(Last Updated On: janvier 9, 2023)

Comment serrer un boulon ?

Ce problème ressemble à "comment mettre un éléphant dans le réfrigérateur", ouvrir le réfrigérateur et mettre l'éléphant dans le réfrigérateur.

Alors est-ce si simple de serrer un boulon ? Laisser Torc Stark expliquer en détail ci-dessous.

La façon dont nous garantissons le couple consiste généralement à utiliser une clé dynamométrique (communément appelée clé à déclic) pour serrer le couple, et le multiplicateur de couple a une fonction similaire. Mais le couple n'est pas l'élément dont nous avons besoin pour serrer les boulons. Le vrai serrage consiste à serrer les pièces de liaison par l'effort de serrage généré par le filetage.

Par conséquent, la norme pour nous de juger si le boulon est serré est la force de serrage.

Le processus de serrage des boulons est le suivant : après avoir pré-serré la vis avec le pistolet à air, prenez la clé dynamométrique et insérez-la dans la tête de vis, appliquez le couple verticalement, tournez la clé dynamométrique à une vitesse constante et entendez un clic, et tu as fini.

Qu'est-il arrivé au boulon à ce stade?

Après la rotation du boulon, la tige filetée est étirée sous la force et l'allongement de la tige filetée génère une force de serrage pour serrer la pièce de raccordement.

Le couple appliqué n'est pas aussi simple que la force de serrage.

Dans la formule générale : Force (F) * Moment (L) = Couple M C'est-à-dire que plus on tourne le boulon, plus le couple obtenu est important.

Mais 90% du couple est consommé par frottement, et seul 10% est converti en force de serrage.

Par exemple, lorsque vous serrez un boulon avec une exigence de processus de 10 Nm de couple, nous avons vraiment besoin du couple axial de 1 Nm, qui est consommé par le frottement.

Quelle est la relation entre le frottement et la force de serrage ?

Habituellement, suit le principe 50-40-10, c'est-à-dire 50% du frottement sous la tête du boulon, 40% du frottement dans la paire de filets et 10% de la force de serrage. Mais le rapport de la force de serrage peut être modifié sous certaines conditions.

Par exemple, lorsqu'un boulon présente des ecchymoses ou des impuretés sur son filetage, une fois que vous l'avez mis dans le trou de vis, quel type de force de serrage un tel boulon produira-t-il ? On pense généralement qu'il y a des défauts (impuretés, bosses, etc.) dans la paire de fils. Après assemblage en fonction du couple de montage, il y aura 50% de la force de frottement sous la tête de boulon, 45% de la force de frottement dans la paire de filetage, et seulement 5% de la force de serrage que l'on souhaite. A ce moment, le couple de montage de ce boulon est atteint, mais il est loin de la force de serrage dont nous avons besoin. Si les boulons se trouvent sur les pièces mobiles telles que le volant moteur et le vilebrequin, il est très facile de tomber, ce qui provoque ce que l'on appelle souvent un "faux serrage".

Le ramollissement du matériau élastique atténuera également la force de serrage, qui est également l'atténuation du couple de ce que nous appelons habituellement une connexion souple. Par exemple, si le matériau du joint de culasse est souple, nous utilisons la méthode de serrage secondaire pour réduire l'atténuation de la force de serrage, et l'atténuation de la force de serrage des boulons du carter d'huile est souvent causée par le joint du carter d'huile (matériau souple) sous les boulons.

Imaginez que nous ayons besoin que la vis s'étire pour générer une force de serrage. Plus le couple est élevé, plus la vis peut être étirée longtemps. Est-ce que plus le couple est élevé, mieux c'est ? Plus nous appliquons de couple, plus le boulon sera allongé et le boulon se fracturera sous contrainte au-delà de sa limite d'élasticité.

Perdant ainsi l'effet de liaison du boulon.

Plusieurs méthodes de serrage des boulons

1. Méthode de contrôle du couple (T)

La méthode de contrôle du couple est la méthode la plus simple. Il est basé sur la liaison filetée, lorsque l'effort de serrage axial F est serré, il est proportionnel au couple de serrage T, qui peut s'exprimer par une formule T = K.F, et ce K est le coefficient de couple. Lorsqu'un boulon est conçu, sa force de serrage axiale F est connue et le couple de serrage T est défini tout au long du processus. Notre couple de serrage est également régulé par le service process. Or, dans l'atelier de montage, le couple de serrage est souvent atteint mais les boulons assemblés sont encore non qualifiés. Pourquoi est-ce?

La clé réside dans le coefficient de couple. Le principal facteur de fluctuation pour le changement du coefficient de couple K est le coefficient de frottement global u, c'est-à-dire que la précision des trous de boulons et de vis, les impuretés et les bosses affecteront le coefficient de frottement global u. De plus, cette valeur K est également liée à la température. L'expérience de Sumitomo Corporation au Japon prouve que le coefficient de couple K diminuera de 0,31% pour chaque augmentation de 1°C de la température ambiante.

La méthode de contrôle du couple peut-elle être précise ? Selon le rapport d'essai de serrage de l'Association allemande des ingénieurs, lorsque l'erreur du couple de serrage T est de ±0 (c'est-à-dire le couple appliqué sans erreur), l'erreur de la force de serrage axiale du boulon peut atteindre ±27.2% .

Par conséquent, les avantages de la méthode de contrôle du couple sont : un faible coût et une simple clé dynamométrique à outil de serrage peut être utilisée pour vérifier la qualité du serrage.

Ses inconvénients sont : une précision de serrage insuffisante, une incapacité à exploiter pleinement le potentiel de la matière et un impact environnemental important (température, filetages des boulons, impuretés, chocs, etc.)

2. La méthode de contrôle couple-angle (TA) est également appelée méthode de contrôle hyperélastique.

La méthode de contrôle de l'angle de rotation du couple consiste à serrer le boulon à un petit couple, généralement 40%-60% du couple de serrage (développé après vérification du processus), puis à partir de ce point pour serrer une méthode de contrôle de l'angle de rotation spécifiée.

Cette méthode est basée sur un certain angle de rotation, un certain allongement axial du boulon et une compression du joint. Le but de cela est de visser les boulons sur la surface de contact serrée et de surmonter certaines irrégularités et irrégularités de surface, et la force de serrage axiale requise plus tard est générée par l'angle de rotation. Après calcul de l'angle de rotation, l'influence de la résistance de frottement sur la force de serrage axiale n'existe plus, sa précision est donc supérieure à celle de la méthode de contrôle de couple simple. L'intérêt de la méthode de contrôle du couple est de mesurer le point de départ de l'angle de rotation. Une fois l'angle de rotation déterminé, on peut obtenir une précision de serrage assez élevée.

En raison de la méthode de serrage plus avancée, un outil qui s'adapte à la productivité a été produit, qui est l'outil de serrage électrique (outils tels qu'une clé dynamométrique électrique). Il est composé d'un capteur d'engrenage coudé à entraînement par moteur, etc. Il est relativement facile de régler le couple d'alerte précoce et l'angle de démarrage.

Avantages de la méthode de contrôle couple-angle (TA) : Une précision de serrage élevée et une grande force de serrage axiale peuvent être obtenues.

Inconvénients : Le système de contrôle est relativement compliqué, et il est nécessaire de mesurer deux données de couple de pré-serrage et d'angle de rotation. Il est difficile pour le service qualité de trouver une méthode appropriée pour vérifier et suivre les résultats de serrage.

3. Méthode du point de rendement

A l'heure actuelle, cette méthode n'est utilisée que par les motoristes automobiles qui produisent des marques haut de gamme, car le coût du matériel nécessaire est trop élevé, et on ne peut que faire quelques suppositions sur le matériel utilisé en fonction de son principe.

Cette méthode est développée à partir de la méthode de contrôle de l'angle de couple-rotation, et la limite d'élasticité est calculée en calculant et en jugeant en continu la pente de la courbe de l'angle de couple-rotation.

Pendant le processus de serrage, il est nécessaire de mesurer la longueur naturelle du boulon. Il est nécessaire de surveiller le boulon à tout moment pour connaître la longueur étirée du boulon lorsqu'il est serré. Cela nécessite des appareils à rayons X ou infrarouges qui peuvent voir à travers et mesurer. Pour chaque boulon et pour juger de la pente maximale et de la limite d'élasticité lorsque la pente maximale chute, un ordinateur et un logiciel de calcul correspondant sont nécessaires pour contrôler l'équipement de serrage automatique afin d'appliquer le couple d'élasticité, et un équipement de serrage automatique est nécessaire ici.

Avantages : Très précis, les boulons peuvent être réutilisés, en utilisant un potentiel de force de compression maximal.

Inconvénients : équipement coûteux

Ce qui précède est la description de TorcStark sur la façon de serrer un boulon. Alors, quelles questions ou bonnes pratiques avez-vous sur la façon de serrer un boulon ? Merci de laisser un message pour en discuter !