Nel precedente post abbiamo visto per grandi linee come funzionano una vite e un giunto avvitato. Abbiamo anche visto che le viti non devono allentarsi per evitare di avere danni sulla bici. In realtà l’allentamento di tante viti non provoca veri e propri disastri, ma la perdita di qualche pezzo e svariate parolacce sì
! Ve ne sono alcune però che, in caso di rilascio o perdita, portano a danni più importanti sino a mettere fuori combattimento ila bici. Serie sterzo, movimento centrale, pedali, guarnitura, pastiglie dei freni, snodi, rotelle del cambio è proprio meglio che se ne stiano al loro posto e che funzionino sempre come si deve, pena farsi qualche chilometro a piedi
. Come fare perché le viti siano sempre al loro posto ben serrate?
Prima di parlare di sistemi anti svitamento è opportuno fare qualche considerazione.
La prima è capire perché le viti si possono allentare. La vite resta al suo posto se l’attrito che si crea tra testa della vite e pezzo e tra i filetti di vite e madrevite non scende sotto una certa soglia. Sotto questa soglia le vibrazioni possono pian piano muovere e far girare la vite.
Nella figura sono riportate in rosso le zone di attrito rispettivamente in un bullone e in una vite. Quest’attrito è garantito dalla coppia di serraggio corretta ma nel tempo le cose possono cambiare. Il caldo e il freddo, le sollecitazioni e lo stesso carico interno alle viti generato dal serraggio modificano la lunghezza dei gambi e col tempo il materiale può rilassarsi allungandosi pian piano. Parliamo di microns ma sono sufficienti. Per meglio capire il fenomeno del rilassamento solitamente faccio questo esempio. Se si prende un normale elastico e si allunga fissandolo a un piano con due puntine e dopo due ore si libera, lui se ne tornerà alla lunghezza originale. Se però lo lasciamo allungato un anno quando lo libereremo, lo troveremo allungato in modo permanente e privo di elasticità. E questo avviene, con le debite proporzioni, anche nei metalli (nello specifico nel gambo delle viti).
La seconda riguarda i tipi di sollecitazione che interessano i giunti avvitati. Non tutti gli accoppiamenti sono soggetti a sforzi di taglio, che richiedono attrito sulle flange, ma possono essere interessati a semplice trazione.
E’ bene chiarire che un conto è la sollecitazione sul giunto (il complesso dei pezzi uniti tra loro) e un conto è la sollecitazione nella vite che deve sempre essere di sola trazione. Perché dico questo? Perché lo sforzo di trazione esercitato sul giunto si aggiunge a quello intrinseco del serraggio e favorisce l’allungamento nel tempo del gambo e di conseguenza la riduzione degli attriti che bloccano la vite.
In sostanza i giunti a taglio tendono ad allentarsi meno di quelli a trazione anche se sono meccanicamente più critici.
La guarnitura della bici è un esempio dove troviamo entrambe le situazioni. Nella foto ho provato a evidenziarle:
Come si può vedere la vite che fissa la guarnitura al movimento centrale è soggetta a sola trazione mentre i boccioli che fissano la corona al ragno creano giunti sollecitati a taglio. Altro caso tipico di giunto a taglio è quello blocca le ruote alle forcelle mentre esempi di avvitatura soggetta a trazione o compressione sono: morsetti, snodi, freni, etc. In questi ultimi casi non serve un attrito tra le parti ma il serraggio garantisce che la vite resti al suo posto.
E veniamo ai sistemi anti svitamento. Vi è più di un sistema che la meccanica mette a disposizione per questo scopo.
Il primo, e più banale, è quello di serrare correttamente le viti. Come detto le viti e gli organi che esse vanno a fissare presentano sempre un piccolo grado di elasticità. Parliamo di micron di deformazione. Essi bastano però per dare un effetto molla che consente alle teste delle viti e ai dadi di restare aderenti ai pezzi che legano durante le sollecitazioni e le vibrazioni. Per avere un corretto serraggio è necessario dare la giusta coppia quando avvitiamo. Qui sotto una tabella che mi porto dietro da una vita e che ho sempre usato anche in ambito professionale.
La tabella (valida per bulloni a filetto MA che sono quelli che si comprano in ferramenta) si ferma alle viti da 12 mm di diametro perché sulle bici normalmente non vi sono filetti oltre i 10 mm salvo serie sterzo, movimento centrale e pedali che però hanno filetti di standard anglosassone. La lettura, nonostante la complicazione della tabella, è in realtà semplice. S’incrociano le righe individuate con “secco” della fascia di ciascuna qualità con la colonna che si riferisce alla dimensione del bullone. Ad esempio per viti M6 di qualità 6.9 andranno serrate a 10,02 Nm, per la classe 8.8 a 11,82 Nm e per la classe 10.9 a 16.48 Nm e cosi via. Attenzione però! Questa tabella è valida per i bulloni! Per viti avvitate in filetti ricavati direttamente sul pezzo, non conoscendo spesso la qualità dei materiali, è meglio restare nell’ambito della qualità 6.9 per gli acciai e non superare i valori previsti per la qualità 4.6 per l’alluminio. Questo per non creare danni ai filetti. E come si può essere sicuri di dare la coppia precisa? La risposta è semplice. Se non si ha una chiave dinamometrica non si può! Le chiavi dinamometriche sono attrezzi costosi e pochi ne dispongono. Non vale la pena spendere 30/50 € per procurarsene una e usarla una volta l’anno. Questa nella foto è della Mighty e può serrare da 2 a 24 Nm (da viti M4 fino a viti M8).
Per coloro cui interessasse la cosa, questi strumenti sono in vendita anche su eBay, Amazon, AliExpress, etc.
Se non si ha una chiave dinamometrica comunque ci si può arrangiare. Basta un piccolo calcolino. Poiché la coppia è data dalla forza applicata per il braccio di leva sapendo le dimensioni della chiave si cerca di applicare la forza giusta. Ad esempio se vogliamo fare un serraggio a 10 Nm di un bullone a brugola M6 sapendo che la chiave è lunga 11,5 cm e il punto di applicazione della forza è a circa 9 cm dal fulcro abbiamo:
10 Nm = 1 kgm, rapporto dei bracci 100 cm/9 cm = 11,11, che significa applicare una forza di circa 11 kgf alla nostra chiave. Se dobbiamo tirare i dadi delle ruote che normalmente sono M10 con una chiave da 15 mm, dalla tabella ricaviamo la coppia di serraggio che è circa 24 Nm (2,4 kgm). Se il punto di applicazione della nostra forza sulla chiave si trova a 15 cm dal fulcro, abbiamo un rapporto tra bracci di 100/15 = 6,66 che moltiplicati per 2,4 da una forza di circa 16 kgf. Non avremo una coppia di serraggio certa ma almeno si va vicini. Più difficile è tirare le viti con testa a cacciavite. Ma questo tipo di vite va usata solo per fissaggi leggeri come parafanghi e portapacchi. Personalmente cerco di evitarle se possibile. In questo caso si tira in modo ‘ragionevole’. Più di cosi non si può fare ma esistono sistemi che ci possono aiutare che vedremo poi.
Il secondo sistema anti svitamento è l’uso di dadi autobloccanti. E’ applicabile solo ai bulloni. Questo tipo di dadi, di cui si è già parlato in altri topic, funziona sul principio di inserire attrito artificiale tra vite e madrevite. In genere è ottenuto inserendo nella madrevite (dado) un inserto in nylon più piccolo del diametro della vite la quale, mentre si fa strada nel dado, lo deforma e se lo appiccica addosso. Altri tipi di dado hanno delle molle che fanno la stessa funzione stringendo con forza il dado contro la vite. I dadi autobloccanti a molla richiedono coppie di serraggio inferiori ai dadi normali. Poiché però l’attrito dei pezzi da fissare deve essere quello di calcolo, con questi tipi di dado serve usare viti leggermente più grosse per garantire le pressioni previste nelle flange.
Altro sistema anti svitamento è l’uso di rondelle ad-hoc. Ve ne sono di vari tipi.
Nella foto si possono vedere: la rondella a tazza, la rondella grover, la rondella schnorr e una rondella dentata. Le prime due fungono da molla per garantire sempre il contatto tra testa della vite e pezzo mentre le altre utilizzano piccoli denti che penetrano leggermente tra le parti a contatto aumentando gli attriti (la schnorr lavora anche da molla). Le rondelle dentate si usano per piccoli diametri (fino a 8 mm). La rondella grover ha un inconveniente. Una volta allentata, va sostituita perché si deforma permanentemente e perde efficacia per cui è usata solo in sistemi stabili dove non vi è necessità di rimuovere le viti.
Infine il sistema più in voga oggi è l’uso di frena filetti. Si tratta di veri e propri adesivi che vanno messi sul gambo delle viti.
La loro funzione è aumentare l’attrito tra i filetti tra vite e madre vite impedendo loro di muoversi. Di questi prodotti ne esistono di molte marche ma, soprattutto di tre tipi: debole, medio e forte. Solitamente hanno colori normalizzati: verde per il debole, blu per il medio e rosso per quello forte. Nelle bici normalmente si usa quello medio (blu) per svitare senza problemi. Quelli forti si usano per applicazioni industriali. Sono in vendita presso qualsiasi buona ferramenta ma anche on-line. I frena filetti possono essere usati con qualsiasi tipo di vite o bullone. Sconsiglio però di adoperarlo la dove si sia necessario rimuovere le viti periodicamente come i dadi che fermano le ruote. Sono invece utilissimi sulle viti di piccole dimensioni che avvitano in filetti in alluminio o che trattengono organi rotanti come le leve dei freni V-brake. Per chi volesse saperne di più, qui un ottimo articolo:
https://www.mtb-mag.com/frenafiletti-un-utile-alleato/Conclusioni. Come si può vedere l’argomento non è semplicissimo e spero di non aver generato confusione. Come scegliere il sistema anti svitamento? Non c’è una regola assoluta e bisogna vedere di volta in volta. Personalmente con i bulloni mi fido del solo serraggio o uso i dadi autobloccanti per i piccoli diametri. Con le viti preferisco usare il frena filetti. E’ un sistema pratico e veloce e un boccettino dura moltissimo tempo. Ciò non toglie che, sulle mie bici, abbia anche preso altri provvedimenti. Per esempio ho sostituito tutte le viti a cacciavite con quelle a brugola. Questo per due motivi. Il primo è che riesco ad avvitarle con un semplice multitool, il secondo è che posso serrarle con più facilità. Inoltre è inutile dire che le viti vanno periodicamente controllate. specialmente su bici anzianotte.
Bene mi fermo qui. Vi sono molti altri sistemi per non far allentare le viti. Su quest’argomento sono stati scritti libri. Ma per le nostre bici credo basti.
Ciao a tutti.
