La connexion des attaches filetées est largement utilisée, et le problème qui nous fait mal à la tête est le desserrement des attaches filetées en cours d'utilisation. Pour résoudre ce problème, les inventeurs ont conçu des procédés pour empêcher le desserrage des attaches, et il existe de nombreux mécanismes conduisant au desserrage des attaches. Récemment, standard parts.com a découvert les mécanismes de desserrage rotatifs et non rotatifs des fixations. Voici les connaissances pertinentes que nous partageons avec vous, dans l'espoir de vous aider.
Desserrage tournant et non tournant
Dans la grande majorité des applications, les fixations filetées doivent être serrées afin d'exercer une précharge dans le joint. Le desserrage peut être défini comme la perte de précharge après serrage. Cela peut arriver dans les deux sens. Le desserrage rotatif, communément appelé auto desserrage, fait référence à la rotation relative des fixations sous une charge externe. Un desserrage non rotatif signifie qu'il n'y a pas de rotation relative entre le filetage interne et le filetage externe, mais une perte de précharge se produira.
Desserrage des fixations dû à un desserrage non rotatif
Après assemblage, la fixation elle-même ou la déformation du joint peut entraîner un desserrage non rotatif. Cela peut être le résultat d'un effondrement plastique de ces interfaces. Lorsque les deux surfaces se touchent, l'aspérité sur chaque surface supporte la charge de pression sur la surface d'appui. Étant donné que la zone de contact réelle des bosses peut être bien inférieure à la macrozone, même sous une charge moyenne, la contrainte des bosses due à la rugosité de la surface sera supérieure à la limite d'élasticité du matériau, et ces bosses porteront très haut contrainte locale, entraînant une déformation plastique.
Cela peut provoquer un effondrement partiel de la surface après l'opération de serrage. Ce type d'effondrement est souvent appelé encastrement. La quantité de force de serrage perdue en raison de l'encastrement dépend de la rigidité des boulons et des pièces connectées, du nombre d'interfaces dans le joint, de la rugosité de la surface et de la contrainte de contact appliquée. Dans des conditions de contrainte de surface modérées, l'effondrement initial entraîne généralement une perte d'environ 1 % à 5 % de la force de serrage, dont la moitié est perdue dans les premières secondes après le serrage du joint. Lorsque le joint est chargé dynamiquement par la force appliquée, le joint sera encore réduit en raison du changement de pression sur l'interface du joint.
Le desserrage dû à la perte d'insertion est problématique au niveau des joints constitués de plusieurs surfaces de joint minces et de petites longueurs de serrage de boulon. Si la contrainte de surface portante reste inférieure à la limite d'élasticité en compression du matériau du joint, la perte enfouie peut être calculée et compensée par la conception du joint.
Théorie de l'auto desserrage des attaches Junker
Gerhard Junker a publié un article technique (article SAE 6900551969, une nouvelle norme pour l'auto desserrage des attaches sous vibration) en 1969. Les résultats de ses travaux expérimentaux sont donnés pour étayer sa théorie sur les causes de l'auto desserrage des attaches filetées. Sa principale découverte est qu'une fois qu'il y a un mouvement relatif entre les filets d'engagement et entre la surface d'appui de l'attache et le matériau de serrage, la préattache se desserre en raison de la rotation. Junker a découvert que la charge dynamique latérale produisait des conditions d'auto desserrage plus graves que la charge dynamique axiale. La raison en est que le mouvement radial sous charge axiale est évidemment plus petit que celui sous charge transversale.
Les recherches de Junker montrent que le phénomène d'auto-desserrage se produit lorsque la fixation pré-serrée se déplace entre le filetage correspondant et la surface d'appui de la fixation. Lorsque la force transversale agissant sur le joint est supérieure à la force de friction produite par le pré-serrage du boulon, le mouvement relatif se produira. Pour un petit déplacement latéral, un mouvement relatif peut se produire entre le côté filetage et la surface de contact de la zone d'appui. Une fois l'écart de filetage surmonté, le boulon sera soumis à une force de flexion. Si le glissement latéral se poursuit, la surface d'appui de la tête de boulon glissera également. Une fois que cela se produit, le filetage et la tête de boulon n'auront qu'un faible coefficient de frottement, voire perdront temporairement leur frottement. En raison de la force de pré-serrage agissant sur l'angle d'hélice du filetage, le couple de rotation généré sur le filetage générera donc la rotation appropriée entre l'écrou et le boulon.
Sous des mouvements latéraux répétés, le mécanisme peut complètement desserrer l'attache. Afin d'étudier les causes du desserrage, Juncker a développé une machine d'essai, dite" Juncker machine", qui quantifiera l'efficacité de la résistance au desserrage de la conception des fixations.
Des roulements à rouleaux sont utilisés pour éliminer l'effet de frottement entre les plaques mobiles et fixes. Le capteur de pression permet une surveillance continue de la charge du boulon lorsqu'un mouvement latéral est appliqué à partir de la plaque mobile serrée par l'écrou. Il s'agit d'un avantage majeur par rapport à la norme d'essai d'impact, car les pertes de précharge peuvent être mesurées pendant l'essai et la relation entre la précharge et le cycle peut être tracée. L'idée derrière la machine Junker est que le déplacement latéral généré par la came fera osciller (glisser) le joint, ce qui produira un effet d'auto-desserrage après avoir surmonté le frottement de la fixation.
