Desserrage deboulon et écrouLes connexions sont un problème de défaillance courant dans le génie mécanique, qui a toujours été un sujet de recherche brûlant dans l'industrie des fixations. Basé sur l'expérience pratique d'assemblage et les conditions de travail réelles, ce document trie les structures anti-anti-desserrage courantes pour les boulons et les écrous, développe le principe de fonctionnement, les scénarios applicables et les défauts inhérents à chaque méthode anti-anti-desserrage. Parallèlement, il explique le mécanisme de base des performances anti-desserrage à long terme des écrous autobloquants, fournissant des références fiables pour la sélection des fixations sur site et la formulation du processus d'assemblage.
1. Types et principes anti-desserrage courantsBoulons et écrous
1.1 Double écrou anti-desserrage (Butt Nut Anti-desserrage)
Également connu sous le nom d'écrou à bout anti-desserrage. Une fois que deux écrous sont serrés l'un contre l'autre à l'envers, une force de compression axiale continue sera générée entre eux et agira sur les surfaces de contact du filetage maillé. Plus les deux écrous sont serrés, plus la pression normale sur les surfaces de contact du filetage, ainsi que le couple de friction entre les paires de filetage, sont élevés. Tout desserrage en rotation des écrous doit surmonter la grande force de friction entre les filetages engrenés. Même si la charge externe fluctue pendant le fonctionnement de l'équipement, la pression de levage entre deux écrous reste constante, réalisant ainsi un effet anti-desserrage durable.
Scénarios applicables: Convient aux assemblages boulonnés avec ou sans exigences de précharge, applicable uniquement aux conditions de travail avec de légères vibrations et une charge stable.
Inconvénients : Occupe un grand espace d'installation axial, une capacité anti-limitée contre le desserrage et échoue facilement dans des conditions de vibrations sévères.
1.2 Hard Lock Concave-convexe Anti-écrou de desserrage
L'écrou anti-desserrage Hard Lock-se compose d'un écrou convexe inférieur et d'un écrou concave supérieur pour une utilisation adaptée. L'écrou convexe inférieur adopte un usinage excentrique avec un léger décalage central pour jouer le rôle d'un bloc de coin ; l'écrou concave supérieur est transformé en un cercle concentrique standard sans déviation centrale. Les surfaces de joint des écrous supérieurs et inférieurs sont toutes des surfaces concaves-convexes coniques, formant une structure mécanique autobloquante-semblable au calage d'un marteau après serrage.
Une petite précharge axiale peut générer une énorme pression de verrouillage radial sur les surfaces de joint coniques. La pression est transmise aux filetages maillés de manière synchrone, ce qui augmente considérablement le couple de friction sur les surfaces de contact du filetage et sur les surfaces coniques concaves-convexes. Il verrouille mécaniquement la tendance à la rotation du filetage et offre d'excellentes performances anti-desserrage.
Scénarios applicables : Applicable aux assemblages boulonnés avec ou sans exigences de précharge, et peut être utilisé pour un service à long-terme dans des conditions de travail difficiles avec des vibrations sévères à haute-fréquence et des charges alternées.
Inconvénients: Nécessite une précision d'usinage extrêmement élevée pour la structure excentrique, un processus de production difficile et un coût d'approvisionnement élevé.
1.3 Écrou anti-desserrage Spiralock
La caractéristique structurelle principale des écrous Spiralock est une pente en forme de coin de 30 degrés-usinée à la racine des filetages internes. Lorsque les boulons et les écrous sont serrés et engrenés, la pointe du filetage des boulons appuie étroitement contre la pente en forme de coin du filetage interne pour former une force de verrouillage rigide à haute résistance.
Pour les filetages ordinaires standard, l'angle inclus entre la force de contact normale sur les surfaces du filetage et l'axe du boulon est de 30 degrés. Les filetages Spiralock modifient l'angle du profil du filetage, ce qui fait que l'angle inclus atteint 60 degrés. La pression normale des paires de filetages est bien supérieure à la pression de fixation axiale, ce qui améliore considérablement la résistance au frottement et limite complètement le desserrage en rotation du filetage.
Scénarios applicables: Applicable uniquement aux structures de connexion nécessitant une précharge stable, et les pièces connectées ne doivent pas être constituées de matériaux excessivement souples.
Inconvénients : L'effet anti-desserrage échouera complètement une fois que la précharge du boulon diminuera ; Un couple de serrage plus important est nécessaire pour surmonter la résistance de frottement entre les dents du filetage afin d'atteindre la précharge requise du boulon.
1.4 Rondelle élastique fendue anti-desserrage
Une fois l'écrou serré pour aplatir la rondelle élastique fendue, la rondelle génère une force de rebond élastique continue pour maintenir les filetages internes et externes bien ajustés. Le couple de friction formé par une force de contact constante empêche la rotation de l'écrou. Parallèlement, des arêtes vives au niveau de l'ouverture fendue s'enfoncent respectivement dans la surface inférieure de l'écrou et dans la surface des pièces connectées, empêchant ainsi la rotation relative des écrous grâce au verrouillage physique.
Limites des applications : Ne convient pas aux connexions avec des surfaces de joint ultra-dures ; les arêtes de coupe ne peuvent pas s'incruster dans les substrats durs et perdent complètement leur fonction anti-desserrage. Elle ne s'applique pas non plus aux connexions nécessitant une précharge élevée, car elle accélérerait l'atténuation de la précharge des boulons.
1.5 Rondelle élastique conique anti-desserrage
Il partage le même principe anti-desserrage que les rondelles élastiques fendues ordinaires, en s'appuyant sur la force de rebond élastique après compression pour comprimer les paires de filetage et réaliser un anti-desserrage par friction. Par rapport aux rondelles élastiques fendues ordinaires, les rondelles élastiques coniques ont une rigidité structurelle plus élevée et peuvent fournir une pression axiale plus importante sous la même course de compression, offrant ainsi une meilleure stabilité et de meilleures performances anti-desserrage.
Limites des applications : Ne convient toujours pas aux pièces de connexion de haute-précision avec des exigences de précharge strictes.
1.6 Nord-Lock Double-rondelle autobloquante-couche
Ce type de rondelle est utilisé par paires, avec des dents inclinées à grand angle-d'un côté et des dentelures antidérapantes radiales-de l'autre côté. Lors de l'assemblage, deux rondelles sont installées à l'envers avec des surfaces de dents inclinées se faisant face. Après le serrage, les dentelures radiales extérieures mordent fermement sur la face d'extrémité de l'écrou et sur la surface de la pièce connectée pour fixer complètement les surfaces de contact extérieures, ne laissant qu'un glissement relatif entre les surfaces intérieures inclinées des dents de deux rondelles.
Lorsque les boulons ont tendance à se desserrer et à tourner, l'effet de levage en coin entre les surfaces intérieures inclinées des dents génère une force de levage axiale. La distance de levage générée par les rondelles est plus grande que la distance de levage axiale provoquée par le desserrage du filetage, ce qui verrouille à l'envers la tendance au desserrage des filetages et obtient un effet anti-desserrage permanent.
Limites des applications : Ne peut pas être utilisé sur des surfaces de joints ultra-dures ou ultra-douces. La laveuse a un sens d'installation spécifique et perd la fonction anti-desserrage si elle est installée à l'envers. Il n'est également pas valide pour les connexions lâches sans précharge.
2. Principe fondamental de non-desserrageÉcrous autobloquants-
Les performances anti-desserrage-à long terme-deécrous autobloquants-provient d'une structure de thread non-standard spécialement optimisée.
Une pente en forme de coin de 30 degrés-est traitée à la racine des filetages internes des écrous autobloquants-. Après l'engrènement et le serrage, les pointes des filetages des boulons s'appuient rigidement contre les pentes en forme de coin-pour former une force de verrouillage mécanique à haute résistance-. Pour les filetages ordinaires standard en forme de V-à 60 degrés, l'angle inclus entre la force de contact normale et l'axe du boulon est de 30 degrés, tandis que l'angle inclus passe à 60 degrés pour les filetages autobloquants-, entraînant un changement fondamental de l'état de contrainte.
Comparaison des forces mécaniques : sous la même tension axiale des boulons P0, la force de contact normale des filetages ordinaires standard n'est que de 1,15P0, tandis que celle des filetages autobloquants-atteint 2P0. Le rapport de force des deux est d'environ 7 : 12, ce qui améliore considérablement la force de friction anti-desserrage des paires de filetage.
De plus, les filetages autobloquants-résolvent le défaut de contrainte inégale inhérent aux filetages ordinaires. Pour les filetages conventionnels en forme de V-à 60 degrés, les premier et deuxième filetages engagés supportent 70 % à 80 % de la charge totale, tandis que les filetages restants ne supportent presque aucune charge. Sous l'effet de vibrations à long terme et de charges alternées, les filetages avant sont sujets à une défaillance due à une surcharge, ce qui entraîne une atténuation rapide de la force de verrouillage, un desserrage par rotation du filetage, voire un grippage et un dénudage du filetage.
Les filetages autobloquants-distribuent la charge uniformément sur tous les tours de filetage engagés via des pentes en forme de coin-, réalisant ainsi une contrainte synchrone de tous les filetages. Il évite les défaillances locales de surcharge du filetage, élimine fondamentalement le desserrage des boulons causé par les vibrations et permet d'obtenir un effet anti-desserrage à long terme-sans entretien-à long terme-.
