Negli organi meccanici, due o più componenti sono spesso tenuti insieme da bulloni, i quali è estremamente importante siano serrati in modo uniforme e che si conferisca loro la tensione più appropriata utilizzando attrezzature adeguate.

Hydrocam dell’SKF EngineeringProducts è una gamma di tensionatori idraulici che servono per serrare i bulloni in modo affidabile, preciso e sicuro. Sono il frutto del lavoro di sviluppo dell’Industrial Tightening Engineering Department della SKF Equipements, che fa parte della Linear Motion and Precision Technologies e ha base a Montigny le Bretonneux, presso Parigi.

Con i tensionatori idraulici si produce nel bullone un carico assiale predeterminato, calcolato in modo da conservare nel bullone stesso il carico residuo desiderato.

Le giunzioni con bulloni sono spesso soggette a condizioni di lavoro molto severe pur essendo considerate un metodo di connessione relativamente semplice. I metodi tradizionali di serraggio dei bulloni con chiavi dinamometriche hanno dei limiti, dato che non è possibile conoscere con precisione la tensione di precarico, a causa dell’influenza del coefficiente d’attrito nelle filettature e nelle superfici di contatto, parametri impossibili da definire esattamente e continuamente variabili. Un altro inconveniente è dato dal fatto che non è possibile riprodurre esattamente nel tempo un certo tipo di serraggio.

Inoltre i metodi di serraggio con l’applicazione di una data coppia tendono a creare una forte dispersione nei valori di precarico oltre che notevoli sollecitazioni di flessione e di torsione. La rottura di una giunzione, causata da condizioni di montaggio inadeguate, può avere serie conseguenze, anche in termini economici.

Troppo spesso,in fase di progetto si adottano metodi di proporzionamento grossolani, che portano ad un considerevole sovradimensionamento dei componenti, senza peraltro garantire la sicurezza dell’organo, come molte ricerche ed esperienze hanno dimostrato. Inoltre esiste una buona probabilità di commettere errori nelle analisi iniziali, nei disegni, nel calcolo dei carichi e nella scelta dei componenti. In fase di realizzazione si possono fare errori nello scegliere il metodo di serraggio, gli attrezzi e i collaudi.

La causa prevalente della rottura di un organo è il montaggio inadeguato. In particolare il serraggio eccessivo o irregolare contribuisce senza dubbio al
30 % delle rotture, percentuale che aumenta al 45% se si considera la durata a fatica.

La serie di tensionatoriHydro-cam è stata studiata per esercitare una pressione assiale capace di fornire un serraggio ottimale, con meno probabilità di avere effetti di taglio e allentamenti sotto carico. I tensionatori sfruttano in modo efficace le condizioni meccaniche dei bulloni, riducendone l’affaticamento, e assicurano la ripetitività delle operazioni.

Questo prodotto era stato studiato per risolvere i problemi che si incontravano con le ralle di orientamento. Gli ingegneri SKF avevano notato che il carico di serraggio non si distribuiva uniformemente su tutti i bulloni di fissaggio e che la durata delle ralle si riduceva sensibilmente.

Con i tensionatori Hydrocam diminuisce la probabilità di un montaggio inadeguato, mentre questo diventa estremamente semplice. Prima si calza una bussola provvista di fori radiali sul dado per poterlo in seguito serrare con una apposita barretta. Poi si infila il corpo del tensionatore sul bullone. Sull’estremità sporgente di quest’ultimo si avvita un tirante filettato. Una volta applicata la pressione idraulica il bullone si tende e, quando il livello della pressione raggiunge il valore richiesto, si avvita il dado senza alcun sforzo usando la barretta. Infine si toglie la pressione ritraendo il pistone. In tal modo il carico si serraggio si esercita attraverso la tensione del bullone senza che ci siano sollecitazioni dovute ad attrito o torsione. Lo stesso attrezzo può essere usato per svitare il bullone.

Questa metodologiaper serrare i bulloni offre i vantaggi seguenti:

• il precarico di serraggio è preciso e noto
• il precarico di serraggio può essere prossimo al limite elastico del bullone
• è possibile il serraggio simultaneo di più bulloni
• i tensionatori sono più facili da usare e più sicuri delle chiavi dinamometriche
• si presta bene alle macchine automatiche
• si possono serrare bulloni e dadi di qualsiasi materiale (acciaio, acciaio inossidabile, titanio, materiali compositi, ecc.)
• le giunzioni e i componenti possono operare in tutta sicurezza
• è possibile ridurre e ottimizzare il diametro dei bulloni
• si ha un migliore comportamento alla fatica

La SKF harealizzato la serie Hydrocam per un’ampia gamma di applicazioni, con la possibilità di serrare bulloni da 5 a 500 mm di diametro. Il sistema idraulico può funzionare sia con olio che con acqua, il che permette di arrivare normalmente a 1.500 bar di pressione, ma anche a oltre 2.000 bar.

L’assortimento standard comprende tensionatori per filettature da 20 a 150 mm e per tensioni fino a 4.650 kN. Per particolari esigenze la SKF realizza anche tensionatori speciali.

I tensionatori sipossono applicare quasi ovunque e sono già numerosi i settori in cui li troviamo applicati con successo sia nella versione standard che in quella speciale, quali l’ingegneria civile, l’industria eolica, i motori diesel, l’industria aeronautica e quella nucleare.

Nell’ingegneria civile, i tensionatori SKF agevolano gli interventi nei posti di difficile accesso e in condizioni severe, come nel caso dei bulloni dei cavi che reggono i ponti sospesi.

Altre applicazioni sono le macchine che devono offrire un elevato grado di prestazioni e affidabilità, ma nello stesso tempo sono molto esigenti, come i generatori eolici, sui quali si devono poter effettuare serraggi rapidamente, senza interrompere il servizio. Nei generatori che hanno un numero elevato di bulloni le possibilità di applicazione dei tensionatori Hydrocam sono parecchie, ad es. nelle ralle. La SKF ha realizzato sia un sistema di tensionamento simultaneo per eseguire rapidamente e in modo accurato le operazioni in officina sia un attrezzo leggero e compatto per i lavori sul posto.

Un’altra applicazionein cui i bulloni sono molto sollecitati sono i motori diesel, che devono comprimere l’aria per portarla ad una temperatura che consenta l’accensione spontanea del combustibile iniettato. Questo processo di compressione-accensione genera maggiori vibrazioni in quanto l’aria viene compressa a livelli molto più alti della benzina e quindi il motore deve essere più rigido e pesante.

Nell’industria aeronautica, i tensionatori Hydrocam si impiegano nel serraggio di precisione di piccoli bulloni, per accelerare i tempi di montaggio. I tensionatori possono trarre pienamente vantaggio dalle proprietà meccaniche dei materiali usati nelle applicazioni aeronautiche.

Nell’industria nucleare, si impiega la Multiple Stud Tensioning Machine, una macchina completamente automatica, usata per chiudere la testata del reattore, che è controllata a distanza.

Per i tensionatori(o per altri dispositivi idraulici) alimentati ad alta pressione la SKF offre anche un assortimento completo di pompe, tubi e blocchi di­stributori, tutti muniti di giunti a sfere. Insieme ai tensionatori la SKF propone anche una gamma di rondelle sensorizzate che permettono un reale ed efficace monitoraggio della tensione dei sistemi con bulloni, anche in e­sercizio.

I tensionatori si usano molto spesso nell’industria meccanica per il serraggio multiplo o simultaneo dei bulloni e in molti casi sono più precisi delle chiavi dinamometriche, dato che non entrano in gioco le perdite per attrito, il che li rende particolarmente idonei nelle giunzioni con guarnizione.