Un approfondimento sulle filettature

La filettatura è formata da un risalto (filetto) che si avvolge ad elica sulla superficie esterna di un elemento cilindrico o conico (vite) o sulla superficie interna di un componente analogo (madrevite).
Vite e madrevite generano un accoppiamento: le parti “piene” della vite si inseriscono nelle parti “vuote” della madrevite. La rotazione relativa dei due elementi provoca uno scorrimento assiale relativo degli stessi.

I collegamenti filettati sono largamente utilizzati nelle costruzioni meccaniche, con funzione non solo di giunzione, ma anche di arresto e manovra.

Esistono diversi tipi di filettature che è importante conoscere e distinguere per scegliere il giusto prodotto di bulloneria ed applicarlo nel modo corretto.

Tipi di filetto e differenze

Mec-Solver vuole tentare di dare una spiegazione semplice, come studio di progettazione ed illustrare l’accoppiamento tra vite e madrevite elencando le principali tipologie di filettature e la loro designazione.

Vi sono diversi elementi che compongono ogni filettatura:

• Diametro nominale, distinto in: diametro esterno (De), diametro del nocciolo (Dn) e diametro medio (Dm)
• Altezza (ottenuta calcolando la differenza tra De e Dn)
• Lunghezza (misurata in relazione all’asse della vite o madrevite)
• Passo (grosso e fine)
• Cresta (la superficie superiore che unisce i due fianchi)
• Fondo (la superficie inferiore che unisce i due fianchi)
• Fianchi (la superficie laterale che si trova tra cresta e fondo) 

In base a tali caratteristiche, le forme standard e più diffuse di filetto si possono inserire in due macro categorie:

• Filettature triangolari
• Filettature non triangolari (come la quadra e la trapezoidale)

La filettatura triangolare è largamente usata come collegamento, l’angolo tra i filetti è pari a 60° mentre la cresta può essere piana o arrotondata.
Tra i sistemi di filettatura triangolare più utilizzati c’è la filettatura metrica ISO e la filettatura Gas.

A differenza della filettatura triangolare, quella non triangolare non viene (solitamente) utilizzata come collegamento, ma per la trasmissione di potenza.
Inoltre, l’angolo tra i filetti passa dai 10° ai 15° riducendo così lo spazio tra i denti. 

Tipi di filettature e designazione

I diversi tipi di filettature si distinguono, oltre che per le loro specifiche, per la designazione. 
Il modo in cui una filettatura è indicata si distingue tramite i seguenti elementi:

• Simbolo laterale (che identifica la filettatura)
• Diametro nominale (corrispondente al diametro esterno alla vite)
• Passo (misurato in mm se diverso dal diametro nominale)
• Numero di principi (quando ve ne sono più di uno)
• Verso dell’elica (se sinistro) 

Per esempio con “M16 x 1,5 sin” si indica rispettivamente: filettatura metrica ISO, diametro nominale 16 mm, passo fine ed elica sinistra. 

Passo grosso e passo fine

Come studio di progettazione, Mec-Solver propone un approfondimento specifico su uno di questi valori: i passi della filettatura.
Il passo del filetto è la distanza che intercorre tra due filetti consecutivi della stessa elica, quindi tra le scanalature della vite, e si ritrova nella filettatura metrica ISO. 
Le viti prodotte secondo tale metrica sono identificate con una M. Questa lettera è seguita da un valore (in mm) quando la filettatura è a passo fine.

Esistono infatti due tipi di passi: passo grosso e passo fine.  

La filettatura a passo grosso è quella con diametro standard nominale che assicura la tenuta contro lo svitamento. A tale serie corrisponde un solo valore, sempre maggiore di quello fine. 
La filettatura a passo fine è utilizzata in casi particolari come, per esempio, in applicazioni dove si richiede un maggior antisvitamento. Le filettature a passo fine hanno misure diverse per lo stesso diametro.

Mec-Solver illustra la seguente tabella riassuntiva in merito:

Filettature GAS

Dopo la filettatura metrica ISO, le filettature gas sono le più diffuse e vengono per la maggior parte utilizzate in giunzioni di tubazioni e raccordi idraulici. La denominazione “gas” deriva dall’impiego originario, ovvero nelle condutture di gas. 

Oggi questi elementi trovano particolar uso nei collegamenti per tubazioni e nelle attrezzature per convogliamento fluidi.  
Infatti, il passo molto fine di queste filettature e quindi la vicinanza tra i vari filetti (con angolo all’apice di 55°), consente di ottenere accoppiamenti saldi e compatti. Vi è un ulteriore aumento di resistenza se l’elemento è affiancato a guarnizioni, che lo rendono ancora più resistente ad alte pressioni. 
Una particolarità che distingue questo sistema è l’unità di misura: non viene usato il sistema metrico classico ma si usano i pollici. Per capire quanti pollici corrispondono a millimetri, Mec-Solver presenta la seguente tabella:

Nel complesso, possiamo dividere la filettatura gas in due tipi:

• Filettatura gas cilindrica
• ​Filettatura gas conica

Quella cilindrica è definita anche come “non a tenuta sul filetto”. La tenuta di questo elemento, infatti, non è generata dalla forma maschio e femmina dei filetti (entrambi cilindrici) ma dall’applicazione di un materiale di tenuta che garantisce una maggiore resistenza. Ciò permette al fluido veicolato di non fuoriuscire. 

La filettatura gas conica, altresì nota anche come “a tenuta sul filetto”, ha contrariamente all’altra il filetto maschio conico e il filetto femmina cilindrico. L’intreccio tra i due garantisce l’alta tenuta dell’elemento senza l’applicazione di altri materiali. 

In linea generale, nella filettatura a gas Mec-Solver consiglia l’utilizzo di un sigillante in base al tipo di fluido da trasportare ed alla sua temperatura.

Nota di merito riguarda il diametro della filettatura gas. Al contrario degli altri sistemi di filettatura dove il diametro nominale coincide con il diametro esterno della vite/madrevite, qui corrisponde al diametro interno del tubo.