M5 6.360 6
M6 9.000 10,4
M8 16.400 24,6
M10 26.000 50
M12 37.800 84,8
M14 51.500 135
M16 70.300 205
Da questa tabella si evidenzia che la chiave dinamometrica del Lidl,
che è data per un campo di misura da 28 a 210 Newton*m,
è adatta per stringiture di viti da M8 a M16.
Nota : I dati della tabella sono validi per bulloneria con classe
di resistenza di 8.8, cioè quella più usata per le ordinarie
costruzioni meccaniche.
Per bulloneria di classe diversa, moltiplicare per i coefficienti seguenti
:
Classe 4.8 moltiplicare per 0,5
Classe 10.9 moltiplicare per 1,4
Classe 12.9 moltiplicare per 1,7
Cordialità.
Paul
Da: paulhass(at)libero.it (paulhass)
Gruppi: it.hobby.fai-da-te
Organizzazione: [Infostrada]
Data: Aug 22 2004 14:52:28
Qualche messaggio oltre si parlava della chiave dinamometrica
in vendita alla Lidl.
Forse per alcuni può essere interessante sapere il perchè si usa
un attrezzo del genere nel serraggio delle viti, quando deve essere
usato, e quali sono i suoi limiti.
"PICCOLE NOTE PRATICHE AD USO DEI FAI DA TE
SUL SERRAGGIO DELLE BULLONERIE".
(Ovvero, la chiave dinamometrica non è poi quell' attrezzo
così sofisticato come si crede, ma farne senza a volta può
essere oggetto di molti dispiaceri).
1)- Precarico e sollecitazioni nei collegamenti a vite.
Quando si serra un dado sulla vite corrispondente, oppure
quest' ultima in una sede filettata, si esercita sempre un' azione
di trazione sul gambo della vite stessa.
In questi collegamenti tale forza di trazione (con la quale la stessa
tiene unite le parti) si chiama "precarico".
In altre parole il precarico è la forza che sollecita a trazione
il gambo della vite, applicata alla stessa tramite l' azione
di rotazione della filettatura del dado di stringitura e contrastata
dalla superficie d' appoggio (gereralmente tramite l' interposizione
di una rondella).
Però,oltre il precarico, molto spesso sulla vite si esercitano
altre forze esterne che si aggiungono al precarico.
Sono i "carichi esterni" o "sollecitazioni", che possono essere di
tipo statico (se di valore fisso), oppure "dinamico" (se hanno un
valore variabile nel tempo).
Facciamo un esempio.
Un traliccio di sostegno di una linea elettrica aerea, ancorato a
terra da una giunzione filettata (tirafondi), sembrerebbe una
struttura assoggettata a carico statico.
In realtà sono sempre presenti anche sollecitazioni dinamiche,
dovute a spinte del vento, vibrazioni, oscillazioni, tiro anomalo delle
funi, ecc., che fanno variare continuamente la forza con la quale
sono sollecitati gli ancoraggi alla fondazione.
Figuramoci in un motore od in una struttura mobile!
Quando il valore massimo del carico dinamico supera il valore
del precarico della vite, è quasi sicuro che la stessa prima o poi
si romperà, anche per effetto delle sollecitazioni "a fatica",
cioè che non producono una rottura immediata ma la inducono
dopo un certo numero di "cicli di carico".
Per evitare quindi la rottura delle viti, è bene perciò applicare
un precarico che sia di valore superiore al più alto carico
dinamico previsto dal collegamento.
Capito il trucco ? In altre parole :
Se il precarico applicato alla vite è superiore al massimo carico
dinamico che la vite dovrà sopportare, questa si comporterà
come se fosse caricata staticamente, e non si romperà.
2) - Sistemi di applicazione del precarico alle viti.
Stabilito per le ragioni di cui sopra che serve precaricare le viti,
come si procede ?
Ci sono tre metodi :
- 1) precarico al limite di elasticità della vite
- 2) precarico oltre il limite di elasticità ed entro il campo della
deformazione permanente
- 3) precarico con margine di sicurezza al di sotto del limite
di elasticità della vite
I primi due metodi sono i migliori e più accurati, ma non è
possibile adottarli usando le semplici chiavi dinamometriche
oppure gli avvitatori ad impulso, cioè dispositivi che misurano
la "coppia di serraggio".
Questa, infatti, una volta raggiunto il limite di elasticità del
materiale costituente la vite, non aumenta più, e stringendo
ulteriormente si arriverebbe alla rottura del gambo della vite
pur avvitando a coppia costante.
Con tali metodi si deve perciò usare un sistema che,
una volta assicurato il collegamento con una certa coppia definita,
possa apprezzare l' allungamento della vite stessa sotto l' azione
dell' ulteriore carico applicato.
E' quello che si fà con speciali dispositivi elettronici (per i
collegamenti più critici ed importanti), oppure, sapendo il
valore di passo della vite in trazione, applicando una ulteriore
e ben definita rotazione al dado di stringitura, che
corrisponderà ad un allungamento ben preciso della vite.
Questo ultimo sistema, per inciso, è quello adottato per il
serraggio delle viti di testata dei motori a scoppio delle automobili.
I servizi tecnici delle Case costruttrici perciò forniscono alle
loro reti di assistenza i dati dei serraggi, espressi in un valore
numerico di coppia più un valore angolare di rotazione
supplementare da dare alla vite (o al dado) dopo che è già
stata "tirata" con chiave dinamometrica.
Il terzo sistema invece, pur essendo meno preciso dei primi due,
è quello ordinariamente usato con le chiavi dinamometriche
o gli avvitatori ad impulsi.
In tal caso ci si accontenta di applicare (misurandone il valore),
una coppia di serraggio tale da dare alla vite un carico assiale
(ricordate ? = precarico), che sia una percentuale del carico che
produrrebbe lo snervamento del materiale della vite.
Generalmente si adotta un valore pari al 70-75%.
Naturalmente esistono delle formule matematiche per calcolare
il precarico in funzione del materiale, della sezione resistente,
del passo della vite ad altre variabili.
Però coloro i quali devono semplicemente fare il lavoro di
stringitura, possono trovare i valori già calcolati, espressi in
valori di coppia in funzione del diametro di vite unificata.
Più oltre posterò sia una formula per il calcolo del precarico
(o della coppia di stringitura), come una tabella riepilogativa
con i medesimi dati validi per le viti metriche.
3) - Coppie di serraggio e fai da te.
In conclusione, il sistema di controllo del serraggio delle viti
tramite chiave dinamometrica è l' unico adottabile da un
fai da te, che peraltro non avrà molte occasioni di utilizzarlo.
E' bene comunque conoscerlo, anche se ha molti limiti ed
imprecisioni dovuti soprattutto alle variazioni di attrito nella
stringitura, a causa di variabili inerenti la lubrificazione e/o
piccole irregolarità od ammaccature dei filetti.
Inoltre, se qualcuno ha la possibilità di controllare a mezzo
di chiave dinamometrica la coppia con la quale di solito
pratica manualmente il serraggio delle viterie, lo faccia.
Tendenzialmente si è portati a "stringere" troppo le viti di
piccolo diametro, e meno del dovuto quelle più grandi.
Con questo sistema empirico ma efficace si riesce a valutare
e dosare la propria forza muscolare, anche in assenza
di esperienza come possono avere coloro i quali lavorano
per mestiere nel settore dei montaggi meccanici.
Per curiosità accludo qui sotto uno schemino che evidenzia
la tipica precisione ottenibile con i sistemi di serraggio
dei quali abbiamo parlato
Precisione del
Metodo di serraggio : precarico ottenibile
- manuale, con operatore addestrato : +/- 35 %
- con chiave dinamometrica ordinaria : +/- 25 %
- con chiave dinamometrica di precisione,
tarata esattamente e con esecuzione accurata : +/- 20 %
- con sistema chiave dinamometrica/
serraggio angolare : +/-15 %
- con controllo estensimetrico elettronico : +/- 7 %
Se qualcuno peraltro è interessato a calcolarsi i valori di coppia
di serraggio per le usuali viti con filettatura metrica ISO, passo
la formula
D * P * K
C = -------------
1000
dove :
C = coppia in newton * metro
D = diametro della vite in mm
P = precarico in newton che si vuol dare alla vite
K = coefficiente che tiene conto di molti fattori, e che può variare
da 0,12 (viti molto ben lubrificate), sino a 0,3 (viti in acciaio
inox montate a secco). Mediamente, per ordinaria bulloneria,
potete usare un K pari a circa 0,2.
Per finire (ed è la cosa più importante), passo una tabella con i valori
di precarico e di coppia già calcolati per le usuali viti con filettatura
metrica per i diametri che possono interessare un hobbista.
Diametro in mm Precarico in newton Coppia in newton*m
M3 2.550 1,5
M4 3.930 3
M5 6.360 6
M6 9.000 10,4
M8 16.400 24,6
M10 26.000 50
M12 37.800 84,8
M14 51.500 135
M16 70.300 205
Da questa tabella si evidenzia che la chiave dinamometrica del Lidl,
che è data per un campo di misura da 28 a 210 Newton*m,
è adatta per stringiture di viti da M8 a M16.
Nota : I dati della tabella sono validi per bulloneria con classe
di resistenza di 8.8, cioè quella più usata per le ordinarie
costruzioni meccaniche.
Per bulloneria di classe diversa, moltiplicare per i coefficienti seguenti
:
Classe 4.8 moltiplicare per 0,5
Classe 10.9 moltiplicare per 1,4
Classe 12.9 moltiplicare per 1,7
Cordialità.
Paul