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Collegamento dei perni – Collegamento dei componenti con i perni del cilindro – Metodi/errori

Conoscenze di baseCollegamento

In questo articolo, ci concentreremo in dettaglio sull’argomento delle connessioni dei perni nel campo meccanico. Esamineremo da vicino le parti stampate come bulloni e perni, nonché altri dispositivi ed elementi di fissaggio e il loro ruolo decisivo nelle connessioni dei perni. Parleremo di diversi esempi di connessioni a perni e potenziali difetti quando si fissano i componenti.

Che cos’è una connessione a perni?

Le connessioni a perno e le connessioni a bullone sono un sottoinsieme di connessioni di interblocco; sembrano funzionare allo stesso modo a prima vista. Sebbene entrambi i tipi di connettori siano staccabili e si assomigliano visivamente, differiscono nel loro modo di agire. Mentre i collegamenti a perno sono considerati un collegamento fisso e di bloccaggio dell’attrito, i collegamenti a bullone generalmente forniscono un collegamento allentato e interbloccante. Tuttavia, il principio di funzionamento è lo stesso. Un foro viene creato da uno o più componenti collegati tra loro. Un perno o un bullone della cerniera viene inserito attraverso questo foro.

Ad esempio, quando un perno del cilindro sovradimensionato viene premuto nel foro, viene creato un cosiddetto bloccaggio ad attrito o collegamento fisso. Tale collegamento fisso tiene insieme i componenti mediante l’attrito meccanico e la pressione tra il perno e i fori corrispondenti. La forza viene pertanto trasmessa producendo un contatto stabile di bloccaggio dell’attrito tra i componenti e l’elemento di collegamento. Spesso vengono utilizzati dei bullomni per interbloccare o allentare i collegamenti dei perni. Per evitare che i bulloni si allentino a causa di carichi durante il funzionamento, sono necessari elementi di bloccaggio per il fissaggio assiale.

I collegamenti a perni sono utilizzati in varie applicazioni. Questi collegamenti fissi sono molto comuni nell’ingegneria meccanica. I componenti sono saldamente fissati tra loro selezionando un adattamento fisso.

I collegamenti dei bulloni vengono utilizzati per fissare una posizione creando un connettore di interblocco. Questo collegamento è caratterizzato dal fatto che il collegamento può essere allentato in modo non distruttivo nel caso privo di carico allentando l’elemento di blocco, per esempio al fine di individuare i pezzi in lavorazione su tavoli delle macchine o dispositivi al fine di mantenerli stabili durante il processo di lavorazione o per movimenti rotanti.

Quali sono alcuni esempi di connessioni a perni?

Nell’area dei collegamenti meccanici, i perni e i bulloni svolgono un ruolo centrale e vengono utilizzati in diversi modi. I seguenti esempi di connessione a perni elencano le connessioni più comunemente utilizzate nell’ingegneria meccanica e nella progettazione. Ognuno di questi giunti ha funzionalità e caratteristiche uniche che consentono un collegamento sicuro dei componenti e un trasferimento ottimale della forza. Nelle sezioni seguenti, forniremo una breve revisione delle connessioni dei bulloni e quindi ci concentreremo sulle connessioni fissate.

Bulloni

I bulloni sono collegamenti di interblocco che possono essere allentati in modo non distruttivo. Per garantire che il collegamento non sia allentato durante il funzionamento, esistono varie versioni di bulloni per fissarli.

I bulloni sono elementi di collegamento utilizzati per creare connessioni allentate o articolate. Per evitare l’allentamento involontario dei bulloni, questi vengono utilizzati insieme a elementi di fissaggio come rondelle di sicurezza, anelli di sicurezza, coppiglie a molla o coppiglie.

Perni del cilindro

Come suggerisce il nome, i perni del cilindro sono elementi di collegamento di forma cilindrica. Di norma, le estremità dei perni del cilindro sono arrotondate o smussate.

I perni del cilindro vengono utilizzati per collegare e fissare i componenti.

A seconda delle specifiche di produzione del foro, i perni del cilindro hanno una tolleranza di adattamento che va da una connessione facilmente rimovibile fino a una connessione difficile da rilasciare. Le connessioni facilmente rimovibili vengono utilizzate nelle dime di montaggio, mentre le connessioni difficili da rilasciare vengono utilizzate per la connessione permanente dei componenti.

Le spine di riferimento richiedono tolleranze di adattamento precise per svolgere le rispettive funzioni. Di norma, le spine di riferimento sono sovradimensionate e vengono premute nel foro di ricezione estendentesi attraverso tutte le parti da collegare sotto l’influenza della forza. A seconda della tolleranza di accoppiamento, questi collegamenti possono essere progettati in modo tale da essere facilmente staccabili o permanenti da un accoppiamento a interferenza definito delle spine di riferimento nel foro di ricezione. Le connessioni delle spine di riferimento facilmente rimovibili sono particolarmente adatte per applicazioni in cui sono necessarie frequenti regolazioni o manutenzione. Tuttavia, tali connessioni non sono generalmente a prova di vibrazioni. Alcune spine di riferimento hanno una filettatura interna. I perni del cilindro con filettature interne vengono solitamente utilizzati quando non è possibile danneggiare la spina di riferimento. Ad esempio, se il perno è incassato in un foro cieco, la filettatura interna consente uno smontaggio più semplice con uno strumento di estrazione o una vite di estrazione.

Un’altra caratteristica importante è la durezza del materiale, temprato o non temprato. La durezza è direttamente correlata ai carichi. In linea di principio, il perno deve essere realizzato in un materiale più duro rispetto alle parti da collegare. Se il carico sul perno è alto, può essere fornita anche una scanalatura longitudinale per lo scarico della pressione.

Perni a cono

I perni a cono devono il nome alla loro forma unica. I perni a cono sono elementi di fissaggio conici che si inseriscono nei fori corrispondenti e tengono insieme le parti della macchina in connessioni rilasciabili.

I fori corrispondenti devono essere aperti anche sui perni a cono. I perni a cono sono facili da allentare e sono quindi adatti per il montaggio e lo smontaggio ripetuti. Grazie alla loro forma conica, i perni a cono possono compensare l’usura o l’espansione dei fori derivanti da frequenti operazioni di montaggio e smontaggio. I perni a cono sono in grado di assorbire carichi e coppie assiali elevati, rendendoli adatti per applicazioni con carichi elevati. I perni a cono non sono a prova di vibrazioni. Sono disponibili anche versioni con filettature interne o perni con filettatura esterna per applicazioni in cui non è possibile espellere il perno conico.

Perni scanalati

I perni scanalati hanno scanalature o tacche che proiettano un rigonfiamento su entrambi i lati. Questo rigonfiamento scanalato viene spinto elasticamente nella scanalatura quando il perno scanalato viene maschiato in un foro con una classe di tolleranza corrispondente.

La tensione radiale risultante del perno scanalato contro la parete del foro non solo garantisce una tenuta sicura e a prova di vibrazioni del perno, ma consente anche la fuoriuscita dell’aria intrappolata. Il perno scanalato può essere riutilizzato anche dopo l’allentamento senza perdere la tenuta stabile. Quando si abbinano il componente e il perno scanalato, è necessario osservare le durezze e le tolleranze del materiale:

  • La forza del perno scanalato deve essere superiore alla forza del componente da unire. In caso contrario, il rigonfiamento non viene deformato elasticamente durante la giunzione, ma viene invece rimosso. Ciò causa un enorme indebolimento della connessione.
  • La tolleranza del foro deve essere abbinata alla connessione come tolleranza di adattamento. Il foro viene praticato con una punta con tolleranza di adattamento.

Perni di tensione (perni a molla)

I perni di tensione, o perni a molla, sono perni del cilindro corti che sono tesi dalla loro azione a molla dopo il posizionamento in un foro.

Il collegamento con i perni di tensione presenta i seguenti vantaggi grazie alle proprietà elastiche:

  • I requisiti sulla parete del foro sono inferiori e le tolleranze di adattamento sono maggiori
  • La connessione può essere staccata in modo non distruttivo ed è pertanto riutilizzabile
  • L’installazione è facile

Per ulteriori informazioni sui perni a molla, fare clic qui.

Come effettuare una connessione a perni?

Il montaggio dei collegamenti dei perni richiede precisione e cura. Tutte le condizioni della struttura, come la forza dei componenti, l’intervallo di temperatura, il carico previsto, ecc., devono essere note per garantire che i componenti siano correttamente allineati e saldamente collegati tra loro. È importante selezionare i perni o i bulloni corrispondenti, i diametri dei fori e i metodi di montaggio per garantire una connessione sicura e affidabile. Tuttavia, i passaggi esatti possono variare a seconda dei requisiti specifici dell’applicazione. È inoltre necessario assicurarsi che gli standard e le normative applicabili siano rispettati per la propria applicazione specifica.

Per stabilire un collegamento del perno tra i componenti, è necessario un foro che riceva il perno o il bullone. Il perno o il bullone viene inserito in questo foro. Ciò crea un collegamento di blocco o interblocco dell’attrito. I seguenti passaggi di esempio sono utilizzati per dimostrare la produzione di un collegamento a perno di bloccaggio dell’attrito di un perno del cilindro in un foro cieco:

  • Allineare i componenti: Assicurarsi che le parti da collegare tra loro siano correttamente posizionate e allineate. Controllare le tolleranze e le dimensioni per assicurarsi che i perni si adattino correttamente.
  • Fori: Praticare i fori appropriati in tutti i componenti. I fori devono essere posizionati e regolati con precisione in modo che il foro sia sottodimensionato rispetto al diametro del perno. Il sottodimensionamento deve essere regolato in base al collegamento secondo un accoppiamento a interferenza. Utilizzare una punta da trapano adatta al diametro desiderato. Dopo la foratura, affinare di conseguenza i fori per il perno da utilizzare.
  • Pulire i fori: Rimuovere la polvere o lo sporco dai fori praticati per assicurarsi che i perni siano facilmente inseriti e siano adatti. Per la pulizia dei fori sono consigliati vari accessori, come spazzole o soffianti.
  • Inserire il perno del cilindro: Inserire il perno nei fori dei componenti da collegare. A seconda dell’applicazione, può anche essere necessario prima inserire il perno in un componente, quindi posizionare il secondo componente sul perno e allinearlo di conseguenza. L’installazione dei perni di solito richiede solo strumenti semplici come un martello o una pressa. Possono essere facilmente spillati o pressati nei fori preforati. A seconda delle condizioni ambientali, anche il calore viene utilizzato per grandi accoppiamenti a interferenza. Raffreddando il perno o riscaldando il componente, il materiale si contrae o si espande, facilitando il processo di giunzione.
  • Controllare la connessione: Verificare la precisione e la stabilità del collegamento. Assicurarsi che i componenti siano saldamente collegati tra loro e che non si allentino facilmente. In molti casi, la tolleranza di adattamento e l’attrito tra i componenti e le spine di riferimento sono sufficienti per fissare il collegamento. Come margine di sicurezza aggiuntivo, è possibile utilizzare elementi di fissaggio, come rondelle di sicurezza, anelli di sicurezza, coppiglie a molla o coppiglie, se necessario.

Errori durante l’ancoraggio dei componenti

Quando si effettuano connessioni a perni, possono verificarsi vari difetti che possono compromettere la qualità e l’integrità della connessione. I collegamenti non correttamente fissati possono anche causare un cattivo adattamento e possibili disallineamenti. Al fine di evitare tali errori e i rischi che ne derivano, sono necessari un’attenta pianificazione, una lavorazione accurata, un adeguato controllo di qualità e una manutenzione regolare. Ecco alcuni errori comuni:

  • Design difettoso: Un design o un dimensionamento inadeguati del collegamento del perni possono causare problemi, specialmente se non è in grado di sopportare le forze e i carichi dell’applicazione. Se la connessione del perni è sovraccarica, ciò può causare deformazioni, fratture o affaticamento prematuro dei componenti.
  • Tolleranza di adattamento non corretta: Se i fori e i perni o i bulloni non hanno le tolleranze e le tolleranze di adattamento corrette, ciò può portare a un collegamento insufficiente. Ad esempio, una tolleranza di adattamento eccessivamente stretta può causare sovraccarico e rottura, mentre una tolleranza di adattamento eccessivamente allentata può compromettere la stabilità della connessione.
  • Proprietà del materiale: Se i perni e i bulloni sono realizzati in materiale di qualità inferiore o non soddisfano i requisiti dell’applicazione, ciò può portare ad affaticamento o rottura prematuri.
  • Sporco o corrosione: Sporco, polvere o corrosione nei fori o sui perni e bulloni possono influire negativamente sull’attrito e sulla tolleranza di adattamento.
  • Manutenzione impropria: I connettori a perno rilasciabili non mantenuti o non mantenuti correttamente possono perdere qualità nel tempo e aumentare il rischio di guasti.

Una connessione perni è rimovibile?

Una connessione a perni può essere allentata in vari modi. Quando si seleziona il metodo per allentare il collegamento, è necessario tenere conto del tipo e della dimensione del perno o del bullone, del tipo di blocco e della costruzione specifica. Gli estrattore a vite o gli strumenti di estrazione sono strumenti speciali utilizzati per rimuovere perni, bulloni o altri dispositivi di fissaggio che sono saldamente inseriti nei fori. Sono strumenti semplici ed efficienti per rimuovere gli elementi di fissaggio senza danneggiare il dispositivo di fissaggio e i componenti circostanti.