mercoledì 5 novembre 2008

COLLEGAMENTI FISSI: CHIODATURA

SCHEDA DI LEZIONE 1
CHIODATURA

La chiodatura: è un processo che consente di unire elementi in modo stabile e definitivo mediante l'uso di chiodi.
L'operazione consiste nel praticare dei fori sugli ele­menti da collegare, dentro i quali verranno infilati i chiodi;
il collegamento viene realizzato dalla ribaditura del gambo sporgente.
La ribaditura può essere effettuata a caldo o a freddo. L'operazione di chiodatura, tecnologicamente laboriosa è dunque costosa, viene effettuata nei casi in cui la saldatura crea problemi di tipo strutturale (impossibilità di trattamenti termici sui pezzi saldati).
Le chiodature possono essere di tre tipi.
Le chiodature di forza e di tenuta sono eseguite su contenitori (serbatoi ad alta pressione, caldaie, autocla­vi, condotte forzate) e hanno il compito di sostenere sforzi considerevoli e di garantire la tenuta.
Le chiodature di tenuta sono adatte a garantire la tenuta in presenza di piccoli sforzi (serbatoi a bassa pressione, gassometri, camini).
Le chiodature di forza vengono eseguite quando è necessario sistemare sforzi considerevoli senza problemi di tenuta (costruzioni metalliche di carpenteria, tralicci, tettoie, ponti).
Il chiodo è un organo meccanico costituito da due parti fondamentali: la testa e il gambo.
La testa è disponibile nelle forme previste dall'unifica­zione; il gambo tronco-conico è sporgente, rispetto agli elementi da unire, di una parte destinata ad essere riba­dita (a caldo o a freddo) per formare l'altra testa.




Fig.1.1 Chiodo prima e dopo la ribaditura


I chiodi si distinguono in:
chiodi (propriamente detti), quando il gambo ha il diametro maggiore a 8 mm; vengono ormalmente ribaditi a caldo.

ribattini (o rivetti), quando il gambo ha il diametro inferiore a 8 mm; vengono ribaditi a freddo.

Testa Le dimensioni e le forme della testa caratterizzano i vari tipi di chiodi, riportati nella tabella F3.1 con i relativi fo­ri di preparazione, da realizzare sugli elementi da unire, nel lato testa e nel lato ribaditura.
Gambo Il gambo è tronco-conico (conicità 1:50) per facilitare la sua introduzione nei fori.
La ribaditura a caldo del chiodo genera la compressione fra le due teste degli elementi da unire; tale effetto viene successivamente esaltato dalla contrazione del gambo durante il raffreddamento. Pertanto i chiodi non sono sollecitati solo a taglio, ma anche a trazione lungo il loro asse e il giunto trasmette gli sforzi tra i due ele­menti mediante attrito.
Le tabelle UNI prevedono per i chiodi i seguenti diame­tri, espressi in mm:
8 - 10 - 13 - 16 - 19 - 22 - 25 - 28 - 31 - 34 - 37 - 40
Materiale I chiodi sono costruiti in acciaio extra dolce, avente ele­vata capacità di deformazione plastica (allungamento alla rottura pari al 25%).
È importante comunque che il materiale non sia fragile né temprabile. Per questo motivo si usano anche chiodi di rame, di ottone o di leghe leggere.

Fori Il diametro del foro è leggermente più grande (di 0,5÷1 mm) del gambo del chiodo. Il foro sugli elementi da unire può essere ottenuto per punzonatura o per trapanatura. La punzonatura è più economica perché più veloce, ma danneggia il materiale deformando il contorno del foro. La trapanatura, associata alla smussatura degli spigoli, è indispensabile per le chiodature di tenuta.
Forme di chiodatura L'unione di due elementi mediante chiodatura può essere realizzata nei seguenti modi, ognuno dei quali ha le proprie formule pratiche di dimensionamento:
chiodatura a semplice sovrapposizione
- con una fila di chiodi (fig. F 1.2)

- con due file di chiodi affacciati (F 1.3)
- con due file di chiodi sfalsati chiodatura a semplice coprigiunto (poco usata)
- con una fila di chiodi
- con due file di chiodi sfalsati.



Fig. 1.2 Chiodatura a semplice con una fila di chiodi
Fig. 1.3 Chiodatura a semplice con due file di chiodi

Designazione dei chiodi
La designazione dei chiodi comprende:
- la parola Chiodo (non obbligatoria)
- il diametro d
- la lunghezza l del gambo prima della
- il materiale.


esempio di designazione dei chiodi
Chiodo 13 x45 UNI 2514 - C10
Chiodo a testa svasata con calotta ridotta
diametro del gambo d=13 mm
lunghezza del gambo l=45 mm
materiale acciaio C10.



Chiodi speciali
Nelle applicazioni in serie che richiedono rapidità di montaggio e non necessitano di grandi sforzi di chiusu­ra meccanica, vengono utilizzati chiodi speciali (vedi tabella F3.1), come i chiodi a intagli a testa tonda (UNI 7591) e a testa svasata (UNI 7592) o i chiodi ad alta resistenza con testa a bottone e collare di serraggio, previsti dalla recente tabella UNI 8646 (fig. 1.4)


Fig. 1.4 Chiodo speciale con collare di serraggiosi

Le fasi di applicazione del chiodo con collare di serraggio sono le seguenti:
1) si inserisce il chiodo nei fori degli elementi da unire
2) si infila il collare nella parte sporgente del gambo
3) si mette in tensione il chiodo, afferrandolo dalla coda con un apposito attrezzo
4) si pressa e si deforma il collare fino a impegnarlo sal­damente sulle scanalature di serraggio
5) si strappa la coda di trazione, provocandone la rottu­ra in corrispondenza dell'apposita scanalatura

Ribattini
I ribattini sono chiodi con diametro del gambo normal­mente inferiore a 8 mm, sempre ribaditi a freddo.
La ribaditura a freddo genera la compressione fra le due teste degli elementi da unire. Rispetto ai chiodi manca, in questo caso, l'apporto alla compressione, dovuto alla contrazione del gambo.
Le tabelle UNI prevedono per i ribattini i seguenti dia­metri, in millimetri:
0,8-1-1,2-1,4-1,7-2­2,3 - 2,6 - 3 - 3,5 - 4 - 5 - 8
Il materiale con cui vengono costruiti i ribattini può essere acciaio dolce, alluminio, rame, ottone, leghe leg­gere. Alcuni ribattini portano nella testa un contrasse­gno di specificazione del materiale (fig. 1.5),
La designazione dei ribattini viene effettuata con le stesse indicazioni già viste per i chiodi.
Molto usati, anche se non ancora unificati, sono i ribat­tini a espansione. Essi hanno la prerogativa di poter rea­lizzare la chiusura tra elementi che non consentono l'accesso alla parte del gambo da ribadire, che viene invece divaricato usando tecniche diverse (fig. 1.6)




Fig. 1.5 Contrassegni di specificazione del materiale sui ribattini


Fig. 1.6 Ribattino con divaricamento a espansione



Per approfondire:

http://it.wikipedia.org/wiki/Chiodatura
http://it.wikipedia.org/wiki/Rivetto


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