Procedure di serraggio nella tecnologia di avvitamento

L'assemblaggio affidabile degli elementi di fissaggio

La tecnologia di avvitamento è la chiave per numerose operazioni di montaggio. I fissaggi a vite sono molto popolari grazie alla loro resilienza, alla riutilizzabilità dei pezzi e alla possibilità di allentare il collegamento in qualsiasi momento senza danneggiare le parti. Pertanto, le viti sono gli elementi macchina standardizzati più frequentemente utilizzati e sono disponibili in un'ampia gamma di modelli.

Il compito più importante per il fissaggio del montaggio consiste nell'applicazione di una forza di precarico definita. La forza di precarico deve essere determinata in modo che, da un lato, la funzione prevista possa essere eseguita nonostante l'eventuale forza operativa applicata e, dall'altro, che il carico ammissibile sul collegamento a vite non venga superato. Particolarmente problematiche sono le spesso sconosciute condizioni di posizionamento del collegamento a vite, nonché le eventuali fluttuazioni della forza di precarico legate al montaggio.

Il montaggio a vite in serie non consente di determinare in modo efficace la forza di precarico richiesta. Pertanto, in alternativa, per controllare il processo di assemblaggio devono essere utilizzate misure indirette. In generale, questo significa la coppia di serraggio del gruppo vite. Inoltre, altri parametri determinati sperimentalmente come l'angolo, il tempo di avvitamento, l'attrito, ecc. possono fungere da variabili di riferimento per il processo di assemblaggio. Inoltre, sono state sviluppate procedure innovative per il rilevamento del punto di seduta della testa al fine di migliorare la costanza della forza di precarico.

Procedura di serraggio a coppia controllata

Nell'ambito della tecnologia di avvitamento, la coppia viene ancora utilizzata più frequentemente come parametro di controllo. La forza di precarico risultante dalla coppia di serraggio è influenzata in modo significativo dal coefficiente di attrito fluttuante e dalla distribuzione della coppia di serraggio del dispositivo di avvitatura. In particolare si deve distinguere tra l'attrito della testa e l'attrito della filettatura. La somma di queste condizioni di attrito fluttuante provoca fluttuazioni della forza di precarico fino al 50% o più, nonostante l'elevata ripetibilità della coppia. Ciò significa che il collegamento a vite deve sempre essere sovradimensionato in modo che non venga serrato eccessivamente se si verifica una deviazione nel campo superiore e che la forza di precarico richiesta viene applicata anche in caso di deviazione inferiore. "Nonostante questi inconvenienti, il serraggio a coppia controllata è emerso come la procedura di serraggio più popolare. Questo perché la realizzazione tecnica è relativamente semplice", spiega Daniel Guttenberger, Product Manager di DEPRAG Screwdtening Technology.

Procedura di serraggio ad angolo controllato

Durante una cosiddetta procedura ad angolo, sia la coppia che l'angolo del collegamento a vite vengono utilizzati come parametri di controllo. In questo caso, è l'angolo e non la coppia che viene utilizzata come parametro di controllo per la fase finale di serraggio. Ciò significa che la vite viene serrata ad una determinata coppia di soglia e da lì il serraggio continua ad un angolo di post-tensione predeterminato. La coppia può essere monitorata come parametro di controllo aggiuntivo.

La chiusura angolare può essere utilizzata sia nella gamma elastica che in quella plastica della vite. Dall'inizio del montaggio ad angolo, il serraggio avviene indipendentemente dall'attrito. La distribuzione completa della forza di precarico è quindi inferiore a quella di un semplice avvitamento a coppia controllata.

Gruppo coppia in funzione dell'attrito

La procedura del valore d'attrito è spesso utilizzata per i processi di prova. I risultati della misurazione del valore d'attrito vengono utilizzati per valutare la qualità di ingranaggi, filettature o per determinare l'attrito minimo, ad esempio con perni filettati autobloccanti. Il montaggio delle viti con coppia di serraggio o angolo indipendente dalla coppia di attrito è ancora un'opzione.

Procedura di serraggio controllato del valore limite

Per sfruttare in modo ottimale le proprietà del materiale della vite raggiungendo il campo di deformazione plastica, è possibile utilizzare una procedura di serraggio controllato a valore limite. Anche in questo caso, coppia e angolo sono registrati come parametri di controllo. Il passo decrescente nel diagramma sforzo-deformazione al raggiungimento del valore limite viene utilizzato come criterio di chiusura.

Osservando il diagramma stress-deformazione si può notare che l'aumento è lineare in un primo momento e si livella una volta raggiunto il valore limite. La forza assiale agisce in proporzione alla coppia - la deformazione è proporzionale all'angolo. Matematicamente, l'aumento di una curva è definito come la riduzione della funzione. Se la riduzione della coppia scende a circa il 50 % del valore di riferimento, il valore limite viene raggiunto e il processo di serraggio è terminato. E' possibile sovrapporre a questo processo i limiti di angolo e di coppia per una maggiore sicurezza.

Questa procedura riduce gli inconvenienti di valori di attrito fluttuanti o le restrizioni di una vite selezionata. Le viti utilizzate possono essere dimensionalmente più piccole a causa della maggiore sicurezza quando si raggiunge la necessaria forza di precarico del montaggio. Il controllo del valore limite può essere utilizzato solo su connessioni in acciaio ad alta precisione, in quanto il diagramma sforzo-deformazione rappresentato è valido solo in questi casi. Questa procedura impone elevati requisiti alla tecnica di misurazione e regolazione del sistema di avvitamento in caso di utilizzo di viti piccole o miniaturizzate.

Procedura di serraggio adattivo DEPRAG CFC CFC Controllo della forza di serraggio

L'affidabile procedura di avvitamento adattivo DEPRAG Clamp Force Control assicura una forza di precarico costante nonostante i valori variabili della coppia di avvitamento. Il gruppo vite completo è costituito dal rilevamento del punto di fissaggio della dima di avvitamento e da un gruppo vite con coppia o angolazione diversa. Il rilevamento del punto di seduta è il componente chiave. Si forma una funzione di valutazione matematica basata su una valutazione continua della procedura di coppia. Se la linea di tendenza calcolata supera un valore limite specificamente definito, si considera rilevato il punto di seduta - vengono salvate le letture di coppia e di angolo al momento del posizionamento.

Il metodo di calcolo combina due vantaggi di base: Non è influenzato da fluttuazioni e aumenti casuali durante la procedura di coppia che non derivano dal punto di seduta effettivo e l'algoritmo è universalmente valido, per cui l'utente non ha bisogno di impostare alcun parametro specifico per la valutazione.

La procedura di avvitamento viene utilizzata per applicazioni in cui sono presenti diverse condizioni limite che possono causare coppie di serraggio molto diverse. "Le fluttuazioni sono dovute, ad esempio, a variazioni delle geometrie delle viti o dei fori, alla struttura del materiale del componente, a qualità superficiali incoerenti della filettatura della vite, ad elementi caricati a molla o alle condizioni di seduta", spiega il Product Manager Guttenberger. La procedura di serraggio adattivo DEPRAG Clamp Force Control garantisce un'uscita uniforme per il successivo serraggio finale grazie al rilevamento affidabile del punto di seduta. Di conseguenza, c'è una costanza significativamente migliorata nella forza di precarico. Esempi tipici di applicazione sono i gruppi a vite diretta in plastica o metallo.

Aggiunge Guttenberger: "Tenendo conto dell'applicazione specifica e delle diverse condizioni limite, è possibile determinare una procedura di serraggio adeguata per qualsiasi giunto a vite, migliorando così la costanza della forza di precarico. L'analisi del giunto a vite può essere decisiva per determinare i parametri più affidabili. Oltre a raccomandare le procedure di serraggio ai nostri clienti, siamo naturalmente anche in grado di consigliare con competenza lo strumento di avvitamento migliore per il lavoro"

Con 700 dipendenti, rappresentati in oltre 50 paesi, DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. è un partner globale consolidato per la realizzazione di concetti innovativi nella tecnologia di avvitamento e nell'automazione. Oltre a fornire un pacchetto completo di servizi nei settori della tecnologia di avvitatura, di alimentazione, di controllo e di misurazione, i costruttori di macchine integrano i loro prodotti anche in complessi sistemi di assemblaggio semiautomatico o completamente automatico. Dalla consultazione iniziale fino all'assistenza e alla manutenzione del sistema, c'è una sola chiamata da effettuare.