Sala 102, Building 13, Area A, Wanyang Zhongchuang Park, Ganyao Town, Jiashan County, Zhejiang China.
Viti a testa esagonale - chiamate anche viti a testa esagonale o viti a testa esagonale - sono elementi di fissaggio filettati con una testa a sei lati progettati per essere azionati da una chiave inglese o da uno strumento a bussola anziché da un cacciavite. La loro geometria a sei lati consente di applicare una coppia molto maggiore durante l'installazione rispetto a qualsiasi dispositivo di fissaggio a trasmissione interna dello stesso diametro , rendendoli la scelta standard per carpenteria metallica strutturale, assemblaggio di macchinari, ingegneria automobilistica e bullonatura edile ovunque sia richiesta un'elevata forza di serraggio.
A differenza delle viti Phillips o Torx che si basano su una rientranza ricavata nella testa, le viti a testa esagonale trasferiscono la forza motrice su tutte le facce piatte dell'esagono, distribuendo la sollecitazione in modo uniforme ed eliminando virtualmente la camma in caso di coppia elevata. Se stai fissando qualcosa di portante, unendo metallo con metallo o assemblando apparecchiature soggette a vibrazioni, le viti a testa esagonale sono quasi certamente la scelta corretta.
I termini "vite a testa esagonale" e "bullone esagonale" sono spesso usati in modo intercambiabile, ma esiste una distinzione tecnica significativa che influisce sul modo in cui ciascuno viene specificato e utilizzato.
In pratica, le viti a testa esagonale completamente filettate vengono utilizzate quando si avvita in un foro filettato, mentre i bulloni esagonali parzialmente filettati vengono utilizzati con un dado nei gruppi con bulloni passanti. Entrambi condividono la stessa geometria della testa a sei lati ed entrambi vengono azionati con gli stessi strumenti: la differenza sta interamente nella configurazione del gambo e nel design del giunto.
Negli standard nordamericani (ASME B18.2.1), la distinzione è formalizzata: un elemento di fissaggio è una "vite" se si avvita in un foro filettato e un "bullone" se è assemblato con un dado. Gli standard europei (ISO 4014, ISO 4017) utilizzano il termine "vite a testa esagonale" per entrambe le configurazioni, differenziate da un suffisso (parzialmente filettata vs completamente filettata).
Le viti a testa esagonale sono prodotte secondo standard dimensionali precisi che regolano la dimensione della testa, il passo della filettatura, il diametro del gambo e la lunghezza. Conoscere queste specifiche è essenziale per la corretta selezione degli strumenti e l'intercambiabilità tra i fornitori.
Le viti a testa esagonale metriche seguono la norma ISO 4017 (completamente filettata) e ISO 4014 (parzialmente filettata). La larghezza della testa (WAF), ovvero la misura che deve corrispondere a una chiave o a bussola, è standardizzata per ciascun diametro nominale.
| Diametro nominale | Passo della filettatura (grossa) | Larghezza chiave (mm) | Altezza della testa (mm) | Intervallo di coppia tipico (Nm, grado 8,8) |
|---|---|---|---|---|
| M6 | 1,0 mm | 10 mm | 4,0 mm | 9–11 Nm |
| M8 | 1,25 mm | 13 mm | 5,3 mm | 22–25 Nm |
| M10 | 1,5 mm | 17 mm | 6,4 mm | 43–50 Nm |
| M12 | 1,75 mm | 19 mm | 7,5 mm | 75–90 Nm |
| M16 | 2,0 mm | 24 mm | 10,0 mm | 180–210 Nm |
| M20 | 2,5 mm | 30 mm | 12,5 mm | 350–410 Nm |
| M24 | 3,0 mm | 36 mm | 15,0 mm | 600–710 Nm |
In Nord America e nei settori che seguono gli standard ASME/ANSI, le viti a testa esagonale sono specificate in dimensioni imperiali con serie di filettatura Unified National Coarse (UNC) o Unified National Fine (UNF). Le dimensioni comuni vanno da Da ¼-20 UNC a 1½-6 UNC , dove il primo numero indica il diametro nominale del gambo in pollici e il secondo numero indica le filettature per pollice. Una vite a testa esagonale da ½-13 UNC, ad esempio, ha un gambo di diametro di ½ pollice e 13 filettature per pollice: una delle dimensioni più ampiamente fornite nelle catene di fornitura industriali nordamericane.
Le varianti con filettatura fine (UNF) dello stesso diametro hanno più filettature per pollice, fornendo maggiore resistenza all’allentamento sotto vibrazione e un controllo della regolazione più preciso, al prezzo di una resistenza allo strappo del filo leggermente ridotta nei materiali più morbidi.
La resistenza di una vite a testa esagonale non è determinata solo dalle sue dimensioni: il materiale e il trattamento termico determinano la quantità di carico che può sopportare prima di cedere o rompersi. Selezionare la classe di proprietà sbagliata è uno degli errori di specifica più consequenziali nella progettazione degli elementi di fissaggio.
| Classe di proprietà (ISO) | Grado SAE equivalente | Resistenza alla trazione (MPa) | Carico di snervamento (MPa) | Materiale | Marcatura della testa |
|---|---|---|---|---|---|
| 4.6 | Grado SAE 2 | 400 MPa | 240MPa | Acciaio a basso tenore di carbonio | 4.6 |
| 8.8 | Grado SAE 5 | 800MPa | 640MPa | Medium carbon steel, Q&T | 8.8 |
| 10.9 | Grado SAE 8 | 1040 MPa | 940MPa | Alloy steel, Q&T | 10.9 |
| 12.9 | Nessun equivalente diretto | 1220MPa | 1100MPa | Alloy steel, high Q&T | 12.9 |
| A2-70 | — | 700MPa | 450MPa | Acciaio inossidabile 304 | A2-70 |
| A4-80 | — | 800MPa | 640MPa | Acciaio inossidabile 316 | A4-80 |
Il grado 8.8 è la classe di proprietà più utilizzata nell'ingegneria generale , offrendo un pratico equilibrio tra forza, disponibilità e costi. I gradi 10.9 e 12.9 sono riservati ad applicazioni ad alto stress come componenti del motore, sistemi di sospensione e collegamenti strutturali in cui il precarico del giunto è fondamentale. L'utilizzo di una classe di proprietà inferiore a quella specificata nella progettazione di un giunto rappresenta un serio rischio per la sicurezza: la marcatura della testa impressa su ogni elemento di fissaggio conforme è l'unico modo affidabile per verificare la qualità in cantiere.
L'acciaio di base della maggior parte delle viti a testa esagonale si corrode senza trattamento superficiale. La scelta della finitura influisce sia sulla resistenza alla corrosione sia sull'idoneità del dispositivo di fissaggio al contatto con materiali o ambienti specifici.
La zincatura brillante (BZP) e la zincatura gialla (YZP) sono le finiture più comuni per le viti a testa esagonale per uso generale. Lo strato di zinco funge da anodo sacrificale: si corrode prima dell'acciaio sottostante. Una piastra standard in zinco da 8 micron fornisce circa 72-96 ore di resistenza alla nebbia salina secondo ISO 9227 , che è adeguato per applicazioni interne ed esterne riparate. La passivazione gialla aggiunge un ulteriore strato di conversione del cromato che estende la resistenza alla corrosione e conferisce all'elemento di fissaggio il suo caratteristico aspetto giallo oro.
Per le strutture in acciaio in ambienti esterni esposti, le viti a testa esagonale zincate a caldo vengono immerse nello zinco fuso a circa 450°C, producendo un rivestimento 45–85 micron di spessore — da cinque a dieci volte più spesso della galvanica. Ciò fornisce una protezione dalla corrosione sostanzialmente maggiore, che spesso supera i 25 anni in ambienti rurali o 10-15 anni in ambienti urbani/industriali prima della prima manutenzione. Gli elementi di fissaggio HDG hanno un aspetto più ruvido, grigio opaco e potrebbero richiedere la filettatura prima dell'assemblaggio a causa dello spessore del rivestimento.
Laddove la resistenza alla corrosione deve essere intrinseca e non dipendente dal rivestimento, vengono specificate viti a testa esagonale in acciaio inossidabile. L'acciaio inossidabile A2 (grado 304) è adatto per la maggior parte degli ambienti interni ed esterni miti. L'acciaio inossidabile A4 (grado 316) contiene molibdeno, che aumenta significativamente la resistenza alla corrosione per vaiolatura indotta da cloruri, rendendolo lo standard per ambienti marini, costieri, di trasformazione alimentare e di impianti chimici. Gli elementi di fissaggio in acciaio inossidabile non devono mai essere mescolati con componenti in acciaio al carbonio senza isolamento galvanico, poiché la corrosione bimetallica accelera l'attacco al metallo meno nobile.
Geomet e Dacromet sono sistemi proprietari di rivestimento in lamelle di zinco applicati a basse temperature, che li rendono adatti per elementi di fissaggio ad alta resistenza (grado 10.9 e 12.9) dove la galvanica rischierebbe l'infragilimento da idrogeno. Questi rivestimenti raggiungono 720–1.000 ore di resistenza alla nebbia salina con uno spessore di rivestimento di soli 8-10 micron e sono ampiamente utilizzati nei settori automobilistico ed eolico.
Le viti a testa esagonale sono presenti praticamente in tutti i settori che coinvolgono l'assemblaggio meccanico, ma la loro predominanza è particolarmente pronunciata nei settori in cui la capacità di carico, l'accessibilità e l'affidabilità non sono negoziabili.
Nelle connessioni strutturali in acciaio - giunti trave-colonna, piastre di base, carpenteria secondaria e ponti - i bulloni a testa esagonale (tipicamente da M16 a M36, grado 8.8 o S10T per presa ad attrito ad alta resistenza) sono il tipo di fissaggio obbligatorio ai sensi della EN 1993 (Eurocodice 3) e dell'AISC 360 in Nord America. L'azionamento esagonale esterno è essenziale in questo caso: in condizioni di cantiere ristrette con chiavi pneumatiche e strumenti a controllo di coppia, una testa di azionamento esterna è molto più pratica di qualsiasi sistema di azionamento incassato.
I componenti delle sospensioni, i blocchi motore, gli alloggiamenti della trasmissione, i collettori di scarico e i punti di montaggio del telaio utilizzano tutti viti a testa esagonale, prevalentemente di grado 10.9 e 12.9 per posizioni soggette a sollecitazioni elevate. La capacità di applicare una coppia precisa e misurata con una chiave dinamometrica calibrata o con il metodo della coppia angolare è fondamentale per ottenere un corretto precarico del giunto negli assemblaggi automobilistici critici per la sicurezza.
Riduttori, sistemi di trasporto, pompe, compressori e strutture di impianti di produzione fanno molto affidamento sulle viti a testa esagonale sia per l'assemblaggio iniziale che per la manutenzione sul campo. L'unità esagonale esterna riduce significativamente il rischio di sfilamento durante il serraggio di manutenzione con utensili elettrici a coppia elevata, una modalità di guasto che spesso rovina i dispositivi di fissaggio dell'unità incassata negli ambienti di servizio.
Le torri delle turbine eoliche, i telai delle gondole e le strutture di montaggio dei pannelli solari utilizzano viti a testa esagonale di grande diametro (M20–M72) in qualità ad alta resistenza con rivestimenti speciali. Una singola sezione della torre di una turbina eolica può richiedere 80-120 bulloni esagonali ad alta resistenza per connessione a flangia , ciascuno installato secondo precise specifiche di angolo di coppia e periodicamente ricontrollato per tutta la vita operativa della turbina.
L'attacco esagonale esterno di queste viti è progettato specificamente per l'uso con strumenti che fanno presa su tutti e sei i piani contemporaneamente, massimizzando il trasferimento della coppia e riducendo al minimo la deformazione della testa. L'uso dello strumento sbagliato danneggia sia il dispositivo di fissaggio che lo strumento.
Le vibrazioni sono la causa principale dell'allentamento delle viti a testa esagonale durante il servizio. Il test di allentamento dinamico DIN 65151 (test Junker) è lo standard industriale per valutare la resistenza degli elementi di fissaggio alle vibrazioni trasversali e le viti a testa esagonale semplice senza dispositivi di bloccaggio iniziano generalmente ad allentarsi dopo 100–200 cicli di carico nelle condizioni del test Junker. Esistono diversi metodi affidabili per evitare ciò.
I dadi di torsione prevalenti con inserto in nylon o interamente in metallo creano un'interferenza di attrito mentre vengono avvitati sul bullone, richiedendo una coppia costante per girare completamente, impedendo la rotazione libera se la forza di serraggio viene persa. I dadi Nyloc (con inserti in nylon) non devono essere riutilizzati o utilizzati a temperature superiori a circa 120°C. I dadi di torsione prevalenti interamente in metallo sono progettati per temperature più elevate e uso ripetuto.
Gli adesivi anaerobici come Loctite 243 (media resistenza) o Loctite 270 (alta resistenza) riempiono i vuoti della radice del filo e polimerizzano in assenza di ossigeno, legando i fili combacianti. Le formulazioni a media resistenza sono rimovibili con strumenti manuali standard; i gradi ad alta resistenza richiedono calore (tipicamente superiore a 250°C) per rompere il legame. L'adesivo frenafiletti è particolarmente efficace negli assemblaggi in cui un dado non è accessibile , come una vite che si avvita direttamente in un foro cieco filettato.
Le rondelle di bloccaggio a cunei Nord-Lock utilizzano un meccanismo a camma: rondelle accoppiate con camme angolate sulle facce interne e dentellature radiali sulle facce esterne bloccano l'elemento di fissaggio richiedendo al bullone di allungarsi leggermente prima che l'angolo della camma possa essere superato. Questo sistema mantiene il bloccaggio anche dopo ripetuti cicli di montaggio e smontaggio, rendendolo ampiamente utilizzato nelle applicazioni ferroviarie, minerarie e di energia eolica.
Un ulteriore dado sottile (controdado) viene serrato contro il dado primario, creando un carico di compressione tra i due dadi che resiste alla rotazione. Si tratta di una soluzione economica per ambienti a basse vibrazioni, anche se aumenta l'altezza della pila e richiede la corretta sequenza di installazione: il controdado deve essere all'interno (più vicino alla superficie del giunto) e serrato per primo, quindi il dado completo deve essere serrato contro di esso.
Anche gli ingegneri esperti occasionalmente commettono errori nelle specifiche dei dispositivi di fissaggio che compromettono l'integrità del giunto. Di seguito sono riportati gli errori riscontrati più frequentemente:
Gli ancoraggi di correzione includono bulloni, rondelle, noci e scudi cilindrici da 4 pc. Stringendo i bulloni, i tubi degli scudi si espandono e i...
Vedi i dettagli
I bulloni della flangia sono appositamente utilizzati per collegare strettamente i tubi e i componenti con le flange. Produciamo bulloni flange son...
Vedi i dettagli
I bulloni dell'esagono esagonale a frotta a full-thread di ossido nero di grado 8.8 hanno un design esagonale interno e devono essere utilizza...
Vedi i dettagli
I bulloni esagonali a full-thread di ossido nero di grado 8.8 sono un dispositivo di fissaggio molto comune e richiede una chiave inglese o una chi...
Vedi i dettagli
Questo prodotto è realizzato in acciaio al carbonio di alta qualità e subisce un rigoroso processo di trattamento termico. Ha un'alta forza, u...
Vedi i dettagli
Questo bullone esagonale a full-thread a full-full-thread in acciaio inossidabile è una sorta di elementi di fissaggio in materiale in acciaio inos...
Vedi i dettagli
Questo semplice bullone a spalla di saldatura a testa piatta rotonda è un dispositivo di fissaggio adatto a una varietà di applicazioni di saldatur...
Vedi i dettagli
Questo bullone per aratro quadrato con contrastaggio a testa con contrappunti a testa di zinco di grado 12,9 presenta i vantaggi di alta precisione...
Vedi i dettagli