Notion de "couple" : c’est un système de forces égales, parallèles et de sens contraire, appliqué à un élément pour le faire tourner. Le couple appliqué au serrage a pour but d’assurer une précontrainte dans l’assemblage.
.Définir
| Couple de serrage = Force (F) x Distance (L) . Dans un assemblage précontraint, la vis est soumise à une tension (F0) et les pièces serrées à une compression. Les vis en acier de classe 8.8, 10.9 et 12.9 sont des éléments de fixation à utiliser en mécanique plus ou moins sollicitée. Leurs allongements de 8 à 12 % exigent des précautions d’emploi : ces vis sont à utiliser en tension de précontrainte au montage. |  |
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Calculez
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Formule de Kellerman et Klein C0 = F0 (0.16P + μmoy (0.583 d2 + rm)) |
C0 Couple à appliquer à la vis F0 Tension de précontrainte souhaitée après serrage d2 Diamètre nominal à flanc de filet de la vis rm Rayon moyen de surface sous tête P Pas du filetage μmoy Coefficient de frottement moyen sous tête et dans les filets |
Impact des frottements.
| L'impact des frottements sur la précontrainte - Lors d’un serrage au couple, une fraction très réduite de ce couple n’est en réalité traduite en précontrainte. 40 à 70 % est dispersé par frottement dans les filets et 40 à 60 % dans les frottements sous tête. Par conséquent, seulement 10 à 20 % du couple est transformé en précontrainte. Ceci implique que pour obtenir une bonne maîtrise de la tension installée dans l’assemblage, il est nécessaire de disposer de fixations avec un faible coefficient de frottement peu dispersif. |  |
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Maîtrise.des frottements
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Comment maîtriser les coefficients de frottement ? |
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μmoy ≈ 0.10 Obtenus avec des vis phosphatées lubrifiées à l’aide d’une huile ou graisse performante μmoy ≈ 0.15 Élément de fixation revêtu (ex : zinc électrolytique) + passivation chromique suivie d’une lubrification ; boulonnerie noire + lubrification μmoy ≈ 0.20 Visserie zinguée et visserie noire non lubrifiée μmoy ≈ 0.25 Visserie revêtue non lubrifiée |
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Au-dessus de μmoy ≈ 0.25 ?
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Les moyens de serrage
| Lors d’un serrage, l’incertitude sur le couple appliqué est fortement impactée par le procédé de serrage. Ceci entraîne pour les outils de serrage classiques une dispersion non négligeable sur la valeur de précontrainte qui existe réellement dans l’assemblage, i.e. la précontrainte installée. À chaque outil de serrage est associé une incertitude sur le couple : | ||
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Clés dynamométriques ±10% |
* Les clés dynamométriques restent des outils de serrage très précis. |
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Précharge en fonction du couple
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Tableau des couples de serrage
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Exemple pour CHC Holo-Krome |
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| Filetage à pas gros (mm). Précharge à 80% Re min de la classe de qualité. Cs=F0 moy×(0,16P+μmoy(0.583d2+rm)) |
Les dispersions obtenues sur la précharge/tension sont dues aux écarts observés sur les coefficients de frottement et les moyens de serrage. Lorsqu’un boulon est soumis en traction axiale, l’effort maximal Fmax installé par le serrage au couple ne doit pas dépasser 80-90 % de la limite élastique Re de la fixation. Cette dernière est déduite à partir de la classe de résistance de la vis.
On peut dire qu’en fonction du coefficient de frottement, un couple élevé peut conduire à installer une précharge faible, si le coefficient de frottement μ est élevé et inversement si ce dernier est faible. De la même manière, un procédé de serrage classique entrainera une dispersion importante sur la précontrainte. De nos jours, l’amélioration des procédés de serrage est une problématique fondamentale dans la réalisation des assemblages à partir d’éléments filetés.
