Parametri di calcolo

Basato su ISO 898, ASME B1.1 e VDI 2230









Risultati del calcolo

Coppia consigliata:
—
Forza di precarico target:
—
Coefficiente di attrito (fattore k):
—
Intervallo di coppia min-max:
—

Linee guida per il serraggio:

Fase 1: Stringere a mano fino a quando non è ben saldo
Fase 2: Applicare 30% di coppia finale
Fase 3: Applicare 70% di coppia finale
Fase 4: Applicare 100% di coppia finale con movimento fluido

Come funziona la calcolatrice

Standard di riferimento

Standard internazionali:

  • VDI 2230:2015 – Calcolo sistematico di giunti bullonati sottoposti a forti sollecitazioni
  • ISO 898-1 – Proprietà meccaniche degli elementi di fissaggio – Bulloni, viti e prigionieri
  • ASME B1.1 – Filettature unificate in pollici
  • DIN 946 – Rapporto coppia-precarico per elementi di fissaggio filettati
  • ECSS-E-HB-32-23A – Manuale di elementi di fissaggio filettati (ESA)

Formula di coppia di base

La coppia di serraggio richiesta si calcola utilizzando:

T = k × F × d

dove:

  • T — coppia di serraggio (N·m)
  • k — coefficiente di coppia (tipicamente 0,15-0,25)
  • F — forza di precarico desiderata (N)
  • D — diametro nominale del bullone (m)

Calcolo della forza di precarico

La forza di precarico è determinata da:

F = σ_y × A_s × utilizzo

dove:

  • σ_y — limite di snervamento del materiale del bullone (MPa)
  • COME — area di sollecitazione a trazione (mm²)
  • utilizzo — percentuale di limite di snervamento utilizzata

Fattore K (coefficiente di coppia)

Il fattore k dipende dall'attrito della filettatura e della superficie del cuscinetto:

  • Asciutto/non lubrificato: k = 0,20-0,25
  • Leggermente oliato: k = 0,15-0,18
  • Disolfuro di molibdeno: k = 0,10-0,12
  • Rivestimento in PTFE: k = 0,08-0,10

Classi di resistenza dei bulloni

Le classi metriche dei bulloni indicano la resistenza alla trazione e allo snervamento:

  • Classe 8.8: 800 MPa di trazione, 640 MPa di resa
  • Classe 10.9: 1000 MPa di trazione, 900 MPa di resa
  • Classe 12.9: 1200 MPa di trazione, 1080 MPa di resa

Considerazioni importanti

  • Utilizzare sempre utensili di coppia calibrati
  • Pulire i fili prima del montaggio
  • Applicare la coppia in passaggi graduali per i giunti critici
  • Considerare il rilassamento della coppia nei giunti morbidi
  • Tenere conto della coppia prevalente nei dadi di bloccaggio
  • Se necessario, serrare nuovamente dopo l'assestamento iniziale

Fattori di sicurezza

  • Carichi statici: 75-85% di resa tipica
  • Carichi dinamici: 50-65% di resa raccomandata
  • Sicurezza critica: Sono necessarie ulteriori analisi
  • Bulloni riutilizzati: Ridurre la coppia di 10-20%

Esempi di utilizzo e guida alla selezione del valore

Esempio 1: Collegamento della flangia della pompa

Scenario: Collegamento della pompa al motore con protezione del giunto

  • Dimensione del bullone: M12
  • Grado: 8.8
  • Lubrificazione: leggermente oliato
  • Precarico: 75% (standard)
  • Tipo di giunto: Duro (acciaio su acciaio)
  • Metodo: Chiave dinamometrica manuale
  • Risultato: 78 N·m (58 ft·lb)
  • Nota: Stringere a croce
Esempio 2: Flangia del recipiente a pressione

Scenario: Linea vapore ad alta pressione con guarnizione a spirale

  • Dimensione del bullone: M20
  • Grado: 10.9
  • Lubrificazione: Disolfuro di molibdeno
  • Precarico: 85% (alte prestazioni)
  • Tipo di giunto: Morbido (con guarnizione)
  • Metodo: Tenditore idraulico
  • Risultato: 340 N·m (251 ft·lb)
  • Critico: Seguire la sequenza ASME PCC-1
Esempio 3: Bulloni della testata del motore

Scenario: Gruppo testata motore automobilistico

  • Dimensione del bullone: M10
  • Grado: 12.9
  • Lubrificazione: Olio motore
  • Precarico: 90% (massimo)
  • Tipo di giunto: foro filettato
  • Metodo: Coppia + angolo
  • Risultato: 65 N·m + 90° di rotazione
  • Nota: Applicazione coppia-snervamento

Come scegliere i valori

Selezione del grado del bullone
  • Classe 4.6/Grado 2:
    • Applicazioni non critiche
    • Solo carichi leggeri
    • Opzione a basso costo
  • Classe 8.8/Grado 5:
    • Ingegneria generale
    • Scelta più comune
    • Buon rapporto resistenza/costo
  • Classe 10.9/Grado 8:
    • Applicazioni ad alta resistenza
    • Carichi dinamici
    • Possibile riduzione del numero di bulloni
  • Classe 12.9:
    • Massima forza
    • Applicazioni critiche
    • È richiesta una gestione speciale
Selezione della lubrificazione
  • Secco (k=0,20): Risultati incoerenti, evitare se possibile
  • Olio leggero (k=0,15): Scelta standard, coerente
  • Pasta di molibdeno (k=0,10): Carichi elevati, acciaio inossidabile
  • PTFE (k=0,08): Minimo attrito, precarico preciso
  • Anti-grippaggio: Utilizzare il fattore k specificato dal produttore
Guida alla selezione del precarico
  • Resa 50%:
    • Apparecchiature vibranti
    • Smontaggio frequente
    • Componenti in alluminio
  • Resa 75%:
    • Giunti statici standard
    • Assemblaggi in acciaio
    • La maggior parte delle applicazioni
  • 85-90% Resa:
    • Giunti critici
    • Non è consentita la separazione delle articolazioni
    • Solo applicazioni ingegnerizzate
Considerazioni sul tipo di giunto
  • Giunto duro:
    • Contatto metallo su metallo
    • Rilassamento minimo
    • Si applicano valori di coppia standard
  • Giunto morbido:
    • Guarnizioni, O-ring presenti
    • Aspettatevi un rilassamento 10-20%
    • Potrebbe essere necessario serrare nuovamente
  • Fori filettati:
    • Controllare l'innesto della filettatura (2×D min)
    • Attenzione al bottom-out
    • Considerare l'elicoidale per l'alluminio
Sequenza di serraggio
  • Modello a 4 bulloni: Schema a croce (1-3-2-4)
  • Modello a 6 bulloni: Motivo a stella
  • Flangia circolare: 180° opposti, poi 90°
  • Passaggi multipli: 30% → 70% → 100% → verifica
  • Flange grandi: Utilizzare il metodo legacy ASME PCC-1