Au cœur de ce qui rend les fixations fiables et résilientes est le concept de couple. Le couple n'est pas seulement une mesure de la force de virage; C'est la clé pour s'assurer que les composants et les machines maintenus ensemble par ces petites mais puissantes pièces restent en place.
Ci-dessous, nous allons jeter un œil à la science derrière le calcul du couple de fixation. Espérons que cela puisse fournir un aperçu de la façon d'obtenir de meilleures performances, de la sécurité et de la fiabilité dans les applications de fixation.
Comprendre le couple
Le couple est la force de rotation utilisée pour tourner un écrou, un boulon ou une vis dans le cadre d'un joint boulonné.Vous verrez un couple mesuré par Newton Metter (NM) en unités métriques et livres par pied (lb \/ pi) en unités de pouces.
La relation entre le couple et la tension
Le couple est étroitement lié à une autre mesure: la tension ou l'étanchéité. En fait, l'un est rarement discuté sans référence à l'autre.
La relation entre le couple et la tension est simple:À mesure que le couple augmente, la tension dans l'articulation augmente.Plus vous utilisez de force pour tourner une fixation, plus le joint boulonné est serré.
Pourquoi le couple de fixation est-il important?
Le couple est une mesure critique dans le monde des fixations. Il est important de faire attention et de faire le bien pour votre demande. Pourquoi?
Un boulon sous torque sera plus lâche que nécessaire et ne pourra pas fournir autant de force de serrage que nécessaire. Un boulon sur-torqué peut se déformer - le déshabillage du fil, les têtes qui éclatent, etc. - ou se briser. Ce dernier morceau est important à retenir, car beaucoup croient que plus serré est meilleur. Ce n'est pas toujours le cas.
Facteurs affectant le calcul du couple
Le facteur le plus important affectant la relation entre le couple et la tension, et donc la quantité appropriée de couple, est la friction. Il existe plusieurs facteurs qui peuvent affecter la quantité de frottement dans un joint boulonné, notamment:
Filetages grossiers vs fins -Les fils fins ont plus de frottement que les fils grossiers.
Classe de l'ajustement du fil -Les systèmes de threads avec un ajustement plus serré ont plus de frottement que ceux avec un ajustement plus lâche. Par exemple, 3a \/ 3b est un ajustement plus serré que 2A \/ 2B, et donc plus de frottement pour 3A \/ 3b.
Matériel et grade -Le type de matériau utilisé et sa difficulté aura un impact sur la friction.
Revêtements -Différents revêtements de fixation auront un impact important sur la friction.
Conditions de surface portant -La quantité de surface, et à quel point elle est rugueuse, affecte le frottement.
Lubrification -Différents lubrifiants auront également un impact important sur la friction.
Comment calculer le couple de fixation
Il existe quelques façons de calculer le couple de fixation: avec une formule mathématique et un test physique.
Formule de couple de fixation
L'équation T=KDP est utilisée pour estimer les calculs de couple de fixation, où:
T=couple dans Newton-METERS (NM)
K=Coefficient de frottement
D=Diamètre de la fixation en millimètres (mm)
P=La tension souhaitée dans KiloneWtons (KN)
Test de tension de couple
Pour calculer le couple de fixation, vous pouvez exécuter un test de tension de couple. Un test de tension de couple est la mesure du couple d'entrée requise pour un joint boulonné pour obtenir une tension spécifiée.
Une configuration de test typique est indiquée sur la photo ci-dessous. Il se compose d'un boulon d'essai, d'une rondelle d'essai et d'un écrou d'essai de manière lâche dans un luminaire de test appelé Skidmore. Le luminaire de test contient une cellule de charge qui peut mesurer la quantité de tension dans l'articulation.
L'écrou est tourné lentement jusqu'à ce qu'une quantité prédéfinie de tension soit atteinte. Au fur et à mesure que le joint est resserré, cette action étend le boulon, créant une charge de pince sur le joint (dans ce cas, le skidmore). La quantité de couple nécessaire pour faire tourner l'écrou à la tension souhaitée est mesurée.
Spécifications de fixation connexes
Il existe deux spécifications de l'industrie qui sont bonnes à être conscientes en ce qui concerne le couple de fixation: USCAR 11-2 et ISO 16047.
USCAR 11-2"Fournit une méthode de test pour déterminer la relation de tension de couple d'une finition de fixation telle qu'elle est appliquée à une vis de substitution dans le but de mesurer la caractéristique de frottement de la finition de fixation." C'est une norme qui a été développée et qui est maintenue par le US Council for Automotive Research (USCAR) - un mélange d'employés Chrysler, Ford et General Motors.
ISO 16047"Spécifie les conditions de réalisation de tests de force de couple \/ serrage sur les attaches filetées et les pièces connexes."