Una guarnizione di bloccaggio è una guarnizione funzionale che impedisce l'allentamento delle connessioni filettate a causa di vibrazioni, urti o carico dinamico aumentando l'attrito, la deformazione elastica o l'interblocco meccanico. Ampiamente utilizzato nei settori meccanico, edile, automobilistico, aerospaziale e in altri settori, serve per garantire la stabilità a lungo-termine dei componenti chiave degli elementi di fissaggio. Le loro funzioni principali, i tipi, i principi di funzionamento e le applicazioni tipiche sono descritti in dettaglio di seguito:
I. Funzioni principali: anti-allentamento, ammortizzazione, compensazione.
Anti-allentamento
Resistere all'allentamento causato da vibrazioni, urti o carico alternato nelle connessioni filettate per evitare la caduta di dadi o bulloni. I collegamenti a bullone nei motori delle automobili, ad esempio, possono essere soggetti a vibrazioni prolungate ad alta-frequenza e le rondelle di sicurezza possono ridurre notevolmente il rischio di allentamento.
Ammortizzazione delle vibrazioni
Assorbe l'energia delle vibrazioni grazie alla deformazione elastica, l'impatto del carico sul giunto viene ridotto e la superficie del giunto è protetta dai danni. Ad esempio, nella connessione a flangia di una torre eolica, la guarnizione di bloccaggio ammortizza le vibrazioni causate dai carichi del vento.
Compensazione del divario
Riempire gli spazi vuoti nei giunti dovuti all'affaticamento del materiale, alle fluttuazioni di temperatura o all'uso prolungato per evitare che gli elementi di fissaggio si allentino a causa dell'espansione dello spazio. Ad esempio, in una connessione a ponte in acciaio, la rondella di sicurezza compensa gli spazi causati dall'espansione e dalla contrazione termica. ii. Tipologie principali e principi di funzionamento
1.Attrito-Tipo migliorato
Rondelle elastiche
Struttura: Anelli a spirale con incisioni creano una struttura elastica.
Principio meccanico: Durante il serraggio la guarnizione viene compressa per creare elasticità, aumentando l'attrito tra il dado e l'elemento di collegamento, evitando così l'allentamento.
Caratteristiche: basso costo, installazione semplice, ma effetto anti-allentamento limitato dei bulloni ad alta resistenza, che può portare al degrado della forza.
Scopo: Ambiente a basse vibrazioni come tubi a bassa tensione e apparecchiature elettriche.
Rondelle di bloccaggio dentate interne ed esterne
Struttura: La superficie della lavatrice è caratterizzata da denti disallineati, le punte dei denti sono piegate alternativamente.
Principio meccanico: le punte dei denti sono unite alla superficie del dado e ai componenti di collegamento per migliorare l'effetto anti-allentamento attraverso il bloccaggio meccanico.
Caratteristiche: Resistenza allentata migliore della guarnizione a molla, ma può danneggiare le superfici di accoppiamento.
Applicazione: adatto per ambienti con vibrazioni moderate come macchine edili e attrezzature agricole.
2. Tipologia di compensazione elastica
Rondelle elastiche
Struttura: design a onda o disco, elevata elasticità. Principio: assorbe l'energia delle vibrazioni attraverso la deformazione elastica e compensa il gap causato dalla fatica o dalla deformazione del materiale.
Caratteristiche: resistenza alla fatica, lunga durata, ma costo relativamente elevato.
Ambito applicativo: applicazioni che richiedono elevata affidabilità, come trasporti ferroviari, aerospaziali, ecc..
Lavatrice doppia-impilata-con chiusura automatica
Struttura: composta da due rondelle dentellate. Durante l'installazione, le superfici dei denti più grandi sono in contatto tra loro, mentre le superfici dei denti più piccole sono in contatto rispettivamente con il dado e i componenti di collegamento.
Come funziona: durante la vibrazione, le superfici dei denti più grandi si spostano verso l'alto, bloccando il bullone con una differenza di inclinazione (> angolo della filettatura del bullone) per evitare l'allentamento.
Caratteristiche: la resistenza allentata è più di 4 volte quella delle soluzioni convenzionali ed è adatta a temperature estreme (da -50 gradi a +300 gradi).
Scopo: adatto per vibrazioni ad alta frequenza, come motori e sistemi di trasmissione.
3. Interblocco meccanico
Guarnizione autobloccante a cuneo-
Struttura: come la serie NL30, la serie Nord-Lock NL30 è composta da due cunei, uno in alto e uno in basso. Principio: quando si serra il bullone, le inclinazioni del cuneo si incastrano tra loro e la tensione del bullone viene trasformata in resistenza di attrito attraverso la deformazione elastica per mantenere un precarico stabile.
Caratteristiche: Nessun dispositivo di bloccaggio aggiuntivo, effetto anti-allentamento duraturo.
Applicazione: utilizzato per scenari di carico dinamico delle flange delle torri delle turbine eoliche e dei macchinari minerari.
III. Scenari applicativi tipici
Ambienti ad alta vibrazione
Aerospaziale: le connessioni filettate tra i motori degli aerei e il carrello di atterraggio possono essere soggette a vibrazioni intense e prolungate. Le guarnizioni autobloccanti a doppia-pila-o le guarnizioni autobloccanti a cuneo-possono migliorare significativamente la durata della connessione.
Settore automobilistico: i collegamenti bullonati per componenti di potenza come sistemi di trasmissione e sospensione sono realizzati utilizzando guarnizioni di bloccaggio dentate interne ed esterne o guarnizioni di bloccaggio elastiche per evitare l'allentamento.
Scenari di carico dinamico
Transito ferroviario: i collegamenti filettati di carrelli, ruote e altre aree devono essere in grado di resistere a carichi alternati e sbalzi di temperatura. La guarnizione di bloccaggio mantiene la forza di serraggio preimpostata compensando dinamicamente.
Attrezzatura per turbine eoliche: i collegamenti a flangia della torre della piastra della torre devono essere in grado di resistere alle vibrazioni e alle sollecitazioni di flessione causate dai carichi del vento. La guarnizione autobloccante a cuneo-garantisce la stabilità della connessione. Ambienti con mezzi corrosivi
Ingegneria navale: le connessioni filettate tra navi e piattaforme offshore devono essere protette dalla corrosione da spruzzo. Le rondelle di bloccaggio in acciaio inossidabile possono prolungare la durata delle apparecchiature.
Attrezzature chimiche: le connessioni filettate su tubi, valvole e altre parti devono essere chimicamente resistenti alla corrosione. Le rondelle di sicurezza rivestite forniscono una protezione aggiuntiva.
IV. INTRODUZIONE Raccomandazioni per la selezione
Selezione basata sulla frequenza di vibrazione
Per ambienti con vibrazioni ad alta frequenza come quelli aerospaziali, sono preferibili le guarnizioni autobloccanti a doppio strato-o le guarnizioni autobloccanti a cuneo-. La sua struttura di interblocco meccanico ha un'elevata affidabilità.
Per gli ambienti con vibrazioni a bassa frequenza (come i macchinari edili), è possibile utilizzare guarnizioni di bloccaggio a denti interni ed esterni o guarnizioni a molla per bilanciare costi e prestazioni.
Seleziona per tipo di carico
Per carichi dinamici, come sollecitazioni alternate, scegli guarnizioni con capacità di compensazione elastica, come la serie NORD-LOCK.
Per carichi statici, come staffe fisse, è possibile utilizzare una combinazione di comuni guarnizioni a molla o guarnizioni piatte per ridurre i costi.
Selezione in base alle condizioni ambientali
Verificare il coefficiente di dilatazione termica del materiale della guarnizione per alte o basse temperature per evitare perdite di precarico dovute a variazioni di temperatura. Le guarnizioni in acciaio inossidabile o zincate devono essere utilizzate in ambienti corrosivi per evitare che la ruggine influisca sulle proprietà di resistenza-allentate.