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Le Boulonnage

I. Le boulon

1. Définition:

Un boulon est un organe d’assemblage ayant pour but de serrer deux pièces l’une contre l’autre, tout en réalisant un assemblage démontable.

2. Un boulon est caractérise par:

* sa matière
* la forme de sa tête
* le diamètre de son corps
* la longueur de la tige (prise sous tête sauf pour les têtes fraisées et fraisées-bombées)
* la longueur de la partie filetée
* le procédé de fabrication
* la forme de l’écrou.

3. Les boulons de montage:

Ce sont des boulons bruts, à tête et écrou carrés; la section du filet est ronde (moins fragile que le filet triangulaire), le pas plus grand que le pas normal pour augmenter la rapidité du vissage et du dévissage.

Quand on n’a pas de boulons spéciaux de montage, on emploie des boulons normaux usagés; leurs filets s’usent rapidement, il faut périodiquement les refaire à l’aide d’une filière.

Pour retirer un boulon coincé, il faut éviter de frapper directement sur la tige filetée, ce qui provoquerait l’écrasement des premiers filets et rendrait difficile ensuite le passage de la filière. Les coups de marteau doivent être portés sur l’écrou qu’on a pris soin de laisser engagé dans quelques filets (fig. 1 et 2).


Fig. 1, Fig. 2

4. Les boulons normaux d’assemblage:

La forme de leur tête peut être:

hexagonale

symbole

H

de 3 à 80 mm de diamètre (fig. 3)

carrée

symbole

Q

de 3 à 80 mm de diamètre (fig. 4)

cylindrique

symbole

C

de 3 à 60 mm de diamètre (fig. 5)

ronde

symbole

R

de 3 à 60 mm de diamètre

fraisée

symbole


de 3 à 60 mm de diamètre

fraisée-bombée

symbole


de 3 à 60 mm de diamètre

Pour serrer énergiquement un boulon ou pour le deserrer, il faut immobiliser la tige en rotation. Les boulons H et Q sont immobilisés en tenant leur t°ete avec une clé; les boulons C, R, F, FB ont généralement leur tête munie d’un ergot (symbole E) qui se logera dans une encoche ménagée dans la pièce.

On obtient les boulons CE (fig. 6), RE (fig. 7),


(fig. 8),

(fig. 9).


Fig. 3


Fig. 4


Fig. 5


Fig. 6


Fig. 7

Valeur de a pour boulons H et Q

a = 1,4 d

+ 1 mm de 3 à 6


+ 2 mm de 7 à 8


+ 3 mm de 9 à 11


+ 4 mm à partir de 12

Les boulons


, et

ont un plat pour éviter les bavures et les blessures.


Fig. 8, Fig. 9

5. Les écrous normalisés:

L’écrou le plus couramment est hexagonal (symbole H). Ses deux faces sont chanfreinées, il se fait en trois types:

écrou usuel symbole H de hauteur h = 0,8 d;
écrou haut symbole Hh de hauteur h = d;
écrou bas symbole Hm de hauteur h = 0,5 d (fig. 10)


Fig. 10

Valeur de a pour écrous est analogue boulons.

II. Mouvement possible

En prenant séparément les deux éléments de liaison (vis - écrou) on peut obtenir quatre mouvements: soit

- un mouvement de rotation donné à la vis RV
- un mouvement de translation donné à la vis TV
- un mouvement de rotation donné à l’écrou RE
- un mouvement de translation donné à l’écrou TE.


Figure

III. Etude de l’ensemble monte

Les boulons introduits dans les trous avec un certain jeu, pris précontraints par serrage de l’écrou et de la tête de la vis. Par suite: une pression normale (perpendiculaire) importante appareit au contact des surfaces.


Figure

1 = Vis extérieure à tête à 6 pans
2 = Pièce d’ouvrage 1
3 = Pièce d’ouvrage 2
4 = Rondelle
5 = Ecrou à 6 pans

Les clés à écrous

Les écrous sont serrés et desserrés au moyen de clés à ouverture fixe ou variable.

1. Les clés plates:

Elles sont à recommander en raison de l’aisance et de la sécurité de leur emploi: leur ouverture correspond à l’entre-pans de l’écrou augmenté d’un jeu permettant à la clé de se placer aisément sur l’écrou sans toutefois glisser sur ses arêtes; de plus, leur longueur est établie en fonction de l’effort à exercer pour obtenir un serrage correct.

Enfin, l’inclinaison de l’axe de la tête sur celui de la poignée (15° env.), permet, en retournant la clé à chaque reprise, de serrer par 1/2 tour.

On les désigne par la largeur de l’écrou; elles peuvent être simples ou doubles.

2. Les clés en tubes, droites ou coudées et les clés à pipe:

Elles permettent de serrer certains écrous qu’il est impossible d’atteindre avec une clé plate.


Clé en tube coudée


Clé a pipe

3. Les clés à ouverture réglable:

Elles permettent le serrage et le desserrage d’écrous de grosseurs différentes, mais elle sont plus lourdes que les clés à ouverture fixe et n’ont pas la même précision d’ouverture. Les plus employées sont les clés à molette, genre crescent.


Figure

4. Les clés dynamométriques:

Les boulons et vis d’assemblage d’éléments soumis à de fortes pressions doivent, après serrage, être tous soumis à la même tension, celle-ci étant déterminée avec précision. L’appréciation de cette tension ne peut être obtenue qu’avec une clé dynamométrique, clé munie d’un cadran qui enregistre le couple exercé par la tête de Une gamme complète de clés dynamométriques (chaque clé peut recevoir une série de douilles) permet de couvrir l’ensemble des besoins à partir de quelques cm/kg jusqu’à 560 m/kg.

5. Pour réaliser un assemblage résistant, la partie implantée des vis se détermine par rapport au diamètre comme pour les goujons.

Un goujon est une tige cylindrique filetée à ses deux extrémités, l’une d’elles est vissée (implantée) dans un trou, borgne ou non, taraudé dans la pièce. Les deux parties filetées sont séparées par un espace lisse cylindrique, ou parfois prismatique à section carée.

Le vissage des goujons se fait à l’aide d’une clé soit directement si le corps est prismatique, soit par l’intermédiaire d’un écrou et d’un contre-écrou bloqués si le corps est cylindrique.

6. Les vis à tête prismatique se serrent avec une clé, les autres avec un tournevis.


Figure


Figure

IV. Différentes types de vis

Une vis est une tige filetée portant généralement une tête; elle se fixe directement dans la pièce taraudée qui forme écrou. C’est donc la vis elle-même qui tourne pour sa mise en place ou son enlèvement.

Comme les boulons, les vis sont désignées par la forme de leur tête. Les principales vis à métaux sont représentées par les figures suivants.


Tête


Vis de manœuvre à violon moletée


Vis de positionnement et de maintien


Vis autotaraudeuses pour l’assemblage de tôles minces


Vis à tête spéciale pour serrage énergique

V. Les écrous

Ecrous à serrage à clés et permettant de réaliser différentes liaison.


Figure


Figure


Ecrous à créneaux


Manette de bloquage


Ecrou à serrage manuel

Le contre-écrou: c’est un écrou que l’on bloque sur un premier écrou, lui-même peut serre sur la pièce. Sous l’effet de la traction exercée par le contre-écrou sur la vis, les filets de celle-ci sont fermement appliqués par leur flanc inférieur sur ceux du contre-écrou et par leur flanc supérieur sur ceux de l’écrou. Au Voisinage du plan de séparation de l’écrou et contre-écrou, se produit donc un contact qui supprime totalement le jeu entre les filets de la vis et ceux de l’ensemble écrou - contre-écrou. Ce contact persiste même si les vibrations provoquent la création d’un jeu entre la pièce et l’écrou, et celui-ci ne peut donc se desserrer.


Figure


Figure

On conçoit que la pression ainsi réalisée entre les filets, et qui dépend essentiellement du contre-écrou, sera d’autant plus forte que celui-ci comptera plus de filets par rapport a ceux de l’écrou, qui s’oppose à son action. On aura donc intérêt, contrairement à l’usage courant, à prendre pour écrou en écrou plus bas que le contre-écrou.


Figure

Méthode de serrage

1. Serrer moyennement l’écrou

2. Maintenir l’écrou avec une clé pour éviter qu’il ne se serre plus fortement et serrer énergiquement le contre-écrou avec une autre clé.

VI. Freins d’écrou

Freinage par augmentation de l’adhérence soit des filets, soit delà portée.

On cherche a éviter le desserrage des écrous:

1. en améliorant le contact entre la pièce et l’écrou par une rondelle plate qui répartit sur une plus grande surface la force pressante exercée par l’écrou.


Figure

2. en maintenant le contact entre les filets de la vis et ceux de l’écrou; on emploi à cet effet:

a. la rondelle Grower: hélicoïdale, en acier trempé, de section carrée. Elle agit com-ressort. Ses extrémités s’enfoncent légèrement dans l’écrou et dans la pièce, opposant ainsi une résistance supplémentaire au desserrage. Choisir une rondelle «à gauche» pour les filetages à droite et une rondelle «à droite» pour les filetages à gauche;

b. la rondelle Belleville: de forme tronconique, elle assure, par déformation élastique, une pression constante entre les filets de l’écrou et ceux de la tige filetée. Elle est rarement employée seule; on en place deux en opposition, ou plusieurs empilées;

c. le contre-écrou: (voir §V. Les écrous)


Figure

3. en augmentant le frottement entre la vis et l’écrou

a. par l’emploi d’écrous fendus;
b. en faisant pression sur le filet.


Figure

4. au moyen de goupilles

a. fendues, elles se montent sait dans deux rainures d’un écrou, soit au-dessus d’un écrou;


Figure

Les branches inégales facilitent l’écartement

b. coniques, elles traversent la tige seule ou la tige et l’écrou.


Figure

5. au moyen de plaquettes arrêtoirs en acier doux, cuivre ou laiton; de formes diverses, elles prennent appui sur la pièce et se rabattent sur l’écrou.


Figure

Rondelle éventail ou à dents


Figure


Ecrou Pal


Ecrou type Simmonds

QUESTIONNAIRE pour l’étude à domicile et pour les COMPOSITIONS


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