Dispositif anti-desserrage des fixations filetées

Les assemblages filetés peuvent être soumis à toutes sortes de charges variables en conditions de travail, y compris des vibrations et des chocs extrêmement intenses. Sous l'effet de ces charges variables, la rupture des assemblages filetés est généralement due à leur propre desserrage et à la fatigue. En général, la durée de vie des dispositifs antivibratoires desserrant les assemblages filetés est bien inférieure à la durée de vie en fatigue des matériaux et des structures qui les composent. Bien avant l'apparition de la fatigue, une rupture par desserrage des assemblages filetés peut survenir, ou une fatigue prématurée des connecteurs et des pièces assemblées peut se produire. La rupture des assemblages filetés affecte le fonctionnement normal des produits et des équipements, et peut même avoir de graves conséquences. La prévention du desserrage des assemblages filetés constitue un aspect essentiel du développement et de la conception des fixations filetées.

Il existe trois types fondamentaux de méthodes anti-desserrage pour les assemblages à fixation filetée :

1. Dispositif anti-desserrage non détachable

Il s'agit d'une méthode anti-desserrage qui utilise le soudage, le collage ou le rivetage par poinçonnage pour transformer un assemblage fileté amovible en un assemblage fileté non amovible. C'est une méthode anti-desserrage traditionnelle très fiable. Son inconvénient est que les fixations filetées ne sont pas réutilisables et que la mise en œuvre est complexe. Elle est souvent employée dans des situations critiques exigeant une fiabilité élevée en matière d'anti-desserrage sans démontage.

• SoudageL'écrou est soudé au boulon ou la fixation à la pièce.

• LienAppliquez un adhésif, tel qu'une résine époxy ou un adhésif anaérobie, sur la surface du filetage correspondant. Après polymérisation, l'adhésif assure une liaison solide entre les filets, garantissant ainsi un blocage et empêchant tout desserrage. Les capacités de blocage varient selon les adhésifs. Les fixations enduites de résine époxy offrent une adhérence élevée et sont indémontables. Celles enduites d'adhésif anaérobie peuvent être démontées, mais les résidus d'adhésif sur le filetage sont difficiles à nettoyer et peuvent l'endommager ; ces fixations ne doivent donc pas être réutilisées.

• Poinçonnage/RivetageLe rivetage par poinçonnage consiste à créer une déformation locale du boulon (ou de la vis) et de l'écrou après serrage afin d'empêcher leur desserrage. L'assemblage est fiable et convient à tout assemblage ne nécessitant pas de démontage.

2. Dispositif anti-desserrage des fixations mécaniques

Les fixations mécaniques servent à fixer et à bloquer les pièces filetées entre elles ou à les assembler afin d'empêcher leur desserrage. L'avantage de cette méthode réside dans sa fiabilité anti-desserrage, qui dépend généralement de la résistance statique ou à la fatigue de la fixation (ou de la fixation elle-même, comme l'écrou à fente). Ses inconvénients sont l'augmentation du poids de l'assemblage, la complexité de sa fabrication et de son installation, ainsi que le manque de flexibilité d'installation, ce qui explique son coût relativement élevé. Grâce à sa grande fiabilité anti-desserrage, elle reste largement utilisée dans certaines pièces critiques des produits mécaniques et aérospatiaux.

• Goupilles fendues avec Écrous à fenteLes goupilles fendues traversent les fentes de l'écrou et les trous de goupille à l'extrémité du boulon pour bloquer directement l'écrou et le boulon. Elles peuvent être utilisées dans des pièces mobiles importantes, même en cas de serrage lâche (sans précontrainte), comme la liaison des articulations mobiles du manche à balai dans le cockpit des aéronefs et autres véhicules. Elles peuvent également être utilisées dans des pièces particulièrement critiques exigeant une grande fiabilité pour éviter le desserrage sous l'effet de fortes vibrations prolongées. Dans ce cas, les écrous et les boulons doivent être serrés avec une précontrainte appropriée ; à défaut, dans un assemblage lâche non serré, les goupilles fendues ou les écrous subiront une fatigue due à la fatigue, entraînant le desserrage et la rupture des fixations. De tels incidents surviennent fréquemment dans de nombreux assemblages soumis à des conditions de travail difficiles.

• Laveuse de languetteUtilisez une rondelle en acier simple ou double pour fixer l'écrou et la pièce à assembler, ou deux écrous entre eux. Ce système empêche efficacement le desserrage et convient aux assemblages anti-desserrage sur des pièces soumises à de hautes températures. Il est couramment utilisé dans les composants importants des moteurs.

• Fil de verrouillageUtilisez un fil d'acier pour percer le petit trou de la tête de vis ou de l'écrou afin de relier plusieurs vis ou écrous et de les bloquer. Bien que l'assemblage soit plus complexe, cette méthode reste employée dans des applications importantes, notamment pour les pièces critiques des produits aérospatiaux, car elle garantit un desserrage fiable. Elle peut également servir à empêcher le desserrage de boulons ou de vis en groupe.

3. Anti-desserrage par augmentation du frottement

L'objectif de la prévention du desserrage est d'augmenter le frottement entre le filetage ou la tête de vis et la face d'extrémité de l'écrou, ou d'augmenter simultanément le frottement entre les deux. Cette méthode est moins fiable que les deux précédentes, mais son principal avantage réside dans sa flexibilité d'utilisation : elle ne nécessite pas d'espace, permet des montages et démontages répétés, et offre une grande flexibilité d'assemblage. De plus, certains types de fixations (comme les écrous autobloquants à anneau en nylon ou les écrous autobloquants tout métal) atteignent un très haut niveau de fiabilité. C'est pourquoi cette méthode est largement utilisée dans les secteurs de la construction mécanique et de l'aérospatiale.

• Double écrous:La méthode d'assemblage traditionnelle des écrous doubles consiste à serrer d'abord l'écrou intérieur, puis l'écrou extérieur, et enfin à inverser l'ordre de serrage de l'écrou intérieur. Ce procédé permet une légère déformation élastique des filets entre les deux écrous, générant ainsi une friction supplémentaire et empêchant le desserrage. L'expérience a démontré que cette méthode est peu fiable pour empêcher le desserrage des écrous doubles. Son inconvénient réside dans le fait que, lors de l'inversion de l'écrou intérieur, le système de fixation est déchargé, la force de serrage diminue et l'efficacité anti-desserrage est réduite. La nouvelle méthode d'assemblage supprime l'étape de « serrage en sens inverse de l'écrou intérieur ». Elle consiste à serrer d'abord l'écrou intérieur, puis l'écrou extérieur, en appliquant le même couple de serrage aux deux écrous, ce qui permet de maintenir une force de serrage optimale. Des essais réalisés en Chine et à l'étranger ont démontré que l'efficacité anti-desserrage des écrous doubles utilisant cette nouvelle méthode est nettement améliorée. Parmi les différentes méthodes anti-desserrage pour fixations filetées, elle figure parmi celles offrant la meilleure résistance aux vibrations. Bien que l'utilisation de deux écrous augmente le poids, sa structure simple, son bon effet anti-desserrage et sa capacité à être utilisé à haute température expliquent son utilisation encore fréquente dans des situations importantes, comme le maintien en place des raccords filetés des moteurs, etc.

• Écrous à bride dentelée et boulonsLa surface d'appui sous l'écrou et la tête de vis est moletée ou dentelée. Lors du serrage, une résistance au frottement se crée entre cette surface et la pièce assemblée. Lorsque les dentelures sont intégrées à la surface de la pièce, le blocage est particulièrement ferme. La forme des dents des dentelures et la force de serrage ont une incidence significative sur l'efficacité du blocage. Un rapport torsion-tension stable et une force de serrage suffisamment élevée sont indispensables au maintien de l'efficacité de ce système de fixation. Des tests ont démontré ses bonnes propriétés anti-desserrage. Ce système ne peut être utilisé avec des rondelles, ni pour les assemblages filetés ne supportant pas des forces de serrage élevées ou lorsque la surface de contact est sensible aux rayures et à la corrosion. Lors de l'utilisation de ce système anti-desserrage, il convient de veiller à une dureté appropriée. En règle générale, la dureté de la pièce serrée doit être inférieure à celle de la fixation.

• Écrous de blocage entièrement métalliques :L'extrémité supérieure du corps de l'écrou est obturée par une extrémité non circulaire ou fendue (on parle alors d'écrou à fente) afin de déformer partiellement le filetage. Une fois le boulon vissé dans l'écrou, l'extrémité de ce dernier se dilate vers l'extérieur, et l'élasticité de cette extrémité comprime latéralement le filetage, éliminant ainsi tout jeu et augmentant le frottement. L'écrou à fente offre une excellente résistance au desserrage. Utilisé avec des boulons à filetage plus précis, il améliore encore cette résistance. De même, avec des boulons d'une dureté supérieure, adaptée à celle de l'écrou, il prolonge significativement la durée de vie de l'assemblage lors de montages et démontages répétés. Parmi les écrous autobloquants entièrement métalliques, l'écrou à fente est le plus réutilisable. Il convient à tous les assemblages, à l'exception des pièces mobiles.

• Écrous de blocage à insert en nylon: Une bague en nylon est intégrée à l'extrémité supérieure de l'écrou. Son diamètre intérieur est légèrement inférieur à celui du filetage. Lors du vissage du boulon, le filetage est comprimé hors de la bague, et l'élasticité du nylon crée une forte friction avec le boulon, assurant un blocage fiable. Ce système offre une excellente résistance au desserrage et permet des montages et démontages répétés. Il est adapté aux environnements soumis à des chocs et vibrations importants. Il est compatible avec tous types de boulons, de la plus basse à la plus haute précision, et de la plus faible à la plus haute résistance. La température de fonctionnement est limitée par le matériau de la bague en nylon, généralement de -50 °C à +100 °C.

• rondelles élastiquesLes rondelles élastiques utilisent la tension d'un ressort pour bloquer les assemblages filetés. Leurs avantages résident dans leur structure simple, leur faible coût et leur facilité d'utilisation. Elles sont couramment employées pour empêcher le desserrage des pièces non critiques des équipements électromécaniques courants. Cependant, leur faible efficacité anti-desserrage les rend inadaptées aux pièces soumises à des chocs et vibrations importants. De plus, les rondelles en acier électro-galvanisé ou cadmié sont souvent sujettes à la fragilisation par l'hydrogène, engendrant des risques difficiles à détecter et pouvant entraîner des accidents. Par conséquent, leur utilisation est proscrite dans les applications critiques.

• Rondelles frein dentéesLors du serrage d'écrous ou de vis, les dents des rondelles s'aplatissent, augmentant ainsi la résistance au frottement entre le filetage et la surface d'appui et assurant le blocage de l'assemblage fileté. Comme ces dents s'insèrent dans la tête de vis (ou l'écrou) et la surface des pièces assemblées, les dommages qu'elles provoquent accroissent la sensibilité à la corrosion. Pour les fixations ou les pièces assemblées soumises à de fortes contraintes, ces dommages peuvent engendrer des fissures. Sous l'effet de forces de serrage importantes, les dents des rondelles peuvent se fissurer ou se rompre.

• Michelle
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