Pourquoi utiliser une vis de trop grand diamètre quand une plus petite convient ?
Question :
Pourquoi utiliser une vis de trop grand diamètre quand une plus petite convient ?
Comment mieux dimensionner les vis et écrous ?
L’assemblage par vissage (vis dans un taraudage) ou par boulonnage (vis + écrou), que nous appellerons en général « assemblage vissé » utilise le principe du filet hélicoïdal afin de transformer une action de rotation – le vissage – pour obtenir une précontrainte – le serrage – par l’allongement de la vis.
Le vissage est réalisé par des outils manuels ou motorisés appliquant un couple de vissage sur la vis ou l’écrou. L’énergie apportée a plusieurs actions principales : vaincre les frottements dans les filets, vaincre les frottements sous la tête de vis ou sous l’écrou, générer l’allongement de la vis qui créera sa tension et appliquera la précontrainte d’assemblage.
Or les frottements dans les filets créent une torsion dans la vis qui diminue ses capacités en tension [la contrainte équivalente = √(tension² + 3xtorsion²) ].
Ce phénomène parasite devient de plus en plus important sur des vis de grand diamètre. Il faut tenir compte de la torsion générée par le vissage pour dimensionner les vis, ce qui amène souvent à un surdimensionnement des vis, des pièces à assembler,…, grévant l’encombrement, le poids et le prix de l’ensemble.
Vous pouvez aujourd’hui dimensionner plus efficacement en utilisant des composants ou des méthodes qui ne génèrent que de la tension dans la vis, sans torsion.
Le groupe HEICO propose une gamme innovante d’écrous tensionneurs à vis multiples permettant la création de la tension, sans rotation de l’écrou, donc sans torsion. Le serrage se fait par le vissage de plusieurs vis de pressions qui créent l’allongement de la vis à tendre. Ce mode de mise en précontrainte est très performant, répétable, compense les tassements en continu durant le serrage. Le vissage des vis de pression ne requière qu’un faible couple, le vissage peut-être assuré par une clé dynamométrique manuelle. Vous pouvez serrer des écrous de grand diamètre à la main, sans avoir recours à des outils hydrauliques lourds, dangereux, chers,..
Exemple
Lors de la conception d’une machine, vous avez besoin d’un serrage à 1 000 kN.
Solution classique : montage par vissage : vous définissez la vis qui pourra créer 1 000 kN de précontrainte dans l’assemblage, en tenant compte des pertes dues aux frottements, à la torsion dans la vis et à la tolérance de l’outil de vissage.
Un rapide calcul montre que vous devez utiliser une vis M68 (classe 8.8) et la visser à 20 000 Nm (!) pour obtenir au minimum 1 000 kN de précontrainte en tenant compte des dispersions dans l’opération.
exemple de calcul suivant NFE 25030 (Formule de Kellermann & Klein)
En utilisant un écrou tensionneur HEICO-TEC® classe 8, vous pouvez obtenir la même précontrainte dans une vis (8.8) M56 ! Vous utilisez la pleine capacité de la vis.
Le vissage des vis de pression sera effectué avec un couple de 205 Nm, accessible avec une clé dynamométrique manuelle. La dispersion de la précontrainte est de ±5% à ±10% au lieu de ±27% pour un vissage classique (selon NF E 25030).
Résumé des caractéristiques pour une précontrainte de 1 000 kN :
La gamme d’écrous tensionneurs HEICO-TEC® est décrite sur le site de HEICO France
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