Il meccanismo di allentamento delle vibrazioni
Le vibrazioni causano cambiamenti periodici nella normale pressione tra le coppie di fili e una ripetuta attenuazione dell'attrito. Dopo che il bullone è stato serrato, viene generato un precarico tra i denti della filettatura e l'attrito resiste all'allentamento. Ma la vibrazione ad alta-frequenza del funzionamento del treno provoca un leggero spostamento relativo tra i denti filettati del bullone e del dado, che porta a una distribuzione non uniforme dello stress da contatto. In ogni ciclo di vibrazione, il punto di sollecitazione cambia, la pressione normale in alcune aree diminuisce istantaneamente e l'attrito diminuisce di conseguenza. Quando l'attrito è inferiore alla coppia di allentamento esterna, si verifica un micro-allentamento che, con l'aumento dei cicli di vibrazione, si accumula fino a diventare un allentamento completo. Le vibrazioni provocano anche la deformazione per fatica, facendo diminuire ulteriormente il precarico, motivo per cui l'allentamento è più evidente sulle linee-a trasporto pesante e ad alta-velocità.
Rivestimento anti-allentamento delle microcapsule
Il rivestimento della microcapsula avvolge l'agente indurente in microcapsule applicate sulla superficie del filo. Quando il bullone viene serrato, le microcapsule vengono schiacciate e l'agente indurente reagisce con la matrice di rivestimento per formare uno strato adesivo ad alta-resistenza che lega saldamente i denti della filettatura, con una durata di servizio anti-allentamento superiore a 15 anni. Il processo di applicazione prevede tre collegamenti critici: pretrattamento della superficie mediante sabbiatura al grado di rimozione della ruggine e ruvidità specificati, applicazione del rivestimento mediante spruzzatura elettrostatica entro poche ore dalla sabbiatura e un processo di polimerizzazione in due-fasi. Il controllo di qualità include il rilevamento dello spessore in linea, il test di adesione tramite il metodo del taglio incrociato e la verifica anti-allentamento tramite test di vibrazione.
Rivestimento di bloccaggio in nylon
Il rivestimento di bloccaggio in nylon scioglie uno strato di nylon sulla superficie del filo. Il nylon ha un'eccellente elasticità e resistenza all'usura: dopo il serraggio, lo strato di nylon si deforma elasticamente per riempire lo spazio vuoto del filo e aumentare l'attrito, mentre la sua auto-lubrificazione evita danni da grippaggio del filo. Questo tipo è adatto per bulloni che necessitano di ripetuti smontaggi e montaggi, perché il rivestimento in nylon mantiene un buon effetto anti-allentamento dopo molteplici cicli di smontaggio a basso costo. È la scelta preferita per le ferrovie a velocità ordinaria-con manutenzione frequente.
Rivestimento anaerobico anti-allentamento
Il rivestimento anaerobico è un rivestimento mono-componente che polimerizza automaticamente in un ambiente-privo di ossigeno. Dopo il serraggio, l'ossigeno tra le coppie di fili viene scaricato e il rivestimento indurisce rapidamente per formare uno strato adesivo duro con effetto anti-allentamento stabile, resistenza all'olio e all'acqua. È adatto agli ambienti umidi e oleosi e all'impatto di carichi pesanti, come il trasporto ferroviario pesante-, dove lo strato indurito resiste alla deformazione del filo. Lo spessore del rivestimento per tutti e tre i tipi è controllato nell'intervallo da 5 a 20 micrometri in modo che la precisione dell'assemblaggio della filettatura non venga influenzata.
Selezione per condizioni di linea
Le ferrovie ad alta-velocità, con frequenze di vibrazione fino a 50-100 Hz e lunghi cicli di manutenzione, richiedono rivestimenti a lunga-azione: il tipo a microcapsula è preferito per la sua lunga durata e l'elevata forza di adesione. Le ferrovie per il trasporto pesante-, con grandi carichi sugli assi, preferiscono il tipo anaerobico per la sua durezza e resistenza all'olio. Le ferrovie a velocità ordinaria-, con frequenti smontaggi, utilizzano il tipo in nylon. Le sezioni ferroviarie urbane sotterranee, con elevata umidità, utilizzano un rivestimento composito in nylon più zincato in cui lo strato di zinco fornisce anti-corrosione e lo strato di nylon fornisce anti-allentamento.
Rilevazione e accettazione
Il rilevamento include l'ispezione dell'aspetto, l'ispezione delle prestazioni fisiche e chimiche e l'ispezione delle prestazioni anti-allentamento, con accettazione secondo lo standard applicabile sui bulloni ferroviari. Lo spessore viene misurato mediante misuratore a correnti parassite, l'adesione mediante test di taglio incrociato- e la resistenza alla corrosione mediante nebbia salina neutra. Le prestazioni anti-allentamento sono l'indicatore principale: con il precarico del bullone impostato all'80% del valore nominale e un carico di vibrazione applicato a una frequenza definita, dopo un milione di vibrazioni il tasso di perdita di precarico deve essere entro il 5% senza allentamenti o distacco del rivestimento. Il campionamento batch viene applicato con doppio campionamento in caso di guasto.
Domande frequenti
D: Perché i bulloni si allentano sotto le vibrazioni?
R: Le vibrazioni provocano micro-movimenti tra i denti della filettatura, deterioramento dell'attrito e perdita di precarico, che si accumulano fino al completo allentamento.
D: Quali sono i tre tipi di rivestimento anti-allentamento?
R: Microcapsula, bloccaggio in nylon e rivestimenti anaerobici, ciascuno adatto a diverse condizioni di linea.
D: Quale rivestimento è adatto alle ferrovie ad alta-velocità?
R: Il tipo a microcapsula, per la sua lunga durata e l'elevata forza di adesione in caso di vibrazioni ad alta-frequenza.
D: Che spessore deve avere il rivestimento?
R: Da 5 a 20 micrometri, quindi la precisione dell'assemblaggio della filettatura non viene influenzata.
D: Come vengono verificate le prestazioni anti-allentamento?
R: Mediante test di vibrazione: dopo un milione di cicli, la perdita di precarico deve essere entro il 5% senza allentamento.
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