S P I E T H Bussole di serr a g g i o Serie AK AL e IK IL. Collegamento ad accoppiamento bloccato

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1 S P I E T H Bussole di serr a g g i o Serie AK AL e IK IL Collegamento ad accoppiamento bloccato 3

2 SPIETH Bussole di serragg i o Serie AK AL e IK IL Ai componenti meccanici impiegati nella costruzione di macchine viene richiesta una capacità di sopportare sollecitazioni dinamiche sempre crescenti. Impiegando bussole di serraggio, l esatto centraggio tra i particolari da collegare è assicurato dal sistema stesso e facilmente ottenibile at t e n e n d o s i alle prescrizioni di utilizzo. Il tipo di serraggio viene determinato liberamente dal progettista in base alle sue esigenze. Con le bussole è possibile collegare particolari di macchine in qualsiasi posizione angolare. Un montaggio semplice e soprattutto uno smontaggio senza difficoltà sono scontati utilizzando queste bussole di serraggio. La facilità di smontaggio delle bussole rap p resenta anche un grosso va n t agg i o se si considerano le normative odierne relative al riciclaggio di macchine ed impianti. Principio di funzionamento: Qui viene mostrata una bussola della serie IL. Il principio è valido per tutte le serie. Montare con gioco. Bussola serrata, collegamento per servizio pesante. Per comprendere facilmente il principio funzionale, la rappresentazione è stata semplificata ed il gioco ingrandito. Bussola sbloccata, smontaggio con gioco di smontaggio. 4

3 SPIETH bussola di serragg i o Serie A K SPIETH bussola di serragg i o Serie A L SPIETH bussola di serragg i o Serie IK SPIETH bussola di serragg i o Serie IL Campi d impiego: Le bussole di serraggio Tipo SPIETH s o n o elementi di collegamento ad accoppiamento bl o c c at o, u t i l i z z ate normalmente nella costruzione di macchine. Inserite tra albero e moz zo possono trasmettere momenti torcenti e/o sforzi assiali elevati. L e l evata capacità di centraggio e la c o s t ru z i o n e roto-simmetrica, abbinate alla facilità di smontaggio garantita dall utilizzo di acciaio per molle, ne consigliano l impiego in presenza di ridotte eccentricità, o di e s atto centragg i o, velocità di ro t a z i o n e e l evat a e nei casi in cui debbano essere collegate parti intercambiabili o regolabili. Per esempio serraggio di rulli pre s s o r i, c o l l ega m e n t i albero-mozzo su mandrini ad alte velocità di macchine utensili, bl o c c agg i o centrato di alberi regolabili assialmente, s e rraggio di rulli pro f i l ati interc a m b i ab i l i, e c c. Vantaggi: Il tipo di bl o c c aggio può essere determ i n at o liberamente dal progettista in base alle sue esigenze. Esecuzione cilindrica del foro del mozzo e dell albero. un albero cilindrico è s u ff i c i e n t e, nessun indebolimento della sezione dell albero a causa di scalanature o dentature. Non è necessaria un ulteriore sicurezza assiale mediante battute, anelli di 5 sicurezza, anelli distanziali e simili. Nessun r i s chio di tensioni anomale indotte nell albero poiché le forze di serraggio in gioco sono distribuite in modo uniforme. Si ottiene una elevata concentricità senza particolare difficoltà. Le bussole sono progettate per durare a lungo (attenersi al carico massimo ammesso).

4 Esecuzione: Le bussole di serraggio sono in acciaio (tipo per molle). Il diametro esterno è realizzato in tolleranza ISO h5, il foro in tolleranza I S O H 6. L e rro re di oscillazione fo ro / d i a m e t ro esterno/superfici di battuta è 0,01 mm. Ve n gono offe rte due serie (AK AL e IK IL) progettate per i diversi tipi di serraggio. Le bussole della serie AK AL ve n go n o u t i l i z z at e per il bloccaggio che parte dal mozzo (pag. 7, fig. 1). Le bussole della serie IK IL vengono impiegate se il serraggio avviene partendo dall albero (pag. 7, fig. 2). Decisamente importante è che la forza di s e rraggio sia ap p l i c ata alle superfici di contat t o delle bussole nel campo dei diametri d 3 e d 4, ovvero d 5 e d 6. Importante: La boccola si accorcia durante il processo di serraggio di alcuni decini di millimetro (a seconda della gra n d ezza della bu s s o l a, forza di serraggio, delle dimensioni reali della bussola e delle parti di collegamento) trascinando così il particolare da bloccare nella direzione di serraggio. Il conseguente spostamento assiale del p a rt i c o l a re da s e rra re (per esempio pag. 1 1, fig. 3) può a rr iva re fino a 0,5 volte la corsa di serragg i o. In caso di posizionamento contro una bat t u t a o simile (per esempio pag. 12, fig. 7) la spinta assiale produce un intenso contatto fra le superfici di appoggio. Le bussole della serie AK e IK sono disponibili a n che in esecuzione con componente assiale ridotto; in questo caso tuttavia i carichi sopportabili raggiungono solo il 50% dei valori in tabella. Applicazione: La bussola di serraggio può essere bloccata solo se le superfici del foro ed esterne della bussola sono completamente coperte dagli elementi da collegare. In caso contrario la bussola di serraggio potrebbe essere danneggiata irreparabilmente per deformazione plastica. 1.Pulire ed oliare leggermente con un olio per macchine fluido la bussola di serragg i o, l albero e il foro del mozzo. 2.Introdurre la bussola di serraggio, senza forzare, tra albero e mozzo. 3.A z i o n a re il bl o c c agg i o. La bussola di s e rraggio si defo rma e realizza un a c c o p p i a m e n t o bloccato fra l albero ed il foro del mozzo. 6 Smontaggio: 1.Rilasciare il sistema di bloccaggio. 2.La bussola di serraggio si decontrae e assume nu ovamente la sua fo rma originaria. Tutti i particolari tornano nuovamente liberi. A causa delle molteplici possibilità di s e rragg i o, la presente descrizione può e s s e re fo rmu l ata solo a tratti ge n e ra l i. Ulteriori indicazioni re l at ive alle dive rs e situazioni di montaggio sono fornite dagli esempi di installazione, alle pagine 9 e 10.

5 Parti di collegamento: Le superfici cilindriche del foro ed esterna della bussola di serraggio devono essere completamente coperte dalle parti da collega re. Tu t t av i a, per perm e t t e re una semplice e s e c u z i o n e delle parti da collega re, l a proiezione max. della bussola di serraggio può essere tollerata fino al va l o re a ( f i g. 1 e 2). To l l e ran za di produzione del fo ro del mozzo: H7. In caso di elevate sollecitazioni d i n a m i ch e, ad esempio un serraggio azionat o idraulicamente: H6. To l l e ranza di produzione dell albero : h 5 (max. h6). Albero e foro devono essere cilindrici ed avere una rugosità Rz = 2,5... 6,3 µm. Le superfici di contatto per le bussole di s e rraggio devono essere perfe t t a m e n t e ortogonali. Affinché la sollecitazione del foro del m oz zo r i m a n ga nel campo elastico, c o n s i gl i a m o come spessore minimo del mozzo: per acciaio C 45 = 0,6 (d 2 d 1 ) per lega di alluminio = 1,0 (d 2 d 1 ) resistenza minima F 38 Ammessa solo in caso di impiego con elemento di collega m e n t o. Non adatta in caso di elevata sollecitazione alternata bloccaggio/sbloccaggio. per ghisa grigia GG 22 = 1,0 (d 2 d 1 ) ghisa senza soffiature Il calcolo esatto della tensione agente sul mozzo è possibile solo entro certi limiti a causa della complessità delle reazioni. In caso di applicazioni critiche, dovrebbe e s s e re effe t t u ata una prova di sollecitazione nelle condizioni di servizio. Fig. 1: Esecuzione delle parti da collegare in caso di impiego di una bussola di serraggio serie AK o AL. Fig. 2: Esecuzione delle parti da collegare in caso di impiego di una bussola di serraggio serie IK o IL. 7

6 Carichi sopportabili: I dati indicati in tabella valgono nel caso in cui le tolleranze degli elementi da collegare siano albero h5, foro H7. Per un albero h6 si deve considera re una riduzione dei carich i sopportabili pari al 10% ca. F : Forza di serraggio massima ammissibile. Per evitare una rottura a fatica e a causa del pericolo di corrosione da attrito, in caso di elevata frequenza dei cicli di bl o c c agg i o / s bl o c c agg i o, le bussole d ov rebb e ro essere bl o c c ate ad un max. di 0,75 F. s: Corsa di serraggio massima necessaria, dipendente dalla forza di serraggio in gioco e dalle dimensioni reali della bussola di serraggio e delle parti di collegamento. La funzione ottimale della bussola viene ga rantita solo se la forza di serragg i o necessaria può agire sulla bussola stessa. La specifica relativa alla corsa di serraggio è da intendersi come un indicazione per la progettazione: non deve in nessun caso e s s e re utilizzata come limitazione della forza di serraggio al posto di un valore effettivamente definito. M : Momento torcente sopport abile con F a = 0. I valori indicati sono stati accert at i s p e r i m e n t a l m e n t e. Durante le prove gli elementi da collegare erano in acciaio C45, p rodotti con la qualità superficiale pre s c r i t t a. F a : carico assiale sopportabile con M = 0. I valori F a sono calcolati secondo F a = 2M d 1-1. Se il collegamento è sottoposto ad un carico statico, crescente, intermittente, alternato, ciò non è rilevante fintanto che le punte di carico in gioco non superano i valori di catalogo. M e F a : Se sulle bussole ag i s c o n o c o n t e m p o raneamente momento torc e n t e ed un carico assiale, è necessario contro l l a re, secondo la seguente fo rmu l a, se il momento torcente risultante Mr è sopportabile. Fae d 2000 M Mr = Me 2 + ( ) [Nm] 2 Se non è possibile ap p l i c a re la forza di s e rragg i o F, si deve utilizzare la seguente fo rmula per determ i n a re il momento torc e n t e Mred che può essere trasmesso con la forza di serraggio data Fgeg ( F). Mred = Per determ i n a re la forza di serragg i o necessaria per un momento torc e n t e M re d < M, utilizzare la seguente formula: Ferf = M (Fgeg - 0,05 F) 0,95 F Mred 0,95 F M + 0,05 F M =momento torcente sopport abile (tabella) [Nm] Me =momento torcente necessario [Nm] Mr =momento torcente risultante [Nm] Mred =momento torcente sopport abile ridotto [Nm] F =forza di serraggio max. ammessa [Nm] Fae =forza assiale necessaria [N] Ferf =forza di serraggio necessaria [N] Fgeg =forza di serraggio data (< F) [N] d =diametro albero [mm] Nota: A l t re bussole di serraggio sono a Vostra disposizione: Serie DSK DSL per tolleranza albero h5/h6 Serie DSM per tolleranza albero k6/m6 10

7 Esempi di installazione Fig. 3: Bloccaggio asta stantuffo. Per motivi di sicurezza l asta dello stantuffo deve essere bloccata dopo aver disinserito l impianto idraulico o in caso di guasto dello stesso. La forza di serraggio per la bussola di s e rragg i o viene applicata mediante molle a t a z z a ; il collegamento viene sbl o c c at o mediante pressione dell olio. Premontaggio senza molle a tazza. L anello di rasamento viene adattato sulla flangia in modo tale che, in condizioni di sblocco, agisca sulla bussola di serraggio un legge ro precarico assiale. Le molle a tazza vengono precaricate solo dopo avere inserito l asta dello stantuffo. In caso contrario la bussola di s e rraggio poterbbe subire una defo rm a z i o n e p e rmanente a causa della forza di serragg i o applicata. Fig. 4: Serraggio cannotto contropunta. Il cannotto viene serrato idraulicamente, e s attamente centrat o ; quando non è serrat o, si può muovere subito liberamente. La spinta assiale generata durante il processo di serraggio dall utilizzo di una singo l a bu s s o l a, si compensa qui, teoricamente, grazie a forze agenti in senso opposto. nella prat i c a, t u t t av i a, b i s ogna tenere conto, in caso di un cannotto posizionato liberamente, di una spinta residua dovuta alle reazioni di serraggio non esattamente coincidenti delle bussole di serraggio. lo spessore dell anello di rasamento viene adattato durante il montaggio in modo che, a flangia serrata, il cannotto possa ancora traslare. Il gioco di assemblaggio tra foro del mozzo, bussola di serraggio e cannotto viene ridotto in modo tale che il possibile disassamento del cannotto rispetto al foro del mozzo sia minimo, anche in assenza di pressione. 11

8 Esempi di installazione Fig. 5: S e rraggio di una tavola oscillante. Bloccaggio idraulico dell albero in una posizione qualsiasi della tavola. In assenza di pressione dell olio, l a l b e ro può subito mu ove rs i liberamente. Massima precisione di ripetibilità è ga rantita da un serraggio centrat o e dal contatto intenso della superficie tavola. lo spessore dell anello di rasamento viene adattato in modo che, a flangia serrata, il gioco di montaggio tra bussola di serragg i o e albero, ovvero foro del mozzo, venga ridotto fino a consentire, c o mu n q u e, a n c o ra la rotazione dell albero. Questa precauzione assicura un elevata precisione di ripetibilità della posizione della tavola oscillante. Fig. 6: S e rraggio di una girante a palette. Le bussole di serragg i o, p o s i z i o n at e su una l a rga base, e s e rcitano u n a i n fluenza positiva sulla pre c i s i o n e di oscillazione e sulla sollecitazione a flessione rotante del collega m e n t o albero-mozzo. Il momento torcente sopport ab i l e in caso di due bussole di serragg i o p o s i z i o n ate una di seguito all altra, è 30% maggiore rispetto a quello di una singola bussola di serraggio. dopo aver assemblato i singoli particolari, la vite centrale viene serrata con il momento t o rcente corrispondente alla forza di s e rragg i o richiesta. Il perno utilizzato come elemento antiro t a z i o n e impedisce al collegamento di allentarsi, nel caso di un imprevedibile s ov raccarico agente nel senso di sbl o c c agg i o della vite. Fig. 7: Serraggio di una ruota conica. Questo è un collega m e n t o c a rat t e r i z z at o da particolari da c o l l ega re semplici, e l evat a p re c i s i o n e di concentricità e assoluta assenza di gioco. il montaggio e lo smontaggio delle ruote c o n i che av ve n gono direttamente sugl i alberi. Ciò è possibile poiche le ruote conich e ve n go n o posizionate sull albero e, solo in un secondo momento, viene infilata la bu s s o l a di serraggio tra albero e foro del mozzo. Per lo smontaggio viene tolta prima la bu s- s o l a e successivamente possono essere estratte le ruote coniche. 12