Couples de serrage recommandés pour les vis mécaniques

Qu'est-ce que Torque ?

Utilisé par d'innombrables ingénieurs à travers le monde, le « couple » est une force de rotation ou de torsion qui entraîne un mouvement autour d'un axe. Elle peut souvent être comprise comme la capacité d'un objet à surmonter la résistance au retournement.

Le couple est également un facteur crucial dans les installations de fixation, car il définit la force de rotation maximale qui peut être appliquée à une fixation.

Le terme « couple » peut être utilisé de différentes manières dans l'industrie, mais il est le plus souvent utilisé dans l'industrie automobile et électrique en relation avec la force qu'un moteur peut appliquer. Essentiellement, plus le couple est élevé, plus la puissance du moteur est élevée et plus le véhicule peut accélérer rapidement.

Les

couples de serrage maximaux définissent les limites les plus strictes des applications de fixation, où toute force supplémentaire appliquée à la fixation entraîne souvent des contraintes et un dysfonctionnement.

Il n'est presque jamais conseillé d'atteindre cette force, car c'est juste avant la rupture, et il serait donc quasiment impossible d'y parvenir sans endommager les composants.

Il convient de noter que les couples de serrage maximaux ne sont pas des valeurs fixes et peuvent changer en fonction de l'application. Pour serrer un élément de fixation à ses limites, il est souvent possible de dépasser le seuil recommandé.

Quels sont les couples de serrage recommandés ?

En comprenant le couple de rotation maximal qu'un composant peut tolérer, il est possible de déterminer son « couple de serrage recommandé ».

Contrairement au couple de serrage maximal, le couple de serrage recommandé garantit que les fixations sont serrées à la valeur correcte pour l'assemblage, et qu'elles ne sont pas trop serrées au point de présenter un risque potentiel de défaillance.

La relation entre la précharge et le couple

À l'instar du couple, la précharge est une force qui agit sur un composant lors de l'installation.

Plutôt qu'une force de rotation, la précharge est la force axiale appliquée à une attache lorsqu'elle est serrée.

Essentiellement, lorsque nous appliquons un couple pour installer une attache, nous commençons à générer une force de serrage appelée « précharge ».

Lors de l'installation, le composant commence à s'étirer légèrement, ce qui crée par conséquent une tension dans l'assemblage. Dans ces cas, les composants de l'assemblage subissent une déformation élastique et, lorsque la force de serrage est supprimée, ils retrouvent leur taille d'origine

.

Dans certains cas d'utilisation, la déformation élastique peut être dépassée grâce à des composants spécialisés, souvent appelés fixations Torque-To-Yield.

La force de serrage du Preload est essentielle pour maintenir l'intégrité du joint, en répartissant uniformément la charge supportée par une attache dans un joint boulonné sur les matériaux assemblés.

Une fois qu'une attache est « serrée », elle comprime le matériau entre les composants de fixation, souvent l'écrou et le boulon. Cette force de compression agit à la fois sur l'attache et sur l'ensemble pour les verrouiller ensemble et créer un joint sûr

.

Ce transfert de charge permet à une attache d'un joint de résister à une force de charge supérieure à celle d'une attache qui n'est soumise à aucune charge de traction.

Que sont les fixations couple-rendement ?

Souvent utilisées dans les systèmes automobiles et autres systèmes mécaniques, les fixations Torque-To-Yield sont spécialement conçues pour être serrées au-delà de leur limite élastique.

Lorsque le composant dépasse sa limite d'élasticité, il commence à se déformer plastiquement, provoquant un étirement permanent du composant.

Cette conception unique permet à l'attache de maintenir une tension supérieure à ce qui est normalement possible pour une attache d'une taille donnée. Cela permet à son tour d'utiliser une attache plus petite que celle spécifiée traditionnellement, ce qui se traduit par une réduction du coût et du poids, permettant ainsi la miniaturisation d'

un assemblage.

Par conséquent, les composants Torque-To-Yield sont souvent utilisés dans des domaines critiques où ces fonctionnalités sont cruciales pour des performances, une fiabilité et une sécurité appropriées. Par exemple, ils peuvent être utilisés dans des applications critiques du moteur, telles que les boulons de culasse, les boulons de culasse des roulements principaux et d'autres zones soumises à de fortes contraintes.

Comme on peut s'y attendre pour les composants soumis à un étirement permanent, les fixations Torque-To-Yield sont généralement conçues pour être utilisées une seule fois et doivent être remplacées lorsqu'elles sont retirées.

Néanmoins, comme ils répartissent la charge de manière plus uniforme, le choix des composants Torque-To-Yield permet d'obtenir une charge de serrage plus élevée avec une fixation de plus petite taille.

Le couple de serrage recommandé est-il le même pour tous les matériaux ?

Le couple de serrage recommandé pour une attache varie en fonction de plusieurs facteurs, notamment du matériau de la fixation et du matériau à fixer, de la taille et du type de fixation, ainsi que des exigences spécifiques de l'application.

Les

différents matériaux ont des propriétés mécaniques différentes, telles que la résistance, la dureté et l'élasticité, qui influent sur la façon dont ils réagissent aux forces de serrage.

Par exemple, lors de la fixation de deux composants métalliques, le couple recommandé peut différer selon que les matériaux en question sont en aluminium ou en acier. Pour les fixations ayant une résistance à la traction plus faible, telles qu'une vis en polycarbonate, le couple de serrage recommandé serait nettement inférieur à celui d'une vis en acier trempé de même taille.

De même, lors de l'utilisation conjointe de différents types de matériaux, par exemple pour fixer un métal à du plastique ou à du bois, les exigences en matière de couple peuvent à nouveau varier.

Bien que divers facteurs influent sur le couple de serrage requis pour une application donnée, il convient de noter qu'il existe des directives générales concernant les spécifications de couple.

Dans la plupart des cas, le couple de serrage recommandé sera évalué en fonction de la taille et du matériau de la fixation.

Ces directives sont basées sur des calculs techniques, des tests et l'expérience afin de garantir une force de serrage appropriée sans risque d'endommager les matériaux ou de compromettre l'intégrité du joint.

Couples de serrage recommandés pour les fixations

Nous avons ici les couples de serrage recommandés pour les fixations métalliques d'Accu, y compris l'acier inoxydable et l'acier à haute résistance.

Les données suivantes sont basées sur une installation sèche et ne doivent pas être utilisées pour une installation lubrifiée. Ces données sont basées sur un fil métrique grossier. Les valeurs indiquées proviennent d'un environnement contrôlé et ne sont pas spécifiques à un type de vis particulier. Les différents éléments de fixation peuvent avoir des attributs différents qui peuvent affecter les valeurs indiquées dans ce tableau. Accu ne peut garantir les chiffres fournis et ils ne doivent être utilisés qu'à titre indicatif

.

Couple de serrage recommandé pour les fixations en acier inoxydable

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Couple de serrage recommandé pour l'acier à haute résistance

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Facteurs pouvant influer sur les couples de serrage recommandés pour les fixations

Tout comme le couple de serrage recommandé d'un composant peut être influencé par des facteurs tels que la taille et le matériau, plusieurs facteurs externes peuvent également modifier le comportement de la fixation lorsqu'elle est serrée.

Il est toutefois important de tenir compte du fait qu'il existe certaines idées fausses concernant les facteurs qui influent et ceux qui n'ont pas d'effet sur le couple recommandé pour une application. Elles sont décrites ci-dessous.

Sélection des bons outils

Le couple de serrage d'une attache étant lié à la taille du filetage, l'outil que vous utilisez n'aura pas d'impact sur le couple de serrage requis, à condition que vous disposiez de l'outil approprié pour le composant que vous vissez.

Cependant, certains types d'entraînement, tels que le Torx, sont spécialement conçus pour améliorer le transfert de couple, résister à un couple d'installation plus élevé et éviter le glissement et le dénudage.

Différents types de tête et d'entraînement

Tout comme l'outillage, la tête et le type d'entraînement ont un impact minimal sur le couple de serrage d'une attache.

Cela dit, certains composants sont conçus pour des cas d'utilisation spécifiques. Par exemple, les vis imperdables sont dotées d'une tige cintrée et peuvent donc nécessiter un couple de fixation réduit

.

De même, en raison de leur hauteur réduite et de leur point faible, un boulon de cisaillement présente souvent un couple d'entraînement inférieur. Cependant, il s'agit d'une caractéristique de conception essentielle à son utilisation et qui constitue un scénario atypique, et non la norme.

Installation sèche ou lubrifiée

Contrairement au choix de l'outil, de la tête ou du type d'entraînement, la lubrification a un impact sur le couple nécessaire pour serrer un élément de fixation.

La

lubrification réduit le frottement entre les surfaces de contact d'un fil et réduit ainsi le couple d'entraînement nécessaire.

Cela peut entraîner une contrainte de traction nettement plus élevée dans un joint pour le même réglage de couple et entraîner la défaillance de la fixation ou de la connexion.

Pour la plupart des tableaux de couple, il déterminera que les chiffres fournis concernent une « installation à sec », c'est-à-dire les filetages sont propres et ne sont pas lubrifiés.

Le lubrifiant peut réduire considérablement le couple d'entraînement requis et il est donc rarement spécifié dans les directives d'installation.

Si une installation lubrifiée est recommandée, dans le cas des composants en acier inoxydable, un composé antigrippage sera souvent nécessaire ; cela réduit le risque de grippage.

En cas de grippage, cela peut entraîner de fausses lectures du couple de serrage et provoquer la défaillance des fixations avant que le joint ne soit serré à pleine capacité.

Vous trouverez de plus amples informations sur le grippage des fils dans l'article « Qu'est-ce que le grippage des fils et comment peut-on le prévenir ?

'

Finition de surface

Tout comme la lubrification, la finition de surface de chaque composant correspondant peut avoir un effet sur le couple d'entraînement d'un élément de fixation.

Par exemple, si l'un des composants correspondants présente une finition rugueuse, cela peut entraîner une augmentation du frottement entre les deux pièces. Cela peut provoquer un « faux serrage », un phénomène dans lequel l'utilisateur pense prématurément que l'attache est bien serrée et sécurisée alors qu'elle n'est toujours pas desserrée.

Si un « faux réglage » se produit, cela peut avoir de graves conséquences sur l'assemblage, car la fixation produit un couple de serrage élevé sans la précharge requise.

Verrouillage par fil et autres patchs en résine

L'ajout d'un système de verrouillage par fil et d'autres pièces en résine ne doit pas affecter le couple de serrage recommandé d'une attache. Néanmoins, certaines exceptions doivent être prises en compte.

Les dispositifs antifiletage liquides, par exemple, peuvent réduire le couple de serrage d'une attache en agissant comme un lubrifiant.

À titre de comparaison, un bloqueur de fils préappliqué à un élément de fixation peut interférer avec les fils, créant ainsi une résistance accrue et, par conséquent, augmenter le couple d'entraînement requis pour l'installation.

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