L’uso di metalli leggeri può ridurre i costi e migliorare l’efficienza energetica/di carburante dei progetti. Tuttavia, quando si tratta di giunti meccanici, è difficile integrare metalli leggeri senza rischiare il guasto meccanico.
I giunti meccanici devono essere resistenti all’usura, alla corrosione e alle alte temperature. Ciò ha portato molti giunti a essere realizzati con metalli più pesanti e resistenti per evitare direttamente il guasto del giunto meccanico.
Come soluzione, gli inserti filettati elicoidali forniscono le caratteristiche protettive per integrare con successo giunti meccanici leggeri senza il rischio di guasto.
In questo articolo, analizziamo i diversi fattori ambientali che portano al guasto dei giunti meccanici. Poi introduciamo gli inserti filettati elicoidali come soluzione per l’integrazione efficace delle leghe metalliche leggere.
Le cause del guasto nei giunti meccanici
L’elemento di fissaggio utilizzato nei giunti meccanici deve essere estremamente resistente per garantire il suo funzionamento. Tutte le forze tra i due componenti collegati si concentrano nei fori di fissaggio, fornendo l’attrito necessario per creare un meccanismo di unione forte e affidabile.
Per questo motivo, l’elemento di fissaggio dei giunti meccanici è solitamente costituito da bulloni/viti pesanti in grado di sopportare alte pressioni e carichi. I materiali base più leggeri, d’altra parte, sono più morbidi e suscettibili a numerosi fattori che possono portare al guasto meccanico.
Corrosione galvanica
La corrosione galvanica è una sfida significativa per i giunti meccanici. Si verifica quando due metalli diversi sono in contatto e in presenza di una soluzione elettrolitica come l’acqua. Per le applicazioni aerospaziali e automobilistiche, l’umidità con sali disciolti rende gli effetti della corrosione galvanica ancora più dannosi.
La corrosione galvanica può verificarsi tra il materiale base e il bullone di un giunto meccanico, causando un graduale deterioramento della resistenza meccanica e, infine, il guasto del giunto se non affrontata. La corrosione galvanica rende difficile l’uso di metalli leggeri come l’alluminio e il magnesio, poiché sono metalli naturalmente reattivi che si deteriorerebbero rapidamente.
Ambienti ad alta temperatura
Le temperature estreme sono una sfida comune per i giunti meccanici. Componenti del motore, elementi di scarico e sistemi frenanti affrontano tutti sollecitazioni termiche elevate. Allo stesso tempo, necessitano di soluzioni di giunzione robuste che possano mantenere elevata resistenza meccanica e sollecitazioni insieme a temperature estreme.
Le alte temperature possono direttamente portare al guasto del giunto meccanico a causa della deformazione del materiale. Questo è il caso in cui il metallo perde la sua resistenza meccanica e si deforma a causa delle alte temperature. Per questo motivo, spesso vengono utilizzati metalli pesanti specializzati come l’acciaio resistente al fuoco. I metalli leggeri come l’alluminio subiscono deformazioni del materiale a temperature più basse, rendendoli inadatti agli ambienti ad alta temperatura.
Usura e sfregamento
Molti giunti meccanici assemblati e sistemi affrontano ambienti ad alta vibrazione e sono spesso responsabili dell’attenuazione di queste vibrazioni per i componenti collegati. Tuttavia, questi ambienti possono portare all’usura da attrito all’interno del giunto, causando una perdita di resistenza al carico.
Inoltre, il bullone nel giunto meccanico spesso affronta carichi di forza disomogenei. Questo può portare a crepe da fatica e fatica da sfregamento che riducono la resistenza del giunto e portano rapidamente al guasto meccanico. Per i metalli leggeri, questa è una sfida importante nella loro integrazione. Qualsiasi differenza significativa tra la resistenza del materiale del bullone e del componente può aumentare la presenza di carichi di forza e usura di conseguenza.
Come proteggere i giunti meccanici dal guasto
Gli inserti filettati elicoidali sono una soluzione universale per proteggere i giunti meccanici dai fattori sopra descritti. Forniscono prestazioni di fissaggio superiori per progettazione rispetto alla filettatura originale di un materiale base. Si adattano radialmente e assialmente all’interno del materiale base quando un bullone viene inserito. Questo offre numerosi vantaggi per evitare il guasto meccanico e prolungare la durata dei giunti meccanici.
I vantaggi degli inserti filettati elicoidali
Aumento della resistenza e riduzione dell’usura per metalli morbidi – Gli inserti filettati elicoidali distribuiscono il carico lungo tutta la lunghezza del bullone inserito. Ciò fornisce una maggiore resistenza al giunto, riduce il rischio di sfregamento e usura e migliora notevolmente la resistenza alla fatica. Di conseguenza, i metalli più morbidi, soggetti a usura, possono essere integrati nei giunti meccanici senza il rischio di guasto.
Protezione dalla corrosione nei metalli leggeri – Gli inserti filettati elicoidali fungono da strato protettivo tra il bullone e il materiale base. Utilizzando metalli simili o a bassa reattività come l’acciaio inossidabile, questi inserti possono minimizzare la possibilità di corrosione galvanica nei metalli leggeri come l’alluminio e il magnesio.
Diverse composizioni dei materiali per una protezione aggiuntiva – Fattori come la deformazione del materiale a causa delle alte temperature possono essere evitati integrando inserti con specifiche composizioni dei materiali. Un esempio chiave sono gli inserti filettati elicoidali in Inconel, che forniscono un’elevata resistenza termica per consentire l’integrazione dei metalli leggeri. Questo si estende ad altri fattori come la corrosione, con inserti filettati elicoidali in bronzo fosforoso che forniscono resistenza alla corrosione.
Semplice riparazione e manutenzione – Gli inserti filettati elicoidali sono progettati per essere utilizzati come strumento di riparazione e manutenzione. Quando i fori maschiati perdono la loro filettatura o si danneggiano, possono essere installati per reintrodurre e migliorare la resistenza del giunto. E quando gli inserti necessitano di riparazione, possono essere facilmente sostituiti, rendendoli una soluzione efficiente ed economica.
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