Embedded Files
Introduzione:
Introduzione:
Gli elementi filettati costituiscono un tipo di collegamento di larghissimo impiego nelle costruzioni meccaniche e vengono utilizzati con funzioni di collegamento, arresto, registrazione, manovra.
FILETTATURA: risalto elicoidale a sezione costante ( avvolto intorno alla superficie di un elemento cilindrico o conico). SUPERFICIE ESTERNA: vite, SUPERFICIE INTERNA: madrevite.
I collegamenti filettati sono collegamenti per attrito e agiscono comprimendo i pezzi da collegare.
ELICA: è una curva dello spazio euclideo, rappresentata da una linea avvolta con un angolo costante angolo d’elica attorno ad un cilindro.
PASSO: Distanza percorsa dalla curva in direzione assiale per ogni giro completo intorno all’asse.
COLLEGAMENTO: L’accoppiamento vite madrevite è utilizzato per ottenere il collegamento per attrito di parti che debbono risultare facilmente smontabili.
TRASMISSIONE: Vite e madrevite possono realizzare un accoppiamento elicoidale tale che la rotazione di uno dei due elementi (impedito di traslare), provochi la traslazione dell’altro (impedito di ruotare) vite di manovra.
La messa in trazione del gambo per l’avvitamento della vite è causa di compressione tra le superfici del collegamento che vengono a più stretto contatto Si sviluppa così un forte attrito che impedisce lo spostamento reciproco. L’attrito tra i filetti contrasta lo svitamento spontaneo.
Le filettature si possono realizzare mediante due tecniche differenti:
lavorazione per deformazione plastica a freddo, o rullatura adottata per grosse produzioni
lavorazione per asportazione di truciolo , adottata per esigenze di precisione o per filetti di grosse dimensioni.
Rullatura:
Rullatura:
Processo di coniatura a freddo su apposite macchine a ciclo automatico dette rullatrici. Caratteristiche: lavorazione di filettature esterne con elevata produttività, non adatta per materiali ad elevata resistenza, non adatta per elevate precisioni.
Le fibre sono compattate e non tagliate, per incrudimento il filetto diventa più resistente all’usura ed ai fenomeni di fatica.
Filettatura al tornio:
Filettatura al tornio:
Gola di scarico:
Evita la formazione di un tratto terminale a filettatura incompleta.
Assicura all’utensìle la possibilità di disimpegnarsi (non è sotto sforzo a fine corsa).
Permette di avvitare una vite fin contro uno spallamento o fino in fondo ad un foro.
Evita la formazione di bave nel tratto di filetto incompleto.
Maschi e filiere:
Maschi e filiere:
Elementi principali di una filettatura:
Elementi principali di una filettatura:
Forma del profilo
Passo
Numero dei principi
Diametro nominale
Angolo e senso dell’elica
Lunghezza di avvitamento
Profilo:
Profilo:
figura risultante dalla intersezione del filetto con un semipiano avente per origine l’asse della filettatura può essere triangolare a sezione trapezi a a dente di sega rettangolare tondo etc.
Si distinguono tre tipi di profili:
Profilo base : caratterizza la filettatura (altezza H).
Profilo nominale: può differire dal precedente per troncature e arrotondamenti (altezze h 3 e H 1).
Profilo di esecuzione : profilo effettivamente realizzato che differisce dal nominale a causa delle inevitabili imperfezioni costruttive.
Passo:
Passo:
Il passo P è la distanza tra le creste di due filetti consecutivi o più in generale, tra due punti corrispondenti situati su fianchi paralleli, misurata parallelamente all’asse della vite.
Il passo è proporzionale all’altezza del filetto (H).
Numero di principi:
Numero di principi:
La filettatura a più principii viene utilizzata quando si vuole ottenere la combinazione di un passo lungo con una ridotta profondità del filetto (accoppiamento rapido senza diminuzione della resistenza della vite).
Sul medesimo elemento si avvolgono più filetti elicoidali adiacenti.
Passo della filettatura L ) = Passo del profilo P ) x numero dei principi
Diametro nominale:
Diametro nominale:
È utilizzato per la designazione della filettatura.
Coincide con il diametro esterno d della vite (misurato sulla cresta) e con quello corrispondente D della madrevite (misurato sul fondo).
Altre grandezze:
Diametro di nocciolo: è il diametro misurato sul fondo del filetto della vite o sulla cresta dei filetti della madrevite.
Diametro medio: è il diametro misurato sulla linea media.
Linea media: linea contenuta in un piano assiale e tale che le sue intersezioni con i fianchi del filetto siano equidistanti.
Sezione resistente:
Sezione resistente:
Prove a trazione hanno dimostrato che il carico di rottura di un cilindro filettato è circa equivalente a quello di un cilindro non filettato di diametro risultante dalla media aritmetica tra il diametro di nocciolo ed il diametro medio:
La sezione resistente può essere quindi approssimata come:
Senso e angolo dell'elica:
Senso e angolo dell'elica:
Filettatura destrorsa: la rotazione, durante l’avvitamento, avviene in senso orario attorno all’asse del pezzo.
Filettatura sinistrorsa: la rotazione, durante l’avvitamento, avviene in senso antiorario attorno all’asse del pezzo.
ANGOLO DELL’ELICA: Angolo formato tra un piano perpendicolare all’asse della filettatura e la tangente condotta per un punto dell’elica risultante dall’intersezione di un fianco del filetto con un cilindro di diametro uguale al diametro medio di filettatura.
Rendimenti più bassi favoriscono l’arresto spontaneo.
Si può dimostrare che maggiore è l’inclinazione (θ/2) del fianco del filetto rispetto all’asse del profilo, minore è l’angolo α e quindi il rendimento η.
Le viti a profilo triangolare hanno un rendimento minore delle viti a profilo trapezoidale.
Per i collegamenti è preferibile un rendimento basso profilo triangolare.
Per le trasmissioni del moto è preferibile un rendimento alto profilo quadrato o trapezoidale.
Lunghezza di avvitamento:
Lunghezza di avvitamento:
È la porzione di vite che va a contatto con la madrevite viene misurata in lunghezza nella direzione dell’asse (normalmente è pari a 1 1 5 d).
Quando vite e madrevite sono accoppiate, i rispettivi fianchi sono a contatto solo per un certo tratto la lunghezza di questo tratto misurata perpendicolarmente all’asse della filettatura si chiama ricoprimento indicato con H 1 nella figura.
Rappresentazione elementi filettati:
Rappresentazione elementi filettati:
È una rappresentazione convenzionale e ha lo scopo di rendere veloce l’esecuzione dei disegni. A volte nei disegni complessivi, le filettature non si rappresentano affatto, limitandosi ai soli assi di simmetria ed alle relative indicazioni.
Nella rappresentazione la linea spessa rappresenta sia nella vite che nella madrevite i contorni del pezzo non ancora filettato (la cui distanza è misurabile con il calibro), mentre la linea sottile indica sempre il risultato della lavorazione. UNI EN ISO 6410:1993 Technical drawings Screw threads and threaded parts
Nel caso della madrevite la rappresentazione risulta invertita siccome questa volta la linea di nocciolo del filetto è esterna al diametro nominale
La linea spessa rappresenta sia nella vite che nella madrevite i contorni del pezzo non ancora filettato (la cui distanza è misurabile con il calibro), mentre la linea sottile indica sempre il risultato della lavorazione.
La profondità della filettatura f deve essere maggiore della lunghezza di avvitamento h per evitare il forzamento.
La lunghezza minima l del foro filettato è data dalla somma di f più una camera di sfogo y che serve a:
Accogliere la parte di imbocco del maschio.
Cautelarsi contro la maggiore corsa della maschiatrice..
Contenere i trucioli non evacuati.
Rappresentazione di filettature in sezione:
Rappresentazione di filettature in sezione:
La rappresentazione del fondo e della cresta del filetto si realizzano nelle sezioni con gli stessi criteri delle filettature in vista. Il tratteggio (campitura) raggiunge sempre la linea grossa ed attraversa quella fine.
Nel disegno in sezione degli accoppiamenti vite madrevite il disegno della vite nasconde quello della madrevite.
La quota di una filettatura deve riferirsi al diametro esterno corrispondente, e quindi risulterà legata alle linee grosse della vite ed a quelle sottili del foro, cioè il diametro da quotare è il diametro nominale comune alla vite ed alla madrevite.
Designazione degli elementi filettati:
Designazione degli elementi filettati:
La designazione di un elemento filettato dipende dal sistema di filettatura utilizzato.
Un sistema di filettatura è caratterizzato da
1) la forma del filetto
2) il significato ed i valori unificati dei diametri nominali scelti per viti e madreviti
3) i valori unificati dei passi in relazione a quelli dei diametri
4) le tolleranze di lavorazione
I sistemi di filettature utilizzati e normalizzati a livello nazionale ed internazionale sono:
1)Filettature a profilo triangolare
Metriche ISO
Whitworth
Gas
2)Filettature a profilo non triangolare
Trapezoidali
A dente di sega
Speciali
Filetatture ISO:
Filetatture ISO:
Il passo grosso si usa quando non sono richieste esigenze specifiche di precisione e se si vuole evitare il danneggiamento del filetto (rischi di usura, corrosione, urti, ecc.).
Il passo fino si usa quando si desiderano spostamenti graduali e si vuole maggiore precisione (Il gioco tra creste e fondi è minore).
Filettature Withworth:
Filettature Withworth:
Filettature GAS
Filettature GAS
Derivate dalle filettature Whitworth si differenziano per i passi che sono più fini.
La denominazione GAS è dovuta all’impiego che esse ebbero inizialmente in condutture del gas, sono utilizzate nei collegamenti per tubazioni, rubinetteria e relativa raccorderia.
Filettature NPT:
Filettature NPT:
Le filettature National Pipe Taper (NPT) sono conformi alle norme statunitensi ANSI/ASME B1. 20.1, hanno le stesse applicazioni delle GAS CONICHE ma si differenziano per forma del filetto e passo Molto utilizzate nella gestione dei gas alle alta pressione e temperatura.
Le filettature NPT sono designate indicando il diametro nominale, seguito dall’indicazione del passo in numero di filetti per pollice ed infine dalla sigla NPT.
Filettature trapezoidali:
Filettature trapezoidali:
Sono utilizzate per viti di manovra cioè quando, ruotando la vite o la madrevite, si vuole ottenere uno spostamento reciproco di due organi meccanici anche per trasmissione di carichi di notevole entità.
Minore è l’angolo θ minore è la superficie di strisciamento e la componente radiale della forza di contatto e dunque maggiore è il rendimento nella trasmissione del moto.
Il rendimento maggiore si otterrebbe perciò con profilo quadrato o rettangolare Tuttavia questo tipo di filettature è caduto in disuso per il costo di realizzazione ed altri svantaggi di ordine pratico (es difficoltà di imbocco, usura,ecc.).
Filettature a dente di sega:
Filettature a dente di sega:
Il profilo a dente di sega (trapezio asimmetrico) è usato nei collegamenti filettati tra tubi sottili soggetti a sforzi relativamente intensi nel solo senso assiale. Tra vite e madrevite è previsto un forte gioco assiale ed un centraggio sul diametro esterno.
Secondo la UNIM 127 e 128 (ora ritirate) la designazione di una filettatura a dente di sega si effettua indicando il diametro nominale seguito da uno dei due simboli:
SgN Normale
SgF Fine
Nel caso di vite a più filetti o di vite con elica sinistra si devono aggiungere le relative indicazioni, esempio:
80 SgN diametro nom. 80 mm, normale
80 SgN 2 fil sin diametro nom. 80 mm, 2 principi, sinistra
Filettature speciali:
Filettature speciali:
Filettatura per viti autofilettanti:
Sono capaci di creare la loro sede filettata, cioè la madrevite.
Largamente utilizzate in campo automobilistico, ferroviario, aeronautico e negli elettrodomestici.
Filettatura per viti da legno (tabella UNI 699):
Realizzata su gambo conico con filetto piccolo rispetto al passo.
Designazione diametro nominale ed il riferimento della norma Es filettatura 5 UNI 699.
Filettatura BA British Association:
Differisce dalla Whitworth perché ha l’angolo di 47°30 invece che di 55°ed usata per diametri nominali da 0 25 a 6 mm.
Filettatura UN Unified Screw Thread:
Simile alla metrica (angolo del profilo 60 ma con diametro definito in pollici e passo stabilito in base al numero di filetti per pollice.
Filettatura Edison:
Con profilo generatore semicircolare, per attacchi di lampade.
Riepilogo quotature:
Riepilogo quotature:
Tolleranze per filettature:
Tolleranze per filettature:
La ISO 965 definisce il sistema di tolleranze da adottare per le filettature metriche ISO .
Per la VITE diametro esterno d e diametro medio d2.
Per la MADREVITE diametro di nocciolo D1 e diametro medio D2.
Queste tolleranze tengono conto in modo indiretto anche degli errori del passo e dell’angolo del profilo (entrambi vengono controllati attraverso la variazione del diametro medio.
Le lavorazioni sono classificate in base a:
Qualità: precisa media grossolana.
Lunghezza di avvitamento: S (corta), N (normale), L (lunga).
Elementi di collegamento:
Elementi di collegamento:
I collegamenti mediante accoppiamento filettato sono effettuati utilizzando appositi elementi normalizzati o no, che coprono una vasta gamma di necessità.
Vite:
Vite:
Elemento costruttivo meccanico costituito da un gambo cilindrico, filettato in tutto od in parte, recante ad un’estremità un ingrossamento, detto testa di forma opportuna per consentire l’applicazione di un attrezzo mediante il quale si possa far ruotare la vite.
VITI PRIGIONIERE (O PRIGIONIERI): cilindri filettati da entrambe le parti (anche con passo diverso), una delle quali, la radice, viene avvitata a fondo, con leggero forzamento, in un foro, mentre l’altra, il gambo, rimanendo sporgente, consentirà il collegamento con l’uso di un dado di serraggio.
Utilizzo:
Quando il materiale del foro non sopporta frequenti svitamenti ( leghe leggere, ecc) in questo caso si utilizzerà un passo grosso lato radice e un passo fine lato gambo.
Quando vi sono esigenze di disegno ( spazi di manovra).
Elementi di riferimento per il centraggio.
Montaggio e smontaggio di un prigioniero: si effettua avvitando sul lato gambo due dadi (dado e controdado) Una volta a contatto la rotazione di uno dei due dadi provoca la rotazione del prigioniero.
Vite senza testa o “ organo di collegamento, che consente la scomparsa della vite nel foro (applicazione viti di pressione.
Tirante, organo di collegamento costituito da un corpo cilindrico filettato ad entrambe le estremità, talvolta con inclinazione dell’elica opposta Può essere usato per collegare reciprocamente parti di un meccanismo (es cilindro idraulico).
Viti autofilettanti, sono caratterizzate dall’avere un filetto in grado di costruirsi la madrevite facendosi strada in un foro liscio di preparazione.
Viti da legno, sono generalmente costruite in acciaio dolce (spesso zincato o nichelato) o in ottone.
Il collegamento dovrebbe essere effettuato con un foro passante ed un foro di inserzione, di diametro inferiore a quello di riferimento.
Riepilogo viti:
Riepilogo viti:
Dadi:
Dadi:
Organo di collegamento, costituito essenzialmente da un prisma esagonale o quadrato con un foro filettato centrale.
Elemento con foro filettato, con dispositivo di trascinamento (quadro, alette, zigrinatura, etc) destinato ad essere avvitato su di una vite o di un prigioniero, per realizzare un collegamento a pressione.
Ghiera e rosetta di sicurezza:
Ghiera e rosetta di sicurezza:
Ghiera: dado cilindrico di dimensioni diametrali molto ampie rispetto alla lunghezza assiale. Utilizzo: montaggio dei cuscinetti volventi.
Rosetta: elemento cilindrico piatto forato posto fra il dado (o la testa) ed il pezzo da serrare, allo scopo di aumentare la superficie d’appoggio proteggere il materiale in caso di frequenti svitamenti ed in particolari casi svolgere funzioni di tenuta o bloccaggio.
Inserti filettati:
Inserti filettati:
Cilindri sottili internamente filettati Sono impiegati per realizzare madreviti in materiali poco resistenti Si distinguono due categorie con filettatura esterna o per forzamento:
a) Con filettatura esterna all’esterno vi è una filettatura, per lo più a passo grosso, che ne consente l’avvitamento nel foro di base, e che può anche essere di tipo autofilettante.
b) Per forzamento gli inserti per forzamento hanno la superficie esterna opportunamente lavorata ( scanalature, etc) che assicura il collegamento per forzamento in un foro liscio, generalmente nel legno materie plastiche, pannelli.
Designazione degli elementi unificati filettati:
Designazione degli elementi unificati filettati:
Classi di bulloneria:
Classi di bulloneria:
Secondo UNI EN 20898 raggruppamenti che indicano la resistenza meccanica a trazione di viti e dadi.
Per le VITI (fino a 39 mm) si hanno nove classi indicate con due cifre separate da un punto.
Per i DADI si hanno sette classi di resistenza corrispondenti a determinati valori di durezza Vickers.
Collegamenti filettati:
Collegamenti filettati:
Collegamento con bullone:
Collegamento con bullone:
Bullone insieme di vite e dado, ha come funzione il collegamento per serraggio di parti che sono provviste di fori passanti.
È più economico del collegamento con vite mordente, però è ingombrante a causa della sporgenza del dado.
I fori sono eseguiti con diametro maggiore del diametro del gambo della vite e le loro dimensioni sono raccolte nelle tabelle UNI EN 20273.
Il rapporto tra diametro e lunghezza del gambo deve essere tale da garantire un’adeguata deformabilità longitudinale con buona elasticità in grado di assorbire vibrazioni (valori tra 1/5 e 1/8). Il raggio di raccordo tra testa e gambo deve essere sufficiente per evitare concentrazioni di sforzo.
Collegamento con vite mordente:
Collegamento con vite mordente:
La vite si impegna in un foro filettato. Può essere utilizzato per unire tra loro due piastre oppure una piastra con un pezzo di notevole spessore.
Se il foro filettato è cieco, la lunghezza di avvitamento deve risultare inferiore alla lunghezza della parte di filettatura utile della madrevite.
Il collegamento con vite mordente occupa poco spazio con una conseguente riduzione degli ingombri e delle dimensioni dei pezzi collegati e consente la manovra della vite con accesso da una sola parte.
Se sono richiesti frequenti smontaggi, si può presentare l’inconveniente della rapida usura dei filetti della madrevite.
Collegamento con vite prigioniera:
Collegamento con vite prigioniera:
È usato quando si prevedono frequenti smontaggi delle parti In caso di usura si può sostituire il prigioniero.
La vite prigioniera rimane forzata lato radice nella relativa madrevite ed evitandone di conseguenza l’usura.
La vite prigioniera è forzata con il lato radice nel foro filettato di uno dei due pezzi, mentre nell’altro è praticato un foro passante di diametro maggiore di quello del diametro di vite del lato gambo.
Il serraggio delle parti si ottiene mediante il dado che si avvita sulla parte filettata del lato gambo.
Il limite del tratto utile della filettatura del lato gambo deve risultare compreso, a montaggio avvenuto, entro lo spessore della parte non filettata.
Il forzamento del lato radice viene indicato graficamente facendo coincidere con l’inizio del foro filettato il termine della linea rappresentativa del tratto a filetti incompleti. La lunghezza di avvitamento del lato radice deve risultare inferiore alla lunghezza di filettatura utile della madrevite in caso di foro cieco analogamente a quanto avviene per la vite mordente.
Dispositivi antisvitamento spontaneo:
Dispositivi antisvitamento spontaneo:
Il collegamento vite madrevite è garantito dall’attrito tra i relativi filetti.
Durante il funzionamento, a causa di vibrazioni urti o dilatazioni termiche può avvenire il progressivo allentamento del contatto tra i filetti della vite e quelli della madrevite con conseguente possibile allentamento del collegamento svitamento spontaneo.
Per evitare lo svitamento spontaneo esistono due metodi:
Garantire sempre una certa trazione e quindi un adeguato contatto vite madrevite
Impedire fisicamente la rotazione relative fra vite e madrevite
Rosette elastiche:
Assicurano una spinta elastica diretta assialmente, garantendo sempre il contatto tra i fianchi dei filetti della vite e della madrevite. In pratica si comportano come degli assorbitori di vibrazioni. La sicurezza è relativa alla capacità elastica dell’elemento.
Google Sites
Report abuse