{"id":26663,"date":"2022-10-12T08:26:14","date_gmt":"2022-10-12T08:26:14","guid":{"rendered":"https:\/\/www.scsconcept.com\/?p=26663"},"modified":"2022-10-12T08:28:14","modified_gmt":"2022-10-12T08:28:14","slug":"coppia-e-precarico-non-sono-la-stessa-cosa-analisi-del-giunto-e-capacita-di-processo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/sitowebsmart.com\/it\/coppia-e-precarico-non-sono-la-stessa-cosa-analisi-del-giunto-e-capacita-di-processo\/","title":{"rendered":"Coppia e precarico non sono la stessa cosa!"},"content":{"rendered":"

Perch\u00e9 un’analisi del giunto e un PCT (test di capacit\u00e0 di processo) di un giunto sono richiesti in una linea di produzione.<\/strong><\/h2>\n

Se si chiede a un reparto di montaggio se e come gli utenti controllano i loro giunti DOPO il montaggio, si nota spesso un certo stupore. Soprattutto quando si utilizzano sistemi di avvitatura gi\u00e0 controllati, monitorati e regolarmente testati. “Assembliamo con alta precisione e monitoriamo tutti i parametri. Ogni anno i nostri strumenti vengono testati! Perch\u00e9 dovremmo ancora controllare il giunto adesso? Gli strumenti mostrano sempre valori corretti.”<\/p>\n

Questo approccio \u00e8 spesso fonte di diversi difetti di qualit\u00e0 e interventi correttivi sui giunti gi\u00e0 serrati!<\/p>\n

Di seguito, scopriremo perch\u00e9 l’analisi dei giunto e l’esecuzione casuale delle ispezioni di processo sono cos\u00ec utili, perch\u00e9 gli standard e le linee guida li richiedono specificamente e quali sono le correlazioni tecniche.<\/p>\n

Teoria<\/h2>\n

Il test della capacit\u00e0 di processo (PCT) \u00e8 lo strumento preferito nella produzione industriale per dimostrare la stabilit\u00e0 a lungo termine della produzione. Come il processo FMEA o il test di capacit\u00e0 della macchina (MCT) per l’assemblaggio di giunti critici, il PCT deve essere archiviato per la durata del prodotto pi\u00f9 15 anni (almeno in Germania). \u00c8 la base della responsabilit\u00e0 del prodotto o della sicurezza del prodotto.<\/p>\n

Il produttore o il distributore di un prodotto deve garantire che il prodotto stesso sia sicuro. A tal fine, \u00e8 tenuto a produrre secondo le norme e le linee guida vigenti (o almeno equivalenti). A tal fine, il prodotto deve essere progettato in modo tale da non causare pericoli o danni per l\u2018utilizzatore o all’ambiente, quando utilizzato per lo scopo previsto. I prodotti che mantengono ci\u00f2 che promettono valgono il loro prezzo e garantiscono il successo economico di chi li produce.<\/p>\n

Guardando nello specifico ad un giunto da serrare, ci\u00f2 significa che \u00e8 necessario garantire il corretto fissaggio del giunto stesso. La progettazione viene solitamente eseguita dall’ufficio tecnico, che determina in anticipo il caso di carico specifico, la funzione coppia \/angolo e i rischi del giunto. Idealmente, il reparto di progettazione determina la strategia di serraggio, la tecnologia degli avvitatori e i parametri di serraggio con cui i lavoratori lavoreranno successivamente nella produzione in serie.<\/p>\n

I disegni di progetto di solito contengono ancora un valore di coppia con tolleranza come unica specifica di serraggio. Tuttavia, il raggiungimento di questo valore di coppia sul giunto durante il montaggio non \u00e8 sicuramente sufficiente per garantire un corretto serraggio.<\/p>\n

Come mai? Una delle funzioni pi\u00f9 importanti di un giunto \u00e8 quella di unire due o pi\u00f9 parti in modo che successivamente si comportino come un unico componente. Ci\u00f2 vale anche per i carichi operativi e per l’intera vita utile prevista dell’intero sistema o sottosistema. La forza di serraggio minima necessaria effettivamente definita dal progetto per questo scopo deve essere mantenuta per l’intera vita utile.<\/p>\n

\"Coppia<\/p>\n

Figura 1: diagramma schematico del giunto <\/em><\/p>\n

Per questo scopo vengono solitamente utilizzati bulloni ad alta resistenza. La loro particolarit\u00e0 \u00e8 che, opportunamente serrati, si comportano come molle di trazione sotto carico: tendono contrarsi per tornare al loro stato originale. Se ci sono componenti tra di loro, vengono compressi. A seconda della forza di precarico, che viene spesso applicata al bullone tramite coppia, i componenti vengono compressi in misura maggiore o minore, determinando una forza di serraggio tra i componenti e la testa\/dado del bullone.<\/p>\n

Verifica delle specifiche di montaggio e regolazione degli strumenti di avvitatura<\/h2>\n

Si deve ancora dimostrare che la coppia di montaggio applicata ha davvero portato all’obiettivo desiderato. “Ma questo \u00e8 ci\u00f2 che ho assicurato con la coppia dei miei strumenti: deve essere sufficiente”, potrebbero rispondere alcuni. Tuttavia, come si pu\u00f2 vedere dalle osservazioni precedenti, la coppia \u00e8 in realt\u00e0 solo una variabile ausiliaria per ci\u00f2 che si vuole ottenere. Per dimostrarlo, ecco alcuni esempi sorprendenti. Nel caso di un grippaggio del filetto, si sarebbe probabilmente in grado di raggiungere la coppia target durante l’assemblaggio senza ulteriori controlli, ma si sarebbe anche in grado di ottenere il precarico necessario? Un altro esempio: se applico 50 N\u2219m con una chiave a cricchetto a mano oppure con un sistema di serraggio ad alta velocit\u00e0 (a ben oltre 1000 giri\/minuto) fa una differenza significativa. La coppia misurata o almeno indicata degli utensili pu\u00f2 essere identica, ma la forza di serraggio raggiunta, soprattutto dopo che i primi segni di assestamento\/rilassamento si sono attenuati, nel componente non lo \u00e8 di certo. In tema di velocit\u00e0, entra subito in gioco anche la sua influenza sull’attrito. L’attrito \u00e8 una delle maggiori variabili che influenzano il serraggio in coppia.<\/p>\n

A causa della natura dell’assemblaggio della coppia, come processo per cos\u00ec dire “indiretto”, gli standard di calcolo\/progetto (ad es. VDI 2230-1, sezione 1 e 5.4.3.2), cos\u00ec come i professionisti esperti di tecnologia di serraggio, raccomandano di verificare i risultati di calcolo mediante analisi congiunta. Queste prove dovrebbero, per quanto possibile, essere eseguite su componenti reali o di serie, nelle condizioni di produzione previste. Le condizioni di produzione previste comprendono, ad esempio, il tipo di attrezzo di serraggio e le sue impostazioni, nonch\u00e9 gli ausili di montaggio (es. le bussole specifiche). Lo scopo di questi test di base \u00e8 determinare se la coppia installata ha effettivamente prodotto la forza di pretensionamento desiderata o la forza di bloccaggio.<\/p>\n

\"Coppia<\/p>\n

Figura 2: Misurazione di una traccia coppia\/angolo su un componente in serie<\/em><\/p>\n

Se questo probabilmente non pu\u00f2 essere determinato per la durata di servizio nella prima fase, allora, almeno una volta, deve essere fatto dopo il montaggio e dopo che gli effetti di assestamento pi\u00f9 significativi si siano attenuati (vedi Fig. 2). Le informazioni pi\u00f9 chiare si ottengono, ad esempio, mediante misurazioni della forza o misurazioni dell\u2019allungamento dei bulloni (ad esempio mediante ultrasuoni, misurazione della lunghezza convenzionale, misurazione dell’onda luminosa). Tuttavia, questi metodi non vengono sempre utilizzati – sia direttamente per il montaggio che successivamente per il controllo – perch\u00e9 non sempre sono adatti alla produzione in serie, o perch\u00e9 sono relativamente costosi, o richiedono un alto grado di competenza tecnica applicativa.<\/p>\n

Tuttavia, esistono altri metodi per determinare se le specifiche di assemblaggio rientrano effettivamente nell’intervallo di tolleranza desiderata. Si pu\u00f2 analizzare il giunto fino alla rottura mentre si misurano in continuo la coppia e l’angolo. Ci\u00f2 \u00e8 possibile a partire dal bullone allentato fino al cedimento o dal bullone gi\u00e0 assemblato alla coppia target tramite la coppia residua\/statica fino all’intervallo del limite di snervamento, e se necessario fino al cedimento (Figura 4). In modo ideale, ci\u00f2 andrebbe fatto misurando contemporaneamente il precarico (Figura 3). Le possibili variazioni tra lotti lotto devono essere prese in considerazione, come per tutte le altre analisi industriali, di conseguenza va scelto il numero dei campioni in base a procedure matematiche\/statistiche. La VDI 2230 parte 3, su cui si sta lavorando, probabilmente fornir\u00e0 chiarimenti dal 2023.<\/p>\n

\"Coppia<\/p>\n

Figura 3: a sinistra: Esempio coppia-tempo + forza di serraggio – traccia per la verifica dei risultati di calcolo delle specifiche di montaggio al momento del serraggio in coppia. A destra: esempio di sistema di misurazione portatile per coppia\/angolo + forza di serraggio – chiave di misurazione con cella di carico collegata in modalit\u00e0 wireless.<\/em><\/p>\n

Superato questo primo ostacolo, il passo successivo \u00e8 la verifica di quanto il serraggio reale risponda alle specifiche di progetto. Un approccio molto pragmatico, che \u00e8 esplicitamente menzionato anche nella sezione 5.4.3.2 della VDI 2230 per il serraggio a coppia controllata, \u00e8 la misurazione delle coppie residue\/statiche. Ci\u00f2 significa che il giunto serrato, assemblato in condizioni stabili e sicure, viene ulteriormente ruotato di alcuni gradi. La traccia coppia \/ angolo viene analizzata di conseguenza. Come gi\u00e0 accennato, l’attenzione qui \u00e8 sulla coppia, che viene misurata direttamente nel passaggio dall’attrito statico a quello dinamico.<\/p>\n

\"Coppia<\/p>\n

Figura 4: Traccia coppia\/angolo ricavata da una serie di misurazioni con valutazione della coppia residua fino al punto di snervamento come verifica della procedura di serraggio o impostazione dell’utensile di serraggio. Nel presente caso, l’ulteriore coppia \u00e8 di ca. 65% del campo di coppia nel campo del limite di snervamento.<\/em><\/p>\n

Ci\u00f2 richiede apparecchiature di misurazione e metodi di valutazione adeguati. La figura 5 mostra i metodi pi\u00f9 utilizzati. \u00c8 gi\u00e0 chiaro qui che alcuni dei metodi portano a risultati diversi. Tuttavia, la scelta del metodo risulta dalla scelta del sistema di misurazione, dal comportamento del giunto durante l’ulteriore rotazione e da altri fattori. Una volta che la coppia residua \u00e8 stata valutata, la linea guida indica che queste possono discostarsi di un fattore dalla coppia di montaggio. Lo scostamento massimo ammissibile deve essere determinato dall’ufficio di progettazione ingegneristica, se necessario, in collaborazione con altri uffici come il collaudo, oppure la sua plausibilit\u00e0 deve essere verificata sulla base di valori empirici.<\/p>\n

Test di capacit\u00e0 di processo con coppia residua<\/h2>\n

Una volta che queste prime analisi sono state completate nell’ambito della produzione di prototipi o pre-serie, resta da dimostrare la stabilit\u00e0 a lungo termine del processo di fabbricazione, con riferimento alla forza di precarico. La misurazione delle curve di coppia residua pu\u00f2 essere utilizzata a questo scopo anche nel processo di assemblaggio in serie (vedere la figura 5). Tuttavia, possono essere utilizzati anche altri metodi o un metodo diverso da quello utilizzato per l’analisi congiunta.<\/p>\n

\"Coppia<\/p>\n

1 \u2013 determinazione dell’intersezione
\n2 \u2013 valore di picco a rottura MWH<\/sub><\/p>\n

3 \u2013 cambio di pendenza (risp. minimo dopo MWH<\/sub>)
\n4 \u2013 coppia ad angolo<\/p>\n

Figura 5: Andamenti esemplificativi delle tracce coppia\/angolo dopo una misurazione della coppia residua. Il caso B mostra l’andamento tipico per il caso in cui l’attrito statico \u00e8 significativamente maggiore dell’attrito radente e il caso A quando l’attrito statico \u00e8 quasi uguale all’attrito radente. Entrambi i grafici mostrano una selezione di risultati di diversi metodi di valutazione secondo VDI\/VDE 2645, foglio 3. Ai fini dell’analisi congiunta, vengono solitamente utilizzate le varianti 1 e 3.<\/em><\/p>\n

Il fatto che i valori di coppia nell’intervallo della PCT possano deviare del 20-30% a seconda del metodo di valutazione selezionato pu\u00f2 essere sorprendente, ma mostra anche la differenza significativa tra l’analisi articolare e la PCT. L’analisi congiunta riguarda il valore misurato specifico. La PCT si occupa della stabilit\u00e0 della caratteristica o del processo di misurazione nel tempo, per cui i valori misurati hanno una comprovata correlazione con la variabile target, ma non devono necessariamente rifletterla esattamente.<\/p>\n

Un esempio per capire: nel caso dell’analisi del giunto, il metodo di variazione del gradiente per determinare la coppia residua \u00e8 stato determinato utilizzando un sistema di misura ad alta risoluzione. Tuttavia, per il monitoraggio della produzione in serie vengono utilizzati altri strumenti di misura con capacit\u00e0 dello strumento di misura diversa e l’idoneit\u00e0 del processo di prova ha dimostrato che, a causa del comportamento speciale del giunto durante l’ulteriore rotazione, l’influenza della prova sul processo di prova \u00e8 minima per il metodo “Coppia all\u2019angolo” con un ulteriore angolo di rotazione di 4\u00b0. In un tale esempio, la differenza tra i due metodi di valutazione e le applicazioni potrebbe essere del 10-20% in base alla coppia residua. Tuttavia, esistono anche due obiettivi diversi, che vengono perseguiti caso per caso e quindi la differenza, se documentata e spiegato di conseguenza, nell’analisi congiunta del sistema di analisi e misurazione (MSA) o nella capacit\u00e0 del processo di prova (PCT), \u00e8 anche comprensibile.<\/p>\n

Prospettive: sfide del processo di misurazione e prove di altre funzionalit\u00e0 congiunte<\/h2>\n

Alla fine, la scelta di un metodo di analisi congiunta o di un metodo di valutazione PCT dipende da molti fattori. Se si prende la misura della coppia e dell’angolo \u00e8 ad esempio sul comportamento del giunto durante il passaggio dall’attrito statico a quello dinamico durante l’ulteriore rotazione, sugli algoritmi e sulla loro incertezza di misura, che vengono utilizzati nella chiave di prova o dalla valutazione software e molto altro. Per poter valutare tutti i fattori, \u00e8 necessario un esatto MSA o PCT, come descritto tra gli altri nella ISO 9000, come in tutti i processi di misurazione industriali. Il volume VDA 5.2, attualmente in fase di revisione, in combinazione con il prossimo VDI\/VDE 2645-1, vi aiuter\u00e0 a comprendere le interrelazioni e i requisiti internazionali e ad implementarli in modo mirato.<\/p>\n

Ci\u00f2 che non va dimenticato \u00e8 che la generazione della forza di serraggio \u00e8 solo una delle numerose funzioni di un giunto. Ci sono anche altre funzioni che devono essere realizzate al posto o in aggiunta alla forza di serraggio, come la tenuta, la sicurezza contro l’allentamento, il mantenimento di una posizione, ecc. A seconda dell’importanza di queste funzioni, bisogna dimostrare il loro raggiungimento con relativa documentazione registrata durante la produzione (o successivamente). A tal fine devono essere utilizzati metodi diversi da quelli sopra indicati, eventualmente combinati. Questi metodi includono, ad esempio, il test della coppia minima per i dispositivi di bloccaggio, la misurazione della resistenza di contatto o l’uso di sistemi di imaging termografico per i sistemi di bullonatura che trasportano corrente e molti altri. Hai una sfida simile o simile e vorresti supporto o vorresti semplicemente esaminare i tuoi processi esistenti in vista dello stato attuale della scienza e della tecnologia (responsabilit\u00e0 del prodotto)? Chiedi al tuo esperto di avvitatura per ottenere una consulenza.<\/p>\n

E infine – un prerequisito assoluto per l’analisi dei giunti \u00e8 l’adeguata qualifica del personale che esegue l’analisi. In caso contrario, l’analisi congiunta pu\u00f2 portare a pericolosi errori di valutazione. Anche quando si utilizzano fornitori di servizi appropriati in questo settore, si dovrebbe sempre chiedere di vedere ed esaminare criticamente prove appropriate della qualifica e dell’esperienza del personale che esegue l’analisi.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Perch\u00e9 un’analisi del giunto e un PCT (test di capacit\u00e0 di processo) di un giunto sono richiesti in una linea di produzione.<\/p>\n

Se si chiede a un reparto di montaggio se e come gli utenti controllano i loro giunti DOPO il montaggio, si nota spesso un certo stupore. Soprattutto quando si utilizzano sistemi di avvitatura gi\u00e0 controllati, monitorati e regolarmente testati. “Assembliamo con alta precisione e monitoriamo tutti i parametri. Ogni anno i nostri strumenti vengono testati! Perch\u00e9 dovremmo ancora controllare il giunto adesso? 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