Vues : 0 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2026-09-01 Origine : Site
Le couple de serrage appliqué à Les écrous duplex sont destinés à créer une charge de traction contrôlée dans le boulon ou le goujon d'accouplement. La valeur requise ne peut pas être sélectionnée uniquement à partir de la qualité du matériau. Le couple est influencé par la précharge cible, le diamètre et le pas du filetage, la résistance du boulon, la géométrie de l'écrou, la friction dans les filetages, la friction sous la face de l'écrou, le lubrifiant, l'état de la rondelle, la précision de l'outil, la température et le fait que la fixation soit neuve ou réutilisée. Un tableau générique peut constituer un point de départ, mais les joints critiques nécessitent une procédure développée pour le système de fixation lui-même.
Lorsqu'un écrou est tourné, une partie du couple appliqué fait avancer le filetage et étire le boulon. La majeure partie de l'énergie est consommée par le frottement dans les filetages et au niveau de la surface d'appui. Étant donné que la friction peut varier considérablement, deux écrous nominalement identiques serrés au même couple peuvent produire des précharges différentes.
La relation simplifiée courante est T = KFd, où le couple dépend du coefficient de couple K, de la charge axiale souhaitée F et du diamètre nominal d. La formule est utile pour l'estimation, mais K n'est pas une propriété fixe de l'acier inoxydable duplex. Cela change en fonction du lubrifiant, de la finition de surface, de l'état du filetage, des revêtements et de la géométrie du roulement.
La précharge comprime les éléments de joint et aide à prévenir la séparation, les fuites, le glissement et la charge de fatigue. Une précharge trop faible peut permettre à un joint de fuir ou à un joint de bouger. Une précharge trop importante peut céder le goujon, dénuder les filetages, écraser un joint, déformer une bride ou endommager la surface d'appui de l'écrou.
L'ingénieur de conception doit établir une plage de précharge admissible. La méthode de serrage est ensuite sélectionnée pour atteindre cette plage avec une dispersion acceptable. Le couple est une méthode ; la tension hydraulique, la mesure de l'allongement, le contrôle par ultrasons et les dispositifs indicateurs de charge sont des alternatives.
Un écrou est normalement sélectionné de manière à pouvoir développer la précharge requise du boulon sans se dénuder. Le filetage externe, cependant, peut être le composant le plus faible. Un écrou super duplex à haute résistance installé sur un goujon à faible résistance ne peut pas utiliser en toute sécurité un couple basé sur la résistance de l'écrou. Le matériau des goujons, la classe de propriété, la zone de contrainte de traction et la limite d'élasticité ou d'épreuve doivent contrôler le calcul.
Le traitement thermique, le travail à froid, le diamètre et la norme de fixation en vigueur affectent tous les caractéristiques mécaniques. Utilisez les propriétés certifiées des fixations finies au lieu des valeurs typiques pour les plaques ou les barres. Pour les tailles non standard, la longueur d'engagement requise et la capacité de charge d'épreuve peuvent nécessiter une vérification technique distincte.
Les diamètres plus grands nécessitent généralement plus de couple pour générer une contrainte donnée car la zone de contrainte de traction et le moment de frottement augmentent. Le pas du filetage modifie la zone de contrainte de traction, la géométrie de l'hélice et la quantité de rotation nécessaire pour faire avancer l'écrou. Les filetages fins offrent souvent une zone de contrainte plus grande pour le même diamètre nominal et peuvent offrir un réglage plus fin de la précharge, mais ils sont plus vulnérables aux dommages et à la contamination.
La spécification de couple doit identifier les séries de filetage métrique grossier, métrique fin, UNC, UNF, 8UN ou une autre série de filetage. Une valeur pour M20 grossier ne peut pas être appliquée à M20 fin ou à une taille en pouces similaire. La tolérance du filetage et toute tolérance pour les revêtements influencent également l'ajustement et la friction.
Les écrous ordinaires, lourds, fins et d'accouplement n'ont pas le même engagement de filetage. Un écrou mince peut être approprié comme contre-écrou, mais peut ne pas supporter la même charge d'épreuve qu'un écrou pleine hauteur. Un écrou d'accouplement doit s'engager suffisamment sur les deux éléments filetés. La norme dimensionnelle et les exigences de propriété doivent être confirmées avant l'attribution du couple.
La friction se produit sur les flancs du filetage et entre la face rotative de l'écrou et la rondelle ou la surface du joint. De petits changements de friction peuvent produire de grands changements de précharge pour le même couple. La rugosité de la surface, l'état de l'oxyde, la contamination, la lubrification, les revêtements et l'utilisation répétée y contribuent tous.
Les filetages duplex et autres fils inoxydables sont également sensibles au grippage. Le serrage à sec peut produire une friction élevée et instable, puis des dommages soudains à l'adhésif. Un composé anti-grippage approuvé améliore souvent la cohérence et réduit le risque de grippage, mais le couple correspondant doit être réduit ou recalculé pour la condition de friction la plus faible.
Une valeur de couple développée pour les filetages secs peut surcharger un goujon lubrifié. Une valeur développée avec un antigrippant à faible friction peut provoquer un serrage insuffisant d'un assemblage sec. Le type de lubrifiant, la quantité appliquée, le lot et l'emplacement doivent être définis. L'application de lubrifiant uniquement sur les filetages, mais pas sur la face du roulement, crée une relation différente de la lubrification des deux surfaces.
Pour les travaux critiques, effectuez des tests de couple-tension avec des écrous, goujons, rondelles et lubrifiants représentatifs de la production. Le test doit capturer la dispersion de friction attendue et confirmer que la précharge cible reste inférieure à la contrainte de fixation admissible.
Une rondelle modifie le diamètre du roulement, la dureté de la surface et l'interface de friction. Une rondelle souple ou rugueuse peut s'enfoncer ou se déformer pendant le serrage, réduisant ainsi la précharge une fois l'outil retiré. Une rondelle lisse et durcie peut produire un état de roulement plus reproductible, mais elle doit être compatible avec le matériau de l'écrou et de la bride.
La surface du joint doit être plane et propre. Les coulures de peinture, les éclaboussures de soudure, le tartre, les marques d'outils profondes et les rondelles inclinées créent un roulement inégal. Un écrou à bride a une face d'appui intégrée et ne doit pas automatiquement utiliser le même couple qu'un écrou hexagonal ordinaire avec une rondelle séparée.
Dans un assemblage à un seul boulon, le couple affecte principalement une fixation. Dans une bride à plusieurs boulons, le serrage d'un écrou comprime le joint et modifie la charge dans les boulons précédemment serrés. Un motif croisé et plusieurs passes sont utilisés pour répartir la compression. Après la passe finale, une passe de rotation ou de vérification peut être requise.
La séquence, les pas de pourcentage et le temps de relaxation doivent suivre la procédure de la bride et du joint. Le serrage de chaque écrou une fois au couple final peut laisser un large écart de précharge même lorsque la lecture de chaque outil est correcte.
Les clés dynamométriques et les outils électriques nécessitent un étalonnage actuel. Les poignées d'extension, les adaptateurs pied-de-biche, les douilles mal alignées, la traction rapide et les erreurs de lecture peuvent modifier le couple délivré. Les outils dynamométriques hydrauliques dépendent également d’une conversion pression-couple correcte et d’une configuration correcte du bras de réaction.
La formation des opérateurs doit couvrir la sélection des outils, le contrôle du lubrifiant, l'inspection des filetages, la séquence, la vitesse et la documentation. La procédure doit indiquer si la tête de l'écrou ou du boulon est tournée, car l'interface de friction change.
Différents matériaux se dilatent à des rythmes différents. Si un goujon duplex relie des composants avec un coefficient de dilatation thermique supérieur ou inférieur, le changement de température peut augmenter ou diminuer la précharge. Les joints peuvent glisser ou se détendre à la température de fonctionnement. Le cycle thermique peut redistribuer davantage la charge.
Le couple initial à température ambiante ne peut donc représenter qu’une étape de la conception du joint. Un resserrage à chaud est parfois spécifié, mais il peut être dangereux et endommager les joints ou les filetages s'il n'est pas conçu. Toute exigence de resserrage doit être définie par la procédure de l'équipement ou de la bride.
Les écrous et goujons précédemment serrés peuvent présenter des filetages brunis, des résidus de lubrifiant, des revêtements endommagés, des marques d'encastrement ou un grippage caché. Leur friction peut être inférieure ou supérieure à celle des fixations neuves. Un écrou réutilisé peut également présenter une déformation permanente du filetage même lorsqu’il tourne librement.
Les projets critiques doivent définir si les fixations duplex sont réutilisables. Lorsque la réutilisation est autorisée, nettoyez les pièces, inspectez et calibrez les filetages, vérifiez la rectitude et le marquage, puis appliquez à nouveau le lubrifiant spécifié. Ne présumez pas que la relation couple-précharge d'origine reste inchangée.
Les cristaux de sel, les produits chimiques de traitement, la saleté, les produits de corrosion et les particules abrasives modifient à la fois le risque de friction et de grippage. Les fixations stockées à l'extérieur ou installées pendant la construction peuvent être contaminées avant le serrage final. Conservez les écrous dans un emballage scellé jusqu'à ce que vous en ayez besoin et protégez les goujons exposés.
Les méthodes de nettoyage ne doivent pas laisser de résidus ni incruster l'acier au carbone. Si le joint est utilisé dans un service d'oxygène, dans la transformation des aliments ou dans une autre application dont la propreté est contrôlée, la sélection et le nettoyage du lubrifiant nécessitent une approbation spéciale.
Tout d’abord, définissez la précharge de joint requise et la plage acceptable. Confirmez le matériau du goujon, la classe de propriété, le diamètre, le pas, la longueur de serrage et la contrainte admissible. Vérifiez le style d'écrou, la classe de propriété, la charge d'épreuve et l'engagement minimum. Identifiez la rondelle et la surface d’appui.
Deuxièmement, précisez l'état de la surface et le lubrifiant. Utilisez un calcul ou une référence validée comme estimation initiale, puis testez des assemblages représentatifs où les conséquences de la défaillance sont significatives. Enregistrez le couple, la tension obtenue, la dispersion et tout signe de grippage ou de pli.
Troisièmement, créez une procédure d'installation indiquant le type d'outil, l'étalonnage, la séquence, les passes, les valeurs cibles, la tolérance autorisée, l'application de lubrifiant, les critères d'arrêt et les enregistrements finaux. Vérifiez la valeur chaque fois qu'un composant ou l'état de la surface change.
Le bon de commande doit identifier la qualité du matériau, la norme de fixation, la classe de propriété, les dimensions, la tolérance du filetage, la finition et les documents d'inspection. Les dossiers d'installation doivent relier la procédure de serrage au lot de fixations et au lubrifiant utilisé. Pour les joints à conséquences élevées, les numéros de série des outils et les dates d’étalonnage peuvent également être conservés.
Cette traçabilité permet de distinguer un problème matériel d'un problème d'installation si un joint fuit ou se desserre. Cela empêche également les techniciens d'appliquer un couple développé pour un lubrifiant ou une qualité de goujon à un assemblage différent.
Le couple de serrage des écrous duplex est contrôlé par la précharge cible, la résistance des fixations d'accouplement, la géométrie du filetage, la friction, la lubrification, les surfaces d'appui, la séquence, la température, la précision de l'outil et les conditions de réutilisation. Aucune valeur n'est correcte pour chaque écrou duplex M16, M24 ou 1 pouce. Les tableaux génériques doivent être traités comme des références et non comme des instructions universelles.
FASTOOL fabrique des écrous, boulons, goujons, rondelles et fixations personnalisées duplex et super duplex pour les assemblages industriels. Les acheteurs peuvent fournir les spécifications complètes des joints, les données sur les fixations d'accouplement, l'état de surface, le lubrifiant et les exigences d'inspection afin que les composants fournis et la documentation soutiennent la procédure de serrage validée du projet.
