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VDI 2230:2003 — Formulario rapido (per spiegazioni al progettista)

Passi R0–R13 in sintesi

Passo	Cosa calcola	Formula chiave	Output
R0	Verifica limite geometrico	G = hmin+dW (DSV); G'≈1,75·dW (ESV)	Validità modello
R1	Fattore di serraggio	αA = FM_max/FM_min	αA (da tab. A8)
R2	Forza min. serraggio	FKerf = max(FKQ; FKP+FKA)	FKerf [N]
R3	Cedevolezze e Φ	δS, δP; Φ = n·δP/(δS+δP)	FSA = Φ·FA
R4	Perdite precarico	FZ = fZ/(δS+δP); ΔF'Vth	FZ, ΔFVth [N]
R5	Precarico minimo	FM_min = FKerf+(1-Φ)·FA+FZ+ΔFVth	FM_min [N]
R6	Precarico massimo	FM_max = αA · FM_min	FM_max [N]
R7	Verifica montaggio	FM_zul ≥ FM_max	OK/FAIL
R8	Verifica esercizio	σred,B = √(σz²+3(kt·τ)²) < Rp0,2	SF ≥ 1,0
R9	Verifica fatica	σa ≤ σAS; SD = σAS/σa ≥ 1,2	SD
R10	Pressione superficiale	pmax = FM_zul/Ap ≤ pG	SP ≥ 1,0
R11	Lunghezza avvitamento	meff ≥ meff_min	OK/FAIL
R12	Anti-scorrimento	FKR_min > FKQ_erf; SG ≥ 1,2	SG
R13	Coppia di serraggio	MA = FM_zul·(0,16P+0,58d2·µG+DKm/2·µK)	MA [Nm]

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Logica del verspannungsschaubild (diagramma di serraggio)

Forza
 │
 │ FM_max ─────────────── (limite superiore montaggio)
 │ FM_zul ─────────────── (capacità della vite)
 │ FM_min ─────────────── (limite inferiore montaggio)
 │           │ FSA = Φ·FA  (quota a carico vite)
 │           │ FPA = (1-Φ)·FA (scarica le parti)
 │ FKR  ─────── (forza residua in giuntura in esercizio)
 └──────────────────────────────► Deformazione

• Φ piccolo (0,05÷0,20 tipico): la vite è molto più cedevole delle parti → assorbe poca variazione di carico → migliore fatica
• Φ grande (>0,5): vite rigida → amplifica il carico variabile → fatica critica

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Cedevolezza vite δS — Schema elementi in serie

δS = δSK + δ_gambo + δ_Gew + δG + δM    [mm/N]

δSK = 0,5d / (ES·π/4·d²)      (testa esagonale)
δi  = li   / (ES·Ai)           (elemento generico)
δGew= lGew / (ES·π/4·d3²)     (filetto libero)
δG  = 0,5d / (ES·π/4·d3²)     (filetto avvitato, zona vite)
δM  = 0,4d / (ES·π/4·d²)      (zona dado, DSV)
    = 0,33d/ (EM·π/4·d²)      (foro filettato, ESV)

Cedevolezza parti δP — Modello cono

tan φ ≈ 0,6  (approssimazione valida per βL=0,5÷4, ψ=4÷6)

Se DA ≥ DA,Gr:  δP = 2·ln[(dW+dh)(dW+w·lK·tanφ–dh) /
                           ((dW–dh)(dW+w·lK·tanφ+dh))] /
                     (w·EP·π·dh·tanφ)

dove w=1 (DSV), w=2 (ESV); DA,Gr = dW + w·lK·tanφ

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Limiti di fatica viti ad alta resistenza

SV (rullato pre-tempra):   σASV = 0,85·(150/d + 45)  [MPa, d in mm]
SG (rullato post-tempra):  σASG = (2 – FSm/F0,2min)·σASV

Effetto diametro (M10→σASV=57 MPa; M24→σASV=51 MPa)
SG ≈ 20-30% migliore di SV — preferibile per carichi a fatica critici

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Pressioni limite pG orientative [N/mm²]

Materiale	pG min	pG max	Note
Acciaio strutturale	800	1000	+25% con svasatura
Acciaio bonificato	1100	1250
Ghisa grigia GJL	400	600
Ghisa sferoidale GJS	700	900
Alluminio en. (6082)	300	450	Ridurre ad alta T
Alluminio pressofuso	150	250

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Distribuzione carico su cerchio viti (flangia con N bulloni)

Per giunti flangiati soggetti a forza assiale FA_tot e/o momento flettente MB:

Carico per vite più sollecitata:

  FA_bolt = FA_tot / N  +  MB / (N · r_bc)

dove:
  N     = numero di viti
  r_bc  = raggio del cerchio viti [mm]
  MB    = momento flettente alla giuntura [N·mm]

Ipotesi: viti equidistanti, regime elastico, asse di flessione passa per il centro.

Nota pratica: se c'è anche un momento torcente MT attorno all'asse del giunto, la forza trasversale per vite vale FQ_bolt = MT / (N · r_bc) e va inserita come FQ_max_N nel calcolo anti-scorrimento R12.

Per flangie cilindriche con pressione interna pi [N/mm²] e area guarnizione AD [mm²]:

  FKP_tot = pi · AD   →   FKP_bolt = FKP_tot / N
  Inserire come carico aggiuntivo in R2 (già gestito da pi_max_N_mm2 + AD_mm2 divisi per N)

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Classi di attrito — guida rapida selezione

Situazione tipica	µ consigliato	Classe
Vite fosfatata + grasso MoS2	0,08–0,10	A
Vite in acciaio, stato di consegna	0,10–0,14	B
Zincato a caldo, senza lubrificante	0,14–0,20	C/D
Acciaio inox senza lubrificante	0,20–0,30	D/E

Per il calcolo: usare sempre µ_min (caso peggiore per FM_zul e MA).

⚠ Acciaio inossidabile — grippaggio (Fressen)

Inox A2/A4 a secco è soggetto a grippaggio per saldatura a freddo durante il serraggio: µ reale può salire a 0,35–0,50 e la vite si rompe prima di raggiungere il precarico. Precauzioni obbligatorie:

• Usare pasta anti-grippante (Molykote 1000, Copaslip, Electrolube AGB): riduce µ a 0,13–0,18 e previene il grippaggio.
• Calcolare con µ classe C (0,18) per non sottostimare MA.
• Serrare lentamente (chiave dinamometrica, non avvitatore a impulsi) e in più passate.
• Per filettature piccole (≤ M8 inox) valutare dadi autobloccanti DIN 985 solo se non-smontaggio frequente (il dente di bloccaggio aumenta il rischio di rottura).

Per il calcolo: impostare mu_G = 0.18, alpha_A = 1.7 (chiave dinamometrica calibrata obbligatoria).

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Settaggio fZ — valori pratici

Condizione	fZ per interfaccia [µm]
Testa/dado su piastra rettificata (Rz ≤ 10)	2–4
Testa/dado su piastra grezza (Rz > 10)	4–7
Piano su piano rettificato (Rz ≤ 10)	1,5–2,5
Piano su piano grezzo (Rz > 10)	2,5–6,5
Contributo filettatura	1–2

Regola pratica: per giunzione standard (2 giunture + testa + filetto, acciaio): fZ_totale ≈ 10–15 µm

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Fattori di serraggio αA tipici

Metodo	αA tipico	Note
Chiave a stella manuale	2,5–4,0	Grande dispersione
Chiave dinamometrica (classe B)	1,6–2,0	Standard industriale
Chiave dinamometrica (classe A)	1,2–1,6	Calibrata, accurata
Avvitatore controllato	1,4–1,6	Produzione in serie
Serraggio angolare / snervamento	1,0	Nessuna dispersione