Tutti i meccanici le hanno usate, ma la maggior parte non sa quanti tipi diversi di rondelle esistono, di che materiali sono fatte e come usarle correttamente. Nel corso degli anni, abbiamo ricevuto numerose domande riguardanti le lavatrici, quindi un articolo tecnico che condividesse informazioni su questi dispositivi hardware era atteso da tempo.

Recentemente abbiamo trattato l'arte di realizzare elementi di fissaggio ad alte prestazioni con Automotive Racing Products, Inc. (ARP), coprendo in modo approfondito i dadi e i bulloni dell'argomento. È giunto il momento di rispettare il componente di fissaggio che spesso viene dato per scontato, l'umile rondella.

Nei paragrafi seguenti tratteremo cosa sono le rondelle, i diversi tipi di rondelle, cosa fanno, come sono realizzate, dove e quando usarle – e sì, discuteremo anche se le rondelle sono direzionali o meno.

In generale, una rondella è semplicemente una piastra a forma di disco, simile a un wafer, con un foro al centro. Sebbene il design possa sembrare primitivo, le rondelle in realtà rappresentano un compito complicato. Sono comunemente usati per distribuire il carico di un elemento di fissaggio filettato, come un bullone o una vite a testa cilindrica.

Possono anche essere utilizzati come distanziatori o, in alcuni casi, come cuscinetti antiusura, dispositivi di bloccaggio o addirittura utilizzati per ridurre le vibrazioni, come una rondella di gomma. Il design base della rondella presenta un diametro esterno doppio del diametro interno della rondella.

Solitamente realizzate in metallo, le rondelle possono essere realizzate anche in plastica o gomma, a seconda dell'applicazione. Nei macchinari, i giunti bullonati di alta qualità richiedono rondelle in acciaio temprato per evitare intaccature sulle superfici del giunto. Questo si chiama Brinelling. Queste piccole rientranze possono eventualmente portare a una perdita di precarico sull'elemento di fissaggio, a vibrazioni o a vibrazioni eccessive. Man mano che la condizione continua, questi movimenti possono accelerare fino a provocare un'altra usura che viene spesso definita come scheggiatura o irritazione.

Le rondelle aiutano anche a prevenire la corrosione galvanica, una condizione che esiste quando alcuni metalli entrano in contatto tra loro. Un metallo funge da anodo e l'altro da catodo. Per rallentare o impedire questo processo fin dall'inizio, viene utilizzata una rondella tra il bullone o il dado e il metallo da unire.

Oltre a distribuire uniformemente la pressione sulla parte da fissare e a ridurre le possibilità di danneggiare la parte, le rondelle forniscono anche una superficie liscia per il dado o il bullone. Ciò rende meno probabile che il giunto fissato si allenti rispetto a una superficie di fissaggio irregolare.

Esistono rondelle speciali progettate per fornire una tenuta, un punto di messa a terra elettrica, allineare il dispositivo di fissaggio, tenere prigioniero il dispositivo di fissaggio, isolare o fornire pressione assiale al giunto. Discuteremo brevemente di queste rondelle speciali nel testo seguente.

Abbiamo anche visto un paio di modi per utilizzare impropriamente le rondelle come parte di un giunto fissato. Ci sono stati molti casi in cui i meccanici degli alberi da ombra hanno utilizzato bulloni o dadi di diametro troppo piccolo per la parte da unire. In questi casi, la rondella ha un diametro interno adatto al bullone, ma non consente alla testa del bullone o al dado di scivolare attraverso il foro del componente da unire. Questo è fonte di guai e non dovrebbe mai essere tentato da nessuna parte su un'auto da corsa.

Più comunemente, i meccanici utilizzano un bullone troppo lungo, ma privo di filettatura sufficiente, che non consente il serraggio del giunto. Si dovrebbe evitare anche di impilare una manciata di rondelle sul gambo come distanziatore fino a quando il dado non può essere serrato. Scegli la giusta lunghezza del bullone. L'uso improprio delle rondelle può causare danni o lesioni.

In generale, oggi nel mondo vengono prodotti diversi tipi di rondelle. Alcuni sono realizzati appositamente per l'uso su giunti in legno, mentre altri sono per scopi idraulici. Quando si tratta di esigenze automobilistiche, lo specialista di ricerca e sviluppo di ARP, Jay Coombes, ci dice che ci sono solo cinque tipi utilizzati nella manutenzione automobilistica. C'è la rondella piana (o rondella piatta), la rondella del parafango, la rondella divisa (o la rondella di sicurezza), la rondella a stella e la rondella di inserimento.

È interessante notare che non troverai una rondella divisa nella massiccia offerta di dispositivi di fissaggio di ARP. "Sono utili soprattutto con elementi di fissaggio di piccolo diametro in condizioni di basso carico", ha spiegato Coombes. ARP tende a concentrarsi su elementi di fissaggio da corsa ad alte prestazioni che funzionano in condizioni di carico più elevate. Esistono varianti di questi tipi di rondelle che servono a scopi specifici, come la rondella piana con dentellature sul lato inferiore.

Una rondella piatta è l'intermediario preferito tra la testa di un bullone (o dado) e l'oggetto da fissare. Il suo scopo principale è distribuire il carico di un elemento di fissaggio serrato per prevenire danni alla superficie di giunzione. "Ciò è particolarmente importante con i componenti in alluminio", afferma Coombes.

L'American National Standards Institute (ANSI) ha fornito una serie di standard per uso generale, richiedendo due tipi di rondelle piane. Il tipo A è definito come una rondella con ampie tolleranze dove la precisione non è fondamentale. Il tipo B è una rondella piatta con tolleranze più strette in cui i diametri esterni sono classificati come stretti, regolari o larghi per le rispettive dimensioni dei bulloni (diametro interno).

Come accennato in precedenza, le rondelle sono più complicate di una semplice spiegazione da parte di un'unica organizzazione. In effetti, ce ne sono diversi. La Society of Automotive Engineers (SAE) classifica le rondelle piane in base allo spessore del materiale, con diametri interni ed esterni più piccoli rispetto a come l'organizzazione United States Standards (USS) ha definito le rondelle piatte.

Gli standard USS sono gli standard delle rondelle in pollici. Questa organizzazione caratterizza il diametro interno ed esterno di una rondella per accogliere filettature dei bulloni grossolane o più grandi. Le rondelle USS sono spesso utilizzate nelle applicazioni automobilistiche. Con tre organizzazioni che specificano tre diversi standard per le rondelle semplici, chiaramente le rondelle sono più complicate di quanto il loro semplice aspetto possa far credere.

Secondo Coombes di ARP, “Le dimensioni e la qualità della lavatrice stessa meritano un'attenta considerazione. Dovrebbe avere spessore e dimensioni sufficienti per distribuire correttamente il carico. Coombes aggiunge: “È anche molto importante che la rondella sia parallela e perfettamente piana per quelle applicazioni cruciali con carichi di coppia più elevati. Qualsiasi altra cosa può causare un precarico diseguale.

Si tratta di rondelle che hanno un diametro esterno extra large in proporzione al foro centrale. È inoltre progettato per distribuire la forza di serraggio, ma a causa delle dimensioni maggiori, il carico viene distribuito su un'area più ampia. Per molti anni queste rondelle sono state utilizzate per fissare i paraurti ai veicoli, da cui il nome. Le rondelle del parafango possono avere un diametro esterno maggiore, ma sono generalmente realizzate in materiale di spessore sottile.

Le rondelle spaccate hanno flessibilità assiale e vengono utilizzate per prevenire l'allentamento dovuto alle vibrazioni. Foto da www.amazon.com.

Le rondelle spaccate, chiamate anche rondelle elastiche o di sicurezza, hanno flessibilità assiale. Questi vengono utilizzati per prevenire l'allentamento dovuto alle vibrazioni. Il concetto alla base delle rondelle spaccate è semplice: agisce come una molla per esercitare pressione sull'oggetto da fissare e sulla testa del bullone o del dado.

ARP non produce queste rondelle perché la maggior parte degli elementi di fissaggio che svolgono un ruolo chiave nel motore, nella trasmissione, nel telaio e nelle sospensioni sono serrati secondo specifiche di coppia specifiche, applicando la forza di serraggio adeguata. C'è poca o nessuna possibilità che il dispositivo di fissaggio si allenti senza l'uso di uno strumento.

La maggior parte degli ingegneri concorda sul fatto che una rondella elastica, se serrata a specifiche più elevate, si allungherà in una certa misura. Quando ciò accade, la rondella divisa perderà la sua tensione e potrebbe persino interrompere il precarico accurato del giunto fissato.

Le rondelle a stella sono dotate di dentellature che si estendono radialmente verso l'interno o verso l'esterno per mordere la superficie del substrato e impedire l'allentamento del dispositivo di fissaggio. Foto da www.amazon.com.

Le rondelle a stella hanno quasi lo stesso scopo di una rondella divisa. Hanno lo scopo di impedire l'allentamento di un dispositivo di fissaggio. Si tratta di rondelle con dentellature che si estendono radialmente (verso l'interno o verso l'esterno) per mordere la superficie del componente. In base alla progettazione, dovrebbero "scavare" nella testa del bullone/dado e nel substrato per evitare che l'elemento di fissaggio si allenti. Le rondelle a stella vengono generalmente utilizzate con bulloni e viti più piccoli associati a componenti elettrici.

Prevenire la rotazione, e quindi influenzare la precisione del precarico, ha spinto ARP a produrre rondelle speciali seghettate sul lato inferiore. L'idea è che afferrino l'oggetto da attaccare e forniscano una piattaforma stabile.

Un'altra rondella speciale prodotta da ARP è la rondella a inserto. Sono progettati per proteggere la parte superiore dei fori per evitare il grippaggio o il collasso della parte superiore del foro. Gli usi comuni includono testate, componenti del telaio e altre aree soggette a elevata usura che richiedono una lavatrice.

È importante notare che la lubrificazione gioca un ruolo chiave per un precarico accurato. Oltre a mettere un lubrificante sulla filettatura di un elemento di fissaggio, si consiglia di metterne una piccola quantità sul lato inferiore della testa del bullone (o del dado) o sulla parte superiore della rondella. Non lubrificare mai la parte inferiore della lavatrice (a meno che le istruzioni di installazione non dicano diversamente) perché non vuoi che ruoti.

Prestare attenzione al corretto utilizzo e alla lubrificazione della lavatrice è qualcosa che merita la considerazione di tutti i team di gara.

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