Un addetto alla manutenzione di un trasportatore vibrante ha recentemente posto una domanda che si pone in quasi tutti gli impianti pesanti: ogni bullone M10 sulla staffa è già dotato di una rondella spaccata, quindi perché il giunto continua ad allentarsi ogni sei settimane? La risposta onesta separa i due lavori che le persone si aspettano dalle rondelle elastiche elicoidali. Essendo componenti elastici e a basso costo, offrono vantaggi reali e misurabili: assorbimento delle tolleranze, contatto attivo attraverso l'usura e il movimento termico e distribuzione del carico su superfici morbide. Come dispositivi di bloccaggio, i test sulle vibrazioni hanno ripetutamente dimostrato che non impediscono al dado di ruotare e allentarsi.
Questa distinzione è importante tanto dal punto di vista commerciale quanto da quello tecnico. Le rondelle divise costano pochi centesimi, vengono spedite in tutte le dimensioni da M2 in su e si adattano sia alle gamme imperiali DIN 127 che ASME, quindi rimarranno in ogni catalogo. L'abilità sta nel sapere di quale vantaggio ha effettivamente bisogno la tua articolazione e quando invece un dispositivo diverso dovrebbe svolgere il lavoro di bloccaggio.
Una rondella elastica elicoidale è un anello diviso di acciaio per molle a sezione quadrata formato in un'elica delicata, in modo che stringendo un bullone lo comprima nel modo in cui verrebbe compressa una molla elicoidale molto corta e molto rigida.
Definizione: una rondella elastica elicoidale (rondella elastica divisa) è un anello a forma elicoidale con sezione trasversale quadrata ed estremità sfalsate, standardizzato in dimensioni metriche come DIN 127 e in dimensioni imperiali secondo ASME B18.21.1. Sotto carico, si appiattisce contro le superfici dei cuscinetti e immagazzina la deflessione elastica: l'unica proprietà a cui riconduce ogni vero vantaggio.
A questo proposito vengono avanzate due affermazioni tradizionali. Il primo, che le doppie punte bloccano il gruppo impedendone la rotazione, fallisce nei test di vibrazione strumentati. La seconda, che la flessibilità della rondella rende un giunto più resistente al rilassamento, è vera solo a metà: una rondella divisa M8 tipicamente si appiattisce a pochi kilonewton, mentre un bullone M8 di classe di proprietà 8.8 funziona a circa 20 kN di precarico. Oltre all'appiattimento, la parte si comporta come una semplice rondella, quindi l'effetto molla scompare esattamente dove un giunto fortemente caricato ne ha più bisogno.
I vantaggi che vale la pena acquistare sono l'elasticità a basso carico, la compensazione del gioco assiale, la distribuzione del carico rispettosa della superficie, la disponibilità universale e il costo quasi zero. Alcuni numeri spiegano perché il componente è sopravvissuto a più di un secolo di servizio:
Nota sul campo: nelle verifiche dei guasti dei giunti allentati, la rondella divisa raramente è la causa principale. Di solito si tratta di una specifica del sintomo, aggiunta da qualcuno che sperava in un'azione di bloccaggio che la parte non è mai stata in grado di fornire.
Sottoposte a vibrazione trasversale, le rondelle elastiche elicoidali hanno ripetutamente fallito nell'impedire l'autoallentamento e diverse serie di test mostrano che la velocità di allentamento aumenta anziché diminuire.
Il lavoro di Gerhard Junker del 1969 ha stabilito i meccanismi che gli ingegneri citano ancora oggi. Quando i carichi trasversali creano uno slittamento relativo tra le filettature accoppiate e le superfici portanti, i piani inclinati della filettatura spingono il dado all'indietro, anche in un giunto completamente precaricato. Una rondella divisa appiattita non fa nulla per fermare tale rotazione, e il suo contatto eccentrico e oscillante può aggiungere micromovimenti che accelerano la perdita di precarico. I test comparativi sugli elementi di fissaggio M8 rispetto a un dado semplice mostrano lo schema caratteristico riportato di seguito.
Una versione dell'argomentazione relativa al tasso di molla sopravvive ai test. Una modesta elasticità aggiuntiva nel giunto riduce la perdita di precarico causata dall'affondamento e dal rilassamento, il lento appiattimento permanente delle superfici sotto carico. Ecco perché alcune installazioni mettono una rondella piatta sotto la rondella divisa: la rondella piatta stabilizza la superficie di appoggio mentre il giunto guadagna un po' di cedevolezza. Il beneficio si manifesta nelle articolazioni che si rilassano lentamente, mai in quelle che vibrano.
Se costruisci questo accoppiamento, la rondella piatta dovrebbe essere il partner più duro e liscio a contatto con la superficie del giunto:
Rondella piatta standard per la distribuzione del carico Un disco piatto di dimensioni precise che distribuisce la forza di serraggio e protegge le superfici articolari. Si adatta alla guida di accoppiamento in questo caso poiché la rondella più dura e liscia posizionata contro la superficie del giunto. Visualizza il prodotto → Specificare le rondelle elastiche elicoidali quando è necessario un avvolgimento elastico economico in un giunto non critico e a basse vibrazioni e scegliere un dispositivo diverso nel momento in cui la perdita di rotazione diventa una questione di sicurezza o di tempi di inattività.
Per un programma di rifornimento metrico standard, una gamma DIN 127 copre la maggior parte delle dimensioni degli impianti:
Rondella elastica metrica DIN 127 Una rondella elicoidale divisa per bulloni metrici che fornisce un assorbimento elastico in caso di vibrazioni e cicli termici, adattandosi a un programma di rifornimento metrico standard per impianti di dimensioni comuni. Visualizza il prodotto → Acquista in base alla designazione standard, alla corrispondenza dei materiali e alla disciplina di abbinamento, non in base alle richieste di blocco. Il confronto seguente confronta le rondelle elastiche elicoidali con le alternative contro cui la maggior parte dei team di acquisto le valuta:
| Opzione | Resistenza alle vibrazioni | Presa elastica | Costo per posizione | Più adatto a |
| Rondella elastica elicoidale (DIN 127) | Non dimostrato nei test | Buono con carichi bassi | Molto basso | Giunti statici che necessitano di tolleranza |
| Rondella dentata | Limitato, dipendente dalla superficie | Nessuno | Basso | Messa a terra elettrica e per servizio leggero |
| Controdado con inserto in nylon | Buono nel suo intervallo di temperature | Nessuno | Moderato | Elementi di fissaggio riutilizzabili, esposti alle vibrazioni |
| Rondella piana con precarico verificato | Il precarico fa il lavoro | Nessuno | Basso | Tutto ciò che è critico in termini di carico |
Le rondelle dentate attaccano il problema mordendo anziché flettendosi: il nostro confronto rondelle dentate esterne ed interne spiega quando quel compromesso ha senso.
L'abbinamento dei materiali è la seconda leva. In ambienti costieri, chimici o sottoposti a lavaggio, specificare un abbinamento bulloni e rondelle in acciaio inossidabile programma in modo che la parte più economica della pila non sia la prima a corrodersi.
Quattro regole di abbinamento coprono la maggior parte degli assemblaggi:
Le apparecchiature legacy nordamericane richiamano ancora le dimensioni imperiali e la combinazione di parti in pollici e metriche su un unico assieme induce errori di tolleranza. L'approvvigionamento di entrambi i sistemi da un unico esportatore, il modello utilizzato da specialisti come Zhejiang Chance e Union Import and Export Co., Ltd., mantiene gli elenchi delle parti brevi e le specifiche coerenti:
Rondella elastica imperiale per dispositivi di fissaggio in pollici Una rondella di sicurezza divisa realizzata per UNC/UNF e altri bulloni della serie in pollici, che consente alle apparecchiature legacy di approvvigionarsi di rondelle imperiali e metriche da un unico fornitore per mantenere le specifiche coerenti. Visualizza il prodotto → No. I test sulle vibrazioni di tipo Junker condotti dal 1969 dimostrano che non interrompono l'allentamento della rotazione e alcune serie registrano un allentamento più rapido rispetto a un semplice dado da solo. Trattateli come parti elastiche di avvolgimento e fate affidamento sul precarico, sull'hardware a coppia prevalente o sul bloccaggio positivo contro le vibrazioni.
Tre cose: ridurre il gioco finale dall'usura o dalla tolleranza, aggiungere un po' di corsa elastica nei giunti a basso carico e distribuire il carico se abbinato a una rondella piatta, il tutto a un costo molto basso nelle dimensioni metriche e imperiali.
Sì nella maggior parte delle assemblee. La rondella piana protegge la faccia del giunto dalle spaccature e crea una superficie di appoggio stabile; la rondella elastica si trova tra la rondella piatta e la testa del bullone o il dado.
DIN 127 è lo standard metrico comune con dimensioni che vanno da circa M2 in su e ASME B18.21.1 copre le rondelle elastiche elicoidali imperiali. Entrambi sono forniti in acciaio per molle con zincatura e in acciaio inossidabile.
