Visserie : comment et pourquoi ne pas se tromper

[mumus]

Constatant aujourd'hui l'utilisation par des tierces personnes (autrement dit : pas moi :-° ) de vis et écrous (vraiment pas chers) en provenance d'un BricoTruc quelconque sur des systèmes à forte charge, je vous propose une synthèse des indications normalisées que l'on peut trouver sur les boulons.

Traduction : j'ai séparé des voiles de jante d'une camionnette où le précédent propriétaire avait mis des boulons de merde (mais neufs "pour faire beau"). Pourtant, c'était un carrossier (et donc un pro) qui aurait je crois dû être sensible à ce genre de détail.

Notre asso/forum étant un espace qui rassemble des +/- mécanos, +/- initiés, +/- débutants, etc. ; je trouve utile de mettre le doigt sur ce point qui me semble important pour notre sécurité.

Si ça n'a aucune importance pour monter un autoradio ou un plafonnier, lorsqu'il s'agit de fixer ses trains (ou ses supports moteur, cloche d'embrayage, attelage, étriers, etc) l'usage veut en toute logique que le choix de sa boulonnerie ne soit pas le fait du hasard...



Édit
Voici les sources sur lesquelles je me suis appuyé pour ce qui suit :
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http://www.technocalcul.com" onclick="window.open(this.href);return false;
http://www.robertix.com" onclick="window.open(this.href);return false;
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[mumus]

Le pas Le pas caractérise le filetage d'une vis ; il correspond à la distance entre les deux sommets du filetage.
Il existe des pas dits normaux (dits pas gros ou standard) et des pas fins.


A l'exception de problèmes particuliers, réglages, sollicitations dynamiques élevées, il est préférable de choisir un filetage à pas normal, plutôt qu'un filetage à pas fin.
Ce dernier impose des moyens de serrage précis et présente des difficultés de mise en œuvre.

La vis

TH : Tête Hexagonale / TCHC : Tête Cylindrique Hexagonale Creuse / STHC : Sans Tête Hexagonale Creuse / TFHC : Tête Fraisée Hexagonale Creuse
TBHC : Tête Bombée Hexagonale Creuse / TRCC : Tête Ronde Collet Carré / TCF : Tête Cylindrique Fendue / TFF : Tête Fraisée Fendue
TFC : Tête Fraisée Cruciforme / TFBC : Tête Fraisée Bombée Cruciforme / TCC : Tête Cylindrique Cruciforme

• Le choix de l'entraînement, tête hexagonale, fente, empreinte (six pans creux, cruciforme, six lobes internes…) dépend de divers paramètres : place pour le passage de l'outil, couple, type de montage (manuel ou automatique, recherche d'un moyen pour éviter un démontage facile, etc).
• Le choix de la forme de tête est guidé, généralement, par des raisons d'implantation ou d'esthétique.
  Lorsque la place manque, ou pour des raisons de sécurité, on utilise souvent les têtes fraisées ou cylindriques qui peuvent être noyées dans la pièce à assembler.
  Dans ce choix, il ne faut pas oublier le problème des efforts de frottement sous tête et de l’intérêt, lorsqu’on le peut, d’assurer un serrage par l’écrou.

La rondelle
Il existe une grande variété de rondelles et leur choix doit être guidé par les besoins spécifiques de l'assemblage.
On peut cependant classer les rondelles en quelques grandes familles selon leur fonction principale :

• supprimer le frottement direct entre la tête de vis ou l'écrou et la pièce à assembler afin d'éviter une meurtrissure éventuelle de la pièce.
• répartir l'effort de serrage sur une plus grande surface de la pièce à assembler afin de diminuer la pression moyenne sur la pièce ou recouvrir un trou de passage agrandi ou une boutonnière (rondelle de diamètre extérieur élargi).
• s'opposer au dévissage de la vis ou de l'écrou (rondelle dentée ou striée).
• s'opposer au desserrage de l'assemblage en cas de tassement (rondelle conique ou ondulée).

La conception de l'assemblage doit être telle que la rondelle ne doit pas être entraînée par la rotation de la vis ou de l'écrou lors du serrage.

L'écrou
A l'exception des cas très particuliers (immobilisation en rotation, encagement), les écrous carrés ne doivent pas être utilisés.
Parmi les écrous hexagonaux, on peut citer divers produits :

• écrous de hauteur normale d'emploi courant, qui conviennent à une utilisation rationnelle des vis et goujons.
• écrous bas, de faible encombrement, qui ne permettent pas d'obtenir une tension normale dans les vis, mais conviennent comme contre-écrou.
• écrous hauts, utilisés pour décharger les filets de la vis, ou pour augmenter la hauteur de prise de clé.
• écrous autofreinés, employés pour limiter les risques de desserrage.
• écrous à embase, destinés à augmenter la surface d'appui.

L'association des éléments de fixation Un boulon est un organe d'assemblage constitué d'une vis à filetage uniforme et extrémité plate (ou tige filetée), et d'un écrou (et éventuellement d'une rondelle). Dans le langage commun, le mot "boulon" est souvent employé à tort pour désigner un écrou seul.

Association vis-écrou
Un assemblage la vis doit généralement céder avant l'écrou. A chaque classe de qualité de vis est associée une classe de qualité d'écrou : la classe de qualité de l'écrou est repérée par le premier nombre de la désignation des vis de classe de qualité maximale avec lesquels ces écrous peuvent être assemblés
Ainsi : 8 pour l'écrou => 8.8 maxi pour la vis ; 10 pour l'écrou => 10.9 maxi pour la vis.
Cas particulier : les écrous bas sont repérés par un zéro suivi d'un chiffre (exemple 04).

Association vis-rondelle
Alors que l'association vis-écrou est aisée à réaliser, grâce aux symboles de classe de qualité, il n'en va pas de même pour les rondelles.
Le choix d'une rondelle dépend, en particulier, de la fonction que l'on cherche à assurer, de la classe de qualité de la vis utilisée, des conséquences de la présence de la rondelle sur le couple de serrage de l'assemblage.
La règle principale à respecter dans l'association vis-rondelle, consiste à choisir une rondelle de dureté au moins égale à celle de la vis.

Le revêtement Les facteurs de choix d'un revêtement concernent l'aspect du produit, sa résistance à la corrosion et l'influence sur le coefficient de frottement.
En aucun cas, un revêtement n'améliore les caractéristiques mécaniques d'un élément de fixation.


Il existe une norme définissant les tests à mettre en place pour mesurer la résistance à la corrosion, c'est le test au brouillard salin.
Le principe : soumettre une vis à une atmosphère constituée d'air et de brouillard contenant un taux de sel déterminé, on note lors de ce test le temps nécessaire à l'apparition de rouille sur les produits soumis aux tests.

La résistance des différents revêtements

Toutes les finitions du tableau ci-dessus présentent dans tous les cas une corrosion au brouillard salin. Elles sont à éviter en usage extérieur soumis aux intempéries ou à des atmosphères agressives, sauf si elles sont protégées après pose par une peinture ou un traitement chimique particulier. En dehors de cette méthode, il est impossible de garantir une tenue à la corrosion dans le temps.

[mumus]

Le serrage au couple


Qu’est-ce qu’un couple ?

Le couple représente l’intensité de la force exercée sur un objet entraînant la rotation de cet objet.


Qu’est-ce que le serrage de couple?

Il s’agit de l’application d’une précharge sur un assemblage en faisant pivoter l’écrou de l’assemblage en question.


Le serrage de couple et la précharge

L’intensité de la précharge créée lors du serrage de couple dépend largement des effets du frottement.

Il existe trois “composantes de couple” principales distinctes:

• le couple servant à serrer le l’écrou
• le couple servant à surmonter les frottements sur les filets des goujons et des écrous
• le couple servant à surmonter les frottements exercés sur la face plate de l’écrou (surface de contact).

L'unité de mesure

Dans le Système International, le couple (ou moment de force) s'exprime en Newton-mètre (Nm).
Un (1) Nm équivaut environ l'effort de rotation que produirait un poids de 100 g au bout d'un bras de levier d'une longueur de 1 mètre.



Par tradition les mécaniciens utilisent le "mètre-Kilo" où "mètre-kilogramme force" : c'est le couple exercé par un poids de 1 kg au bout du même bras de 1m (toujours avec un angle droit entre la direction de l'effort et le bras de levier).
On peut par exemple retrouver ce "mètre-kilo" dans des anciennes RTA

Pour simplifier on dira par exemple "serrer à 6 kilo" c'est à dire à 6 m.kg soit environ 60N.m

Il y a une très légère différence entre des daN.m (décanewton-mètre) et des m.kg : 10 N.m=1 daN.m= 1.01971621298 m.kg
Il n'y a pas de différence entre des m.N (mètre-Newton) et des N.m (newton-mètre).

[mumus]

Caractéristiques mécaniques des vis et écrous
La vis Le symbole de classe de qualité se compose de deux chiffres ou de deux nombres

• Le premier représente le 1/10 de la résistance nominale à la traction (Rm) en Kg/mm² du noyau de la vis (As).
• Le deuxième représente 10 fois le rapport entre la limite nominale d'élasticité (Re) et la résistance nominale à la traction (Rm).

La multiplication de ces deux chiffres donne la limite nominale d'élasticité (Re) en Kg/mm² du noyau de la vis (As).
Cela signifie que lorsque l'on exerce une traction sur une vis, celle-ci se déforme petit à petit jusqu'à rupture :

• Si cette traction est inférieure à Re, la vis ne subit aucun dommage.
• Si cette traction est supérieure à Re mais inférieure à Rm, la vis se déforme de façon permanente. Même si l'on relâche la traction, la vis reste déformée, ce qui rend son démontage impossible.
• Si cette traction est supérieure à Rm, la vis se déforme, s'allonge puis casse.

Il est donc nécessaire lors de tout assemblage, que l'effort exercé sur la vis soit inférieur à Re.



Le marquage

Le marquage des classes de qualité est obligatoire pour les boulons et les vis à tête hexagonale d'un diamètre supérieur ou égal à 5 mm, de préférence sur le dessus de la tête.
Le marquage des classes de qualité supérieures ou égales à 8.8 est obligatoire pour les vis six pans creux (type BTR) d'un diamètre supérieur ou égal à 5 mm, de préférence sur le dessus de la tête.
La marque d’identification du fabricant est recommandée pour les produits qui ne sont pas marqués de la classe de qualité.

L'écrou Les écrous hexagonaux de filetage supérieur ou égal à 5 mm et de toute classe de qualité doivent être marqués soit en creux sur un coté ou une face d'appui de l'écrou, soit en relief sur le chanfrein.

Les écrous de hauteur normale (hauteur nominale ≥ 0,8d) sont désignés par un chiffre indiquant la classe de qualité maximale des vis avec lesquelles ils peuvent être montés.
Des écrous d’une classe de qualité supérieure peuvent remplacer des écrous d’une classe de qualité inférieure, particulièrement si l’assemblage vis/écrou doit subir une contrainte supérieure à la limite d’élasticité ou à celle de la charge d’épreuve de la vis.



Exemple :
Marquage 8 sur l'écrou => écrou de classe 8

Les écrous bas (hauteur nominale ≥ 0,5d mais < 0,8d) reprennent la même désignation précédée
d'un zéro (0). Il indique que la capacité de charge d’un assemblage vis-écrou est réduite par rapport à la capacité d’un assemblage vis-écrou «Ecrous de hauteur nominale ≥ 0,8d». La capacité de charge effective n’est pas uniquement déterminée par la dureté de l’écrou et par la hauteur de filetage utile, mais également par la résistance à la traction de la vis avec laquelle l’écrou est assemblé.
L'écrou bas est adapté au bloquage type "écrou - contre écrou")



Exemple :
Marquage 04 => écrou bas de classe 4




Pour conclure simplement...

Au delà de la résistance générale de la vis, il faut porter une attention particulière aux choix du boulon complet (vis + écrou) lorsqu'on le change, lorsqu’il a pu être allongé ; ainsi qu'au serrage effectué

• Un serrage trop faible : risque de desserrage de l’assemblage.
• Un serrage trop fort risque de déformation des pièces ou de rupture de la vis.

[mumus]

Généralités Afin d’assurer la sécurité d’un assemblage vissé, il est nécessaire d’exercer une tension initiale dans la vis : c’est la force de serrage (Fo), exprimée en Newton.

Cette force de serrage, est fonction du couple de serrage (Cs) appliqué sur la vis et du coefficient de frottement (μ), ce qui permet de mettre les pièces assemblées en pression lors du serrage de la vis.


Ou encore...
Lors de la mise en œuvre d'un assemblage, on exerce un couple Cs sur le système vis-écrou afin de mettre en tension l'assemblage d'une valeur d'effort Fo. Pour un même couple Cs appliqué, la valeur Fo dépend du coefficient de frottement µ du système.

Ou encore plus simplement...
Fo : c'est la force qui appui sur la pièce au niveau de la tête de la vis et/ou du boulon
Cs : c'est le couple qui a été "donné" en serrant le couple vis-boulon



Impératif Posséder, acheter ou se faire prêter une clef dynamométrique... La lubrification du filetage La lubrification réduit la friction pendant le serrage, réduit le risque de rupture de la vis ou du goujon pendant l’installation et augmente leur durée de vie. Toute variation au niveau des coefficients de frottement influe sur l’intensité de la précharge obtenue avec un couple précis. Quand le niveau des frottements augmente, l’intensité du couple transformé en précharge baisse.

Appliquer des composés lubrifiants et anti-grippage aussi bien sur la sur la face plate et sur les filets de l’écrou.



Avec tout ça : comment savoir à quel couple serrer mes boulons ? Il suffit de trouver la colonne Cs qui correspond à votre vis...

Visserie phosphatée ou zinguée - Lubrification adaptée de bonne qualité (μ_moyen = 0,10)



Visserie noire ou zinguée - Lubrification sommaire (état de livraison) (μ_moyen = 0,15)



Visserie revêtue ou non - Montage à sec (μ_moyen = 0,20)






Petit cadeau

Tableau de récap' des pas et et taille des clefs suivant le diamètre
C'est pour ça qu'on ne dit pas un boulon de 13 mais une vis de 8 !

[Bear]

Je sens que je vais passer souvent faire mumus(e) ici moi . . . MERCI ! . . . Et hop, dans mes "favoris".
Une question cependant : "Appliquer des composés lubrifiants et anti-grippage aussi bien sur la sur la face plate et sur les filets de l’écrou."
Un petit coup de WD40 suffit ?

[Gordinette]

Oui un petit coup de WD40 Suffit sont seul soucis c'est que dans le temps il va finir par s'évaporer et la surface sera de nouveau sèche.
Mais par exemple il m'arrive d'en mettre sur les goujons de roues, sa permet de lubrifier au serrage pour être certain de sont couple. Il lubrifie juste ce qu'il faut et non pas excessivement, ce qui pourrait amener l'ensemble à ce desserrer. Sinon tu peut mettre aussi une petite goutte d'huile fine ou un pointe, j'ai bien dit une pointe et pas un noix , de graisse assez fluide aussi. Pour ce genre d'application j'utilise celle ci http://graisse-belleville.fr/graisse-gr ... 00740.html" onclick="window.open(this.href);return false; elle est très fine et adhère partout.

[makaloway]

Allez encore un bon plan by Mumus!!!

Merci pour ces mines d’informations!!!

A++

[makaloway]

Allez hop Luciad23 = dehors!