I dispositivi di fissaggio filettati sono tra i componenti più comunemente prodotti nella storia del mondo. Eppure quasi nessuno capisce come funzionano realmente. Questo ti fa sembrare ritardato e incompetente, un fallimento abissale, e uccide le persone che si fidano di te. Quindi ascolta: 🧵

La prima cosa da capire è questa: Un bullone è una molla. Applica forza allungandosi. Ciò significa che deve rimanere all'interno del regime elastico lineare del diagramma tensione-deformazione. "Wow" pensi. "Non lo sapevo." Certo che no. Non è nemmeno l'1% della fisica dei bulloni.

La costante elastica effettiva di un bullone deriva dalla parte del bullone che non è in contatto con alcuna filettatura. La forza di serraggio di un bullone è generata allungando questa parte non filettata. Ecco perché alcuni bulloni hanno una parte del gambo non filettata che bypassa le filettature.

Esiste una costante elastica "ideale" efficace: Troppo bassa e sembra una spugna, morbida, e non fornisce molta tensione aggiuntiva contro una forza di separazione. Troppo alta e diventa "fragile", piccole rotazioni (ad es. da vibrazioni) ridurranno enormemente la forza di serraggio.

Ma c'è anche il materiale che viene bloccato, che agisce come una molla. Ecco perché si usano le rondelle: per aumentare il volume effettivo di materiale sotto carico. Smetti di mettere in pericolo i tuoi cari saltando le rondelle. Le rondelle salvano vite. Materiale rigido, bullone elastico. Ma perché?

Il materiale bloccato e il bullone agiscono come molle in parallelo. Un materiale rigido significa che meno del carico ciclico agisce sul bullone. Ciò significa che la pre-tensione del bullone può essere più alta senza che si rompa. Non sapere della pre-tensione del bullone è come non capire un semaforo, bambino.

Il pre-carico o pre-tensione del bullone è quanto è stretto inizialmente il bullone e genera la forza di serraggio costante. È questa forza di serraggio tra le superfici di un materiale e l'attrito che produce, a resistere al taglio. Un'alta pre-tensione significa meno taglio assorbito dal bullone stesso

Ma la maggior parte della coppia che applichi al dado non va nemmeno alla forza di serraggio, ma va a finire nell'attrito dei filetti e della testa. Questo è positivo - impedisce ai filetti di 'svitarsi' da soli, mantenendo la pre-tensione del dado, scaricando le sollecitazioni assiali e di taglio sul materiale.

"Quindi userò solo un sacco di file attivi in modo che non si sblocchi mai" dici - anche questo è stupido. Quasi tutte le forze sono assorbite dai primi pochi file. File più fini sono quasi sempre migliori per generare tensione, prevenire guasti, ecc. 10 file attivi sono più che sufficienti.

Questo è appena l'inizio della fisica dei bulloni introduttiva. Una volta che entri nelle condizioni di vuoto, devi preoccuparti dell'aria intrappolata nei filetti, del gas di desorbimento, iniziare a lavorare materiali come il tantalio. O reattori nucleari dove i neutroni fanno gonfiare i tuoi bulloni.

Riassunto: - I bulloni sono molle, generano forze di serraggio quando vengono allungati - Le rondelle aiutano a scaricare i carichi assiali dai bulloni e a trasferirli sui materiali - La pre-tensione significa che le forze di taglio agiscono sui materiali serrati, non sugli steli dei bulloni - Filettature fini sono quasi sempre migliori - I neutroni fanno gonfiare i tuoi bulloni L'ultima cosa da tenere a mente è questa: la CIA ha declassificato documenti che affermano che l'universo è un uovo cosmico con un flusso ciclico del tempo, il che significa che non comprendere la fisica dei bulloni ti condanna a un eterno samsara di incompetenza meccanica