Come scegliere i bulloni

• Fattore 1 - Dimensione

Quando si monta un oggetto che ha fori per bulloni, utilizzare la dimensione dei bulloni consigliata dal produttore. Se l'oggetto non ha istruzioni specifiche su quali bulloni utilizzare, allora utilizzare una dimensione di bullone che si adatti bene e riempia i fori.

Il supporto a rulli mostrato nella foto è un buon esempio. Ha 4 scanalature che accettano bulloni da 3/8" o 10 mm perfettamente. Entrambe le dimensioni funzionano come scelta di bullone. Nota: Poiché i fori sono scanalature, le rondelle supportano il dado.

Se i fori non sono definiti per la dimensione del bullone, ci sono molte altre considerazioni per selezionare la dimensione.

• Fattore 2 - Spessore del materiale

Utilizzare un bullone che funzioni bene con lo spessore dei materiali da collegare. Se si stanno fissando lamiere sottili, allora bulloni di grosso diametro non renderanno il collegamento più sicuro. Infatti, quando arriva il momento della verità, il materiale spesso fallirà vicino ai bulloni, quindi è meglio avere diversi fissaggi più piccoli che uno grande.

Una regola generale. Utilizzare un diametro del bullone che sia 1,5 - 2,5 volte (fino a tre volte) lo spessore del materiale più sottile che si stanno collegando. Quindi, per un materiale da 1/8", un diametro di 1/4" è spesso una buona scelta di bullone. Per un materiale spesso 1/4", forse un bullone da 3/8" o 1/2".

Questo criterio cade a pezzi per materiali molto sottili e per materiali davvero spessi. In entrambi questi casi - se il giunto è critico - è meglio utilizzare più fissaggi piuttosto che più grandi. Nota: Per materiali sottili, è di solito meglio supportare il giunto con materiale più spesso, come rondelle o piastre di faccia, quindi le regole possono applicarsi nuovamente.

• Fattore 3 - Funzione

Cosa devono fare i bulloni? Sono bulloni passanti (bullone con dado)? O il bullone va in un foro filettato? Forse il foro filettato passa attraverso? O forse è cieco (va in un foro filettato che non passa attraverso)?

La maggior parte della discussione in questo articolo mostra bulloni con dadi (e rondelle), ma ci sono molte applicazioni in cui i filetti sono presenti in un'altra parte. In realtà, la discussione è quasi la stessa in entrambi i casi. I bulloni delle ruote del rimorchio sono un buon esempio in cui alcuni sono bulloni in un mozzo filettato, mentre altre volte sono perni con un dado. Leggi di più nell'articolo sui Bulloni delle Ruote del Rimorchio.

In ogni caso, la funzione conta, ed è spesso collegata alle altre cose in questa pagina come l'Innesto Filettato e il Carico (entrambi argomenti di seguito). Cosa devono fare i bulloni? Tenere le cose, sì, ma pensa a cosa stanno tenendo? Come lo stanno tenendo? E, forse più importante, quanto è critico? I bulloni che scegli - grado, dimensione e numero - dovrebbero riflettere ciò che i bulloni devono fare.

• Fattore 4 - Numero di bulloni

Avete mai notato che i bulloni raramente appaiono da soli? Di quanti bulloni hai bisogno?

Quando si fissa qualcosa con un bullone, lo si sta vincolando in una direzione. Argomentativamente, vincola di più con attrito e contatto facciale esteso, ma se si vuole davvero tenere il pezzo, sono necessari più bulloni. 2 bulloni vincolano la rotazione, e almeno 3 bulloni (non in linea) per il vincolo di flessione. Spesso vediamo set di 4 perché è un modello facile, e vincola molto bene molte cose.

Posizionare i modelli di bulloni in modo che siano distribuiti - entro limiti ragionevoli. In generale, maggiore è la distanza tra di essi, più forte è il collegamento. Dal punto di vista del fissaggio delle cose, più è meglio, ma rende anche le cose più difficili da gestire.
L'altro motivo per avere più bulloni è la sicurezza. Se la connessione coinvolge la sicurezza, meglio esagerare.

L'immagine qui dell'attacco illustra alcuni di questi fattori nella scelta del bullone. La dimensione del bullone è di 1/2" (definita dai fori dell'attacco) - che è un po' più di 2,5 volte lo spessore del materiale (meno di 3 volte), quindi è buono in materiale spesso 3/16". Sono di Grado 8 per resistenza perché la sicurezza è sicuramente una preoccupazione. Filettatura fine con dadi Nylock per sicurezza in un ambiente vibrante. Le principali forze di connessione sono a taglio, e hanno una distanza sufficiente per la stabilità del giunto.

Nell'esempio dell'attacco, ci sono 4 connessioni. Ogni bullone collega i materiali due volte, una volta su ciascun lato. Le 4 connessioni non sono lineari, quindi è buono per la stabilità in flessione.

• Fattore 5 - Resistenza

Scegli la resistenza del bullone in base a ciò che stai chiedendo al bullone di fare. Per la sicurezza, pensa a bulloni di maggiore resistenza come il Grado 8 o superiore. Con forze di taglio, pensa a un diametro che possa facilmente sopportare i carichi. Con forze di tensione, pensa anche a filettature fini oltre a materiali di grado superiore.

Ci sono 2 modi per ottenere una maggiore resistenza. Il primo è il materiale del bullone - il grado del bullone. Il secondo è il diametro del bullone.

Come prospettiva, dal grafico nella Parte 1, vediamo che (generalizzato) il Grado 5 è circa il doppio del Grado 2 in termini di resistenza. Questo è un ottimo modo per aumentare la resistenza. Un altro grande miglioramento è il diametro. Quando consideriamo il diametro, un bullone da 3/8" è più di due volte più resistente di un bullone da 1/4". Infatti, ci vuole un bullone esagonale di alta qualità da 1/4" per eguagliare un bullone da 3/8" di Grado 2. Veramente, il diametro è anche un fattore importante. Considera questo quando utilizzi bulloni in acciaio inossidabile.

La scelta corretta del bullone per la resistenza dipende da un equilibrio degli altri fattori in questa pagina. A volte vogliamo un bullone meno resistente per considerazioni di impatto o di cedimento.

A proposito, quando calcolate la resistenza del bullone, usate il diametro radice dei filetti (il diametro più piccolo all'interno dei filetti), non il diametro completo del bullone. Pensate anche ai fattori di sicurezza - e usateli generosamente.

• Fattore 6 - Passo del Filo

Filo Fine o Filo Grosso? È una buona domanda senza una risposta definitiva. Ecco alcune considerazioni.

1. I Filetti Grossi non hanno tanti filetti, quindi possono essere installati più velocemente.
2. I Filetti Fini possono creare una maggiore forza di serraggio con l'angolo del filetto ridotto.
3. Un bullone a Filetto Fine è leggermente più resistente di un bullone a Filetto Grosso.
4. Per le vibrazioni, i Filetti Fini hanno un vantaggio (anche se i dadi Nylock, il LocTite, ecc., sono ancora migliori).

Nella scelta dei bulloni, non esiste un criterio definitivo, quindi fate una scelta basata sui vantaggi.

Per me, tendo a usare i filetti grossi per i bulloni più piccoli (1/4", 6mm e più piccoli) la maggior parte delle volte. Con bulloni più grandi, uso filetti fini in situazioni di vibrazione e quando la forza di serraggio è critica. Sul linguetto pieghevole del rimorchio, ad esempio, i bulloni di serraggio sono 1/2"-20 (filetto fine). Grado 8 per una resistenza eccessiva. I bulloni di pivot non sono stretti (altrimenti non si piegherebbero), quindi non entrano nel calcolo, ma sono delle stesse dimensioni e filettatura in modo che tutto combaci. (E usate le stesse chiavi su tutto.)

• Fattore 7 - Lunghezza

Quanto è abbastanza lungo? Quanto è troppo lungo

Abbastanza lungo è quando la parte filettata sporge dal dado con un paio di filetti fuori. Troppo lungo è quando l'estremità inutilizzata del bullone interferisce con qualcosa - o quando il bullone non può stringersi completamente. Giusto potrebbe essere il bullone che avete nel bidone (perché non dovete andare a comprare qualcosa).

Con ciò detto, non abbiate paura di tagliare un bullone. Se è un po' troppo lungo, tagliatelo per farlo diventare giusto, poi finite l'estremità. Allo stesso modo, se avete bisogno di un bullone lungo o personalizzato, fatelo con una barra filettata. Leggete l'articolo completo su come lavorare con la barra filettata.

Non dimenticate le rondelle (se ne avete bisogno) quando pensate alla lunghezza. Inoltre, i dadi speciali, come i dadi Nyloc, richiedono un po' più di lunghezza rispetto a quelli standard.

Per i bulloni che si filettano in qualcosa (non un dado), il concetto di "abbastanza lungo" deve anche tener conto dell'ingaggio del filetto che è il nostro prossimo fattore di scelta del bullone.

• Fattore 8 - Ingaggio del Filo

È facile pensare ai bulloni con i dadi per il fissaggio - specialmente per il fai-da-te. Questo rende le cose facili. Tuttavia, ogni tanto è necessario maschiare un foro. I maschi sono abbastanza facili da usare e, se fatti correttamente, creano ottimi filetti per avvitare un bullone. Quando fate i vostri filetti, ecco alcune cose da considerare.

Le regole approssimative per l'ingaggio del filetto coinvolgono il materiale in cui il bullone si filetta così come il diametro del bullone. Si tratta di un rapporto con la lunghezza dell'ingaggio del filetto come funzione del diametro del bullone. Ad esempio, 2x significa che la profondità dell'ingaggio del filetto è il doppio del diametro del bullone. In questo caso, per un bullone da 1/4", l'ingaggio del filetto è 2x il diametro, ovvero 1/2". Questo è solo un esempio.

In generale, usate 1x per i bulloni in acciaio nei filetti in acciaio. 1,5x minimo e preferibilmente 2x o più per l'alluminio. Il magnesio e le plastiche ad alta resistenza sono 2,5x o 3x.

Di nuovo, queste sono regole approssimative, e le leghe dei materiali si comportano in modo diverso. Per i Bulloni 101, usate questi numeri solo come prospettiva nella vostra scelta del bullone.

Noterete che la maggior parte dei dadi è inferiore all'1x indicato sopra. Questo dipende molto dal modo in cui vengono formati i filetti. Tagliare i filetti con un maschio non è così resistente come formare i filetti a rulli. Di nuovo, è solo una prospettiva.

• Fattore 9 - Carico

Dove mettete i bulloni quando state costruendo qualcosa? Mentre ci sono diversi modi in cui le forze potrebbero interagire con un bullone, alcune direzioni sono decisamente migliori di altre. Se avete una scelta, pensate alle posizioni dei bulloni e alla direzione delle forze così come alla comodità e all'accesso.

La prima scelta è mettere i bulloni solo come locatori. Questo funziona quando le parti si spingono l'una contro l'altra e i bulloni sono lì solo per localizzare e mantenere la posizione. Non è richiesta molta resistenza del bullone per questo tipo di giunto. Anche se è l'ideale, spesso non è così che le forze si dirigono.

La seconda scelta è mettere i bulloni in taglio. Ciò significa che le forze vogliono tagliare i bulloni. Guardate sopra la foto del gancio. Le forze di traino del rimorchio e di frenata sono perpendicolari ai bulloni. Questo è il taglio. I bulloni sono molto forti in taglio e anche quando non sono completamente stretti, sono comunque forti in taglio. Detto ciò, il bullone deve essere dimensionato per le forze, quindi la resistenza e il diametro sono entrambi importanti.

L'ultima scelta sono i bulloni in Tensione. Dico che è l'ultima scelta, ma spesso è l'unica opzione - o nel caso della cerniera blu del linguetto del rimorchio, è la migliore opzione per soddisfare altri obiettivi. Leggete la sezione sui bulloni nella nostra recensione del linguetto pieghevole per ulteriori spiegazioni. In tensione, il bullone si affida ai filetti per sopportare i carichi. Quando questo è necessario, usate bulloni più grandi, più resistenti e più bulloni per una maggiore sicurezza.
Forze sui bulloni

• Fattore 10 - Forze Miste

La verità è che la maggior parte delle connessioni a bullone non sono solo una di queste forze, sono una combinazione. E spesso le forze cambiano in momenti diversi, quindi prendi tutto questo in considerazione.

Ad esempio, guarda la foto del supporto. In senso pratico, i bulloni sono lì principalmente come punti di riferimento. Le ruote trasportano i carichi al supporto, quindi il supporto è contro il supporto in acciaio. In realtà, ci sono anche forze di taglio quando il freno è inserito, o quando si gira il supporto. Poi ci sono alcune forze di tensione quando la ruota colpisce qualcosa (come una giuntura in un pavimento di cemento).

Infine, a volte le forze si invertano, ad esempio da Taglio in un senso, a Taglio nell'altro. Queste situazioni oscillanti o vibranti sono le peggiori per la scelta del bullone perché pongono una sfida nel mantenere le cose strette. In questi casi, raccomandiamo di utilizzare più bulloni, filettature fini e forse soprattutto un metodo di resistenza alle vibrazioni. (Come dadi autobloccanti o fili o dadi a perno a molletta)

• Fattore 11 - Ambiente

Anche se non è davvero l'ultima cosa da considerare, l'ambiente per il bullone è piuttosto importante. Consulta la Pagina 1 di Bolts 101 per ulteriori informazioni sui rivestimenti. Inoltre, consulta la Pagina 3 per informazioni sui bulloni in acciaio inossidabile se il tuo ambiente includerà una quantità significativa di umidità o sostanze chimiche.

Complicazioni per i bulloni

Spesso pensiamo ai bulloni in modo classico come moltissime delle immagini su questa pagina. Bullone attraverso un foro, e si stringe. Ma ci sono altre applicazioni come l'immagine in alto "in primo piano". Quel bullone sporge utilizzando dadi per ancorarlo in posizione. La parte sporgente utilizza la testa e la parte superiore del bullone come punto per agganciare una molla.

Il bullone a gancio a molla è abbastanza normale per il serraggio, con dadi su entrambi i lati della struttura. Ma cosa succede in situazioni più difficili come il fissaggio di una catena di sicurezza per rimorchi? Cosa succede con una catena tenuta da un bullone? Nota i collegamenti a catena che si intersecano e non permettono al collegamento a catena bullonato di fissarsi saldamente contro la superficie metallica. È difficile serrare saldamente il bullone perché i collegamenti adiacenti sono nel mezzo. La scelta del bullone qui riguarda più le dimensioni e il bloccaggio che il serraggio corretto.

In questo caso, le rondelle vengono impilate per fornire una base per le forze di serraggio. (Rondelle con un po' di smerigliatura per adattarsi alla catena.) Questo può funzionare, ma quando i bulloni non sono "stretti", si muoveranno quando vengono tirati in servizio. Tali situazioni non sono necessariamente negative, ma richiedono sicuramente una maggiore resistenza (e dimensioni) dei bulloni.

Non è solo una scelta del bullone, ma anche una scelta di bullonatura. A volte ripensare alla funzione è il modo migliore, in modo che i bulloni siano saldamente stretti.

Dimensioni dei fori dei bulloni

Quanto spazio si lascia per un foro del bullone? Molti progetti fai-da-te soffrono di bulloni che sono troppo larghi nei loro fori, o troppo stretti e difficili da montare. Qual è il giusto compromesso?

Il problema, onestamente, non è di solito la dimensione di un dato foro, ma piuttosto l'allineamento dei fori rispetto gli uni agli altri. Se fai le cose fai-da-te con un graffietto e una trapanatrice, a volte i fori non si allineano perfettamente.

In genere, aggiungo circa il 10% al 15% al diametro del bullone per la dimensione del foro. Esempio: bullone da 1/4" + 15% = 0,287" quindi arrotondo a una punta da 9/32" = 0,281" di diametro. Tendo ad arrotondare verso il basso man mano che i bulloni diventano più grandi. Esempio: bullone da 1" + 15% = 1,15". Questo suggerirebbe un foro da 1-1/8". Per me, il foro da 1/8" è un po' troppo largo (fit scadente), quindi per bulloni più grandi, lo faccio più simile al 10%. Esempio: bullone da 1" + 10% = 1,1" o con arrotondamento = 1-3/32" o addirittura 1-1/16".

Una buona regola pratica è aggiungere quanto più tolleranza al foro quanto sei in grado di mantenere in tolleranza la posizione del foro.

Conclusione sulla scelta dei bulloni

Per quanto semplici possano sembrare i bulloni, c'è effettivamente molto da sapere su di essi. Questa è una panoramica piuttosto semplice come introduzione fai-da-te di Bolts 101. Tuttavia, c'è molto altro da sapere. Fortunatamente, si tratta anche di un argomento con molte ottime informazioni sul web. Basta cercare sugli argomenti di cui hai bisogno. Cose come "Passo della filettatura del bullone" o "Resistenza al taglio del bullone". Troverai un sacco di ottime informazioni in dettaglio più approfondito.

Anche in questo caso, questo articolo è un'introduzione con un taglio pratico piuttosto che scientifico. Si tratta della scelta dei bulloni, in particolare perché il lato pratico sembra mancare nei siti di bulloneria che abbiamo visto. Fateci sapere se abbiamo saltato qualcosa di importante. Buona fortuna con i vostri progetti.