Il termine inglese per "vite" è screw, il cui significato è cambiato notevolmente negli ultimi secoli e, almeno dal 1725, significa "accoppiamento".
Oltre a conoscerne il nome, ci sono voluti migliaia di anni prima che si imparasse a stringere la piccola vite in senso orario e ad allentarla in senso antiorario.
Perché le viti devono essere serrate in senso orario?
I sei tipi più semplici di macchine utensili sono le viti, le superfici inclinate, le leve, le pulegge, i cunei, le ruote e gli assi.
La vite è una delle sei macchine semplici, ma non è altro che un asse e un piano inclinato che si avvolge attorno ad essa. Oggi, le viti si sono evolute in dimensioni standard. Il modo tipico di usare le viti è di stringerle con una rotazione in senso orario (in contrapposizione a un processo antiorario per allentarle).
Tuttavia, le viti all'inizio dell'invenzione erano tutte realizzate a mano e la finezza delle viti non era uniforme. Spesso era determinata dalle preferenze personali dell'artigiano.
Verso la metà del -16esimo secolo, l'ingegnere di corte francese Jacques Besson inventò un tornio che poteva essere tagliato in viti e ci vollero 100 anni perché la tecnica si diffondesse. L'inglese Henry Maudsley inventò il tornio moderno nel 1797, migliorando significativamente la finezza della filettatura. Nonostante ciò, non esiste ancora uno standard uniforme per le dimensioni e l'eleganza delle viti.
Ciò cambiò nel 1841. Joseph Whitworth, apprendista di Maudsley, presentò un articolo all'Institution of Municipal Engineers chiedendo l'integrazione del modello a vite. Fece due suggerimenti:
1. L'angolo di inclinazione della filettatura della vite dovrebbe essere di 55 gradi come standard;
2. Indipendentemente dal diametro della vite, il numero di fili per piede dovrebbe rispettare un determinato standard.
Sebbene la vite sia piccola, nei primi tempi necessitava di n tipi di macchine utensili e n + 1 tipi di dispositivi per essere realizzata, e le prime viti non erano facili da produrre perché il loro processo di produzione "richiede tre utensili e due macchine utensili". Per risolvere il problema di produzione comune britannico, l'americano William Sellers inventò una filettatura a testa piatta e tallone piatto nel 1864, un piccolo cambiamento che rese la produzione di viti necessaria solo per un utensile e una macchina utensile. Più veloce, più semplice e più economica.
Le filettature delle viti del venditore divennero popolari negli Stati Uniti e divennero presto lo standard per le compagnie ferroviarie americane.
Le filettature delle viti del venditore divennero popolari negli Stati Uniti e divennero presto lo standard per le compagnie ferroviarie americane.
Le principali variabili del processo di serraggio:
(1) Coppia (T): coppia di serraggio applicata, in Nm (Nm);
(2) Forza di serraggio (F): la dimensione effettiva di serraggio assiale (pressione) tra i corpi di collegamento, unità di bestiame (N);
(3) Coefficiente di attrito (U): coefficiente di coppia consumato dalla testa del bullone, dalla coppia di filettature, ecc.;
(4) Angolo di rotazione (A): in base a una coppia specifica, il bullone produce un certo allungamento assiale o l'angolo della filettatura che la connessione deve ruotare per compressione.
1. Metodo di controllo della coppia
Definizione:Metodo di controllo che interrompe immediatamente il serraggio quando la coppia di serraggio raggiunge una coppia di controllo specifica impostata.
Vantaggi:Il sistema di controllo è semplice ed è possibile verificare facilmente la qualità del serraggio con un trasduttore di coppia o una chiave dinamometrica ad alta precisione.
Svantaggi:la precisione del controllo non è elevata (errore di precarico ± circa 25%) e non riesce a sfruttare appieno il potenziale del materiale.
2. Metodo di controllo coppia-angolo
Definizione:Per prima cosa, avvitare il bullone con una piccola coppia di serraggio e poi, da questo punto, avvitare con un metodo di controllo dell'angolo specifico.
Vantaggi:La precisione della forza di precarico assiale del bullone è elevata (±15%), è possibile ottenere un precarico assiale considerevole e il valore può essere concentrato attorno al valore medio.
Svantaggi:il sistema di controllo è più complicato per misurare la coppia e l'angolo, due parametri; inoltre, non è facile per il reparto di controllo qualità trovare un metodo appropriato per verificare i risultati del serraggio.
3. Metodo di controllo del punto di snervamento
Definizione:Metodo per interrompere il serraggio di un bullone dopo che è stato serrato fino al punto di snervamento.
Vantaggi:la precisione di serraggio è molto elevata e può controllare l'errore di precarico entro ±8%. Tuttavia, la sua precisione dipende principalmente dal limite di snervamento del bullone stesso.
Svantaggi:Il processo di serraggio richiede un calcolo e una valutazione dinamici e continui della pendenza della curva di coppia e angolo, mentre la velocità di elaborazione e in tempo reale del sistema di controllo presenta requisiti elevati.