Coppia residua – Come controllare un giunto già serrato

Misura della Coppia Residua

Serrare una giunzione in modo corretto è un passo fondamentale nell’assicurare la qualità un processo produttivo.

Alla fine della linea di produzione, c’è un passo fondamentale che bisogna fare per un controllo completo della qualità: la misura della coppia residua.

La scelta della corretta strategia di serraggio garantisce che il giunto sia stato avvitato secondo le specifiche, ma cosa succede alla giunzione dopo che il serraggio è stato completato rimane un’incognita alla quale bisogna rispondere. Quanto del precarico applicato sarà rimasto all’interno della giunzione?

Coppia-e-precarico-in-un-giunto

Per valutare la coppia residua sul giunto è necessario uno strumento (ad esempio chiave dinamometrica elettronica) che fornisca una o più strategie di misura della coppia residua. I dati rilevati vanno tracciati in un database sul quale un software di controllo può fare analisi statistiche per monitorare il processo, produrre reportistica e prevenire degli errori sulla base della teoria del controllo statistico di processo.


 

PRIMO DISTACCO COPPIA/ANGOLO

Il controllo di primo distacco è il metodo preferibile per la misura della coppia residua.

Con questa strategia si posiziona una chiave dinamometrica elettronica sul giunto e si applica coppia fino a farlo ruotare ulteriormente, misurando la coppia al punto in cui la vite inizia a muoversi.

Misura-del-primo-distacco-su-un-giunto

 

Curva di primo distacco su un giunto

In alcuni casi, quando ad esempio c’è una goccia di colla che blocca la vite, il punto di primo distacco non coincide con la coppia residua. Infatti, è necessaria una coppia più elevata per rompere la goccia di colla (o per vincere l’attrito dovuto a della ruggine nel giunto), poi la coppia scende per riprendere a crescere con la rotazione

Curva di primo distacco con caduta della coppia

Per realizzare questo test la chiave dinamometrica elettronica deve essere dotata di un sensore di coppia e di un giroscopio per la misura dell’angolo, con un algoritmo di riconoscimento automatico del primo distacco e della coppia residua in entrambi i casi mostrati sopra.

Alcuni modelli di chiavi dinamometriche offrono delle strategie di rilevazione della coppia residua utilizzando un algoritmo coppia/tempo invece che coppia angolo. La misura ottenuta con questa metodologia è influenzata dall’azione dell’operatore e pertanto meno oggettiva, meno ripetibile e meno affidabile.

 

Prima dello sviluppo dei metodi e delle chiavi dinamometriche elettroniche intelligenti si utilizzava anche il primo distacco al picco e all’angolo, che forniscono una misura valida ma meno oggettiva del riconoscimento automatico.

Infatti, la coppia al picco è influenzata dall’operatore, mentre la coppia all’angolo richiede una precisa conoscenza della meccanica del giunto e dell’impostazione del valore corretto di angolo:

Coppia-al-picco-e-coppia-all’angolo


 

SVITA - AVVITA

Misurare la coppia residua con il metodo del primo distacco implica un possibile sovraserraggio del giunto sotto test (in realtà in generale la coppia residua è minore della coppia di serraggio, per cui è probabile che il test di coppia residua non ecceda il valore nominale).

Se non si vuole/può correre il rischio di un sovraserraggio, o in applicazioni particolari con viti molto grandi, è preferibile utilizzare il metodo svita-avvita. Si svita il giunto di alcuni gradi (ad esempio 10, ma dipende dalla caratteristica coppia/angolo del giunto stesso), e si rileva la coppia per riavvitarlo alla posizione originale.

In passato si marcava la posizione della vite con un pennarello e si eseguiva lo svita-avvita manualmente:

Svita-e-avvita-manuale

Oggi le moderne chiave dinamometriche elettroniche con giroscopio offrono questa strategia in modo molto più semplice per l’operatore.

Svita-e-avvita-con-chiave-dinamometrica-elettronica


 

CONTROLLO DELLA COPPIA MINIMA

Alcuni produttori di automobili ripassano le viti serrate con una chiave elettronica a scatto. Se la chiave scatta senza fare ruotare la vite significa che la vite non si è svitata dopo che è stata stretta.

Questo metodo presenta lo svantaggio di non misurare, e nemmeno di tracciare, l’effettivo valore di coppia residua nel giunto. Inoltre, utilizzando una chiave a scatto, c’è sempre il rischio di produrre un sovraserraggio durante tale operazione.

Con una chiave dinamometrica elettronica moderna dotata di giroscopio è possibile effettuare un controllo veloce del serraggio, (senza misura della coppia residua), applicando coppia e verificando che la coppia raggiunga un certo valore (tipicamente la coppia minima del serraggio) entro un certo angolo di rotazione (in genere molto piccolo). In questo modo il controllo è veloce e automatico, e un eventuale sovraserraggio può essere rilevato direttamente dalla chiave dinamometrica.

Controllo-coppia-minima

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