Pourquoi les boulons se desserrent et comment les arrêter

Les boulons sont l'un des types de fixations filetées les plus populaires, utilisés pour fixer des matériaux ensemble, généralement en combinaison avec un écrou, pour former un joint boulonné.

Grâce à leur polyvalence, ils peuvent être facilement installés, ajustés ou même retirés selon les besoins, ils conviennent à un large éventail d'applications dans de nombreux secteurs, notamment l'automobile, l'aérospatiale et la fabrication.

En tant que fixation non permanente, les boulons sont également susceptibles de perdre leur précharge et de se desserrer automatiquement, en particulier lorsqu'ils sont soumis à de fortes vibrations. Dans cet article, nous examinons certaines des principales raisons pour lesquelles les boulons et autres fixations filetées se desserrent et ce que vous pouvez faire pour éviter cela.

Avant d'examiner certaines des meilleures méthodes de prévention, y compris celles soutenues par les tests Junker et les leaders du secteur, il est important de comprendre la ou les causes du problème.

Causes du desserrage des boulons

Les boulons et autres éléments de fixation peuvent se desserrer pour diverses raisons, notamment les chocs, les vibrations et les charges dynamiques. Si une application boulonnée est mal conçue ou mal installée, elle est beaucoup plus susceptible de se détacher.

1) Vibrations

Les fixations soumises aux vibrations se desserrent progressivement en raison des faibles mouvements relatifs et des variations de charge, ce qui entraîne des situations sans friction à court terme dans lesquelles l'écrou ou le boulon se déroule.

2) Cyclisme thermique

Les métaux se dilatent lorsqu'ils sont chauffés et rétrécissent lorsqu'ils refroidissent. Cela peut entraîner le desserrage d'un joint boulonné lorsque la précharge varie en fonction de la longueur du boulon. Cela peut provoquer le relâchement d'un joint. Cela peut être utilisé à votre avantage, dans le cas où vous chauffez une attache coincée pour la desserrer.

3) Serrage excessif

Il est important de respecter les spécifications de couple lors de l'installation, car un serrage excessif des écrous et des boulons peut endommager les filetages et nuire aux performances de la fixation.

4) Sous-serrage

Le verrou doit être suffisamment serré pour être efficace. En effet, la précharge appliquée est transférée à travers l'attache pour agir comme une force de serrage. Si la précharge sur le boulon est insuffisante, l'attache tournera et se desserrera en raison de l'absence de force de serrage. Accu propose une gamme de rondelles qui peuvent être utilisées pour augmenter la précharge, par exemple des rondelles à ressort et des rondelles de verrouillage dentelées.

Dans les applications de tension, un boulon qui n'est pas suffisamment serré peut faire glisser l'une des surfaces fixées, ce qui exerce une contrainte de cisaillement sur le boulon et peut provoquer sa rupture.

5) Composants endommagés

Si la fixation est endommagée, cela affectera ses performances. Cela peut être dû à une erreur d'installation, à la réutilisation d'anciennes fixations ou même à un défaut de fabrication. Tout dommage peut entraîner une fausse lecture du couple, ce qui rendrait la fixation plus souple ou plus serrée que souhaité, ce qui entraînerait les problèmes mentionnés précédemment.

6) Mauvaises conditions d'installation

La saleté, la graisse ou les lubrifiants peuvent affecter la capacité d'un élément de fixation à maintenir la précharge dans un joint. La lubrification d'un assemblage boulonné peut entraîner un serrage excessif et un allongement, voire une défaillance de l'attache. La lubrification réduit le couple pour une charge de serrage donnée, ce qui signifie que l'élément de fixation peut être soumis à une contrainte beaucoup plus importante pour un couple donné, ce qui augmente le risque de défaillance.

5 conseils pour éviter que vos attaches ne se desserrent

La combinaison d'une bonne conception, d'une installation soignée et de l'utilisation de méthodes préventives éprouvées contribue à rendre un boulon plus résistant au desserrage, en particulier en ce qui concerne les facteurs ci-dessus. Accu propose une vaste gamme de produits préventifs utilisés par les plus grands noms de l'ingénierie. Les 6 conseils suivants vous aideront à protéger vos assemblages contre le desserrage.

1) Utilisez des écrous de blocage dans le cadre de l'assemblage

Les écrous de blocage sont spécialement conçus pour fournir une protection contre le desserrage automatique. Les écrous de blocage en nylon et les écrous de blocage entièrement métalliques sont deux des exemples les plus populaires de résistance aux vibrations à faible coût, avec une option haut de gamme disponible dans les écrous Aerotight offrant une résistance très efficace au desserrage une fois installés.

Consultez notre article sur les écrous de blocage pour en savoir plus sur les différences entre les différents types d'écrous de blocage.

2) Les patchs de verrouillage du fil assurent la friction et la protection

AccuLock est un composé spécial anti-filetage d'Accu qui peut être ajouté au filetage des vis et des boulons en acier inoxydable pour aider à protéger les fixations de la corrosion, du grippage et de la fatigue.

Les patchs de blocage des filetages AccuLock sont une méthode populaire pour optimiser l'efficacité des assemblages filetés. L'adhésif Threadlocker lie chimiquement les matériaux entre eux pour augmenter la friction, ce qui aide à résister au relâchement et aux vibrations. Il s'agit d'un choix courant dans l'industrie aérospatiale pour éviter la fatigue des fixations et dans l'industrie automobile pour prévenir l'auto-desserrage et la corrosion.

Les patchs AccuLock peuvent être ajoutés à pratiquement toutes les fixations et peuvent être utilisés conjointement avec des options mécaniques telles que les rondelles antivibrations et les écrous de blocage.

3) Les laveuses Nord-Lock ont prouvé leur résistance aux vibrations et ont été confirmées par des tests Junker

Des dispositifs antivibrations spécialisés tels que les rondelles Nord-Lock sont utilisés pour résister aux vibrations et aux charges dynamiques. Ces rondelles sont utilisées par paires et sont dotées de cames imbriquées qui fournissent un système de verrouillage par coin unique qui sécurise les fixations critiques soumises à des vibrations extrêmes ou à des charges dynamiques.

Contrairement aux rondelles antivibrations traditionnelles, qui s'appuient sur la friction pour empêcher le desserrage des boulons, les rondelles Nord-Lock fixent les composants correspondants entre eux par tension.

Cette tension est obtenue grâce aux cames imbriquées situées à l'intérieur de la paire de rondelles qui se fixent l'une à l'autre, créant ainsi une inclinaison de la came d'un angle supérieur à celui du pas de filetage du boulon. En raison de cette configuration, la tension crée un effet de coin sous la tête du boulon, ce qui empêche l'écrou de se desserrer.

Les rondelles Nord-Lock peuvent être utilisées avec des vis et des boulons jusqu'à des grades de résistance à la traction élevés, comme nos vis à tête cylindrique de grade 12,9.

Pour prouver l'efficacité de cette rondelle de blocage à coin spécialisée en tant que méthode permettant d'empêcher le desserrage des boulons, Nord-Lock Group a effectué le test Junker, conformément à la norme DIN 65151, que l'on peut voir dans la vidéo ci-dessous.

4) Utilisez des attaches à tête dentelée lorsque les rondelles ne conviennent pas

Les boulons hexagonaux à bride dentelée et les vis à tête cylindrique dentelée ont des dentelures sous la tête qui s'enfoncent dans la surface pour augmenter la friction. Ces fixations contribuent à fournir une meilleure adhérence à la surface de l'assemblage et à réduire le risque de desserrage. Les boulons et vis dentelés sont souvent utilisés dans les applications où les rondelles ne conviennent pas.

5) Utiliser des méthodes de verrouillage mécanique

Le verrouillage mécanique de l'attache garantit qu'il ne se desserre pas en plaçant une barrière mécanique empêchant le dénouement de l'attache.

Dans le cas d'une attache percée, telle que des vis cabestan, un fil de verrouillage peut être utilisé pour garantir que la fixation reste bien serrée et ne peut pas être retirée involontairement. Ceci est courant dans les applications de sport automobile.

Dans les applications de suspension automobile, une goupille fendue est souvent utilisée en conjonction avec un écrou pour garantir que les assemblages critiques ne se desserrent pas sous l'effet des vibrations.

Une autre option est celle des rondelles à languette, qui peuvent être utilisées en complément des rondelles Belleville, un type de rondelle à ressort conique conçue pour agir comme un ressort de précharge, afin d'empêcher efficacement le desserrage des boulons.

Causes des vibrations et du relâchement

Pour plus d'informations sur les raisons pour lesquelles le relâchement dû aux vibrations est une considération essentielle pour les structures et les assemblages, veuillez consulter notre article sur les fixations et les vibrations.