Devons-nous ajouter un couple anti-desserrage au couple de serrage des-écrous autobloquants ?

Écrous autobloquants-, également connus sous le nom de contre-écrous, comprennent principalement trois types : les-écrous autobloquants-autobloquants entièrement métalliques, les-écrous autobloquants à insert métallique-et les écrous autobloquants à clip métallique-. Tous les-écrous autobloquants-métalliques peuvent être divisés en deux sous-types : l'un est le type à face d'extrémité rivetée à trois-points, qui forme des caractéristiques de verrouillage en affectant légèrement le pas du filetage ; l'autre est le type de déformation par extrusion du côté opposé, qui transforme le filetage d'extrémité d'une forme circulaire en une forme elliptique pour réaliser la fonction de verrouillage. L'impact du coefficient de frottement sur la précharge finale a été largement reconnu et apprécié, mais de nombreuses personnes ont encore des doutes sur la manière de concevoir le couple de serrage des écrous autobloquants. Aujourd'hui, le rédacteur en chef du Jiangsu Jinrui discutera de cette question avec vous.

1. Description du couple des-écrous autobloquants dans VDI 2230

La norme VDI 2230 indique clairement le couple de serrage des écrous autobloquants : lors de la détermination ou du calcul du couple de serrage de tels composants, en plus du couple de serrage du filetage (MG) et du couple de serrage de la surface d'appui (MK) conventionnels, il est également nécessaire de prendre en compte le couple de serrage du filetage- (MU, exclusif aux écrous autobloquants-) et le couple de résistance supplémentaire de la surface d'appui (MKzu, comme dans le scénario de serrage des écrous dentés boulons/écrous).

Cependant, la norme ajoute que pour les assemblages de fixations à précharge élevée-, le filetage fonctionnant-en couple (MU) peut être négligé. Cela signifie que lorsque le boulon est serré à un état de précharge -élevé, MU n'a pas besoin d'être inclus dans le couple total. Cependant, la norme ne précise pas davantage ce qui constitue une « précharge élevée » ni comment la définir et la mesurer.

2. Coefficient de friction mesuré des contre-écrous

En prenant les écrous autobloquants à insert en nylon-comme objet de test, les problèmes pertinents sont expliqués uniquement par les opérations de serrage des écrous. Leurs courbes d'angle de couple-angle et de force axiale-montrent que les contre-écrous ont une étape de couple de rodage-évidente : lorsque le boulon est vissé dans l'écrou jusqu'à ce qu'il touche la pièce de verrouillage, un couple de rodage spécifique-de serrage (c'est-à-dire un couple d'anti-desserrage) est généré ; une fois que le filetage du boulon a complètement dépassé la pièce de verrouillage, le couple de rodage-entre dans une phase stable et ne continue plus d'augmenter ; lorsque l'écrou est entièrement fixé au composant connecté, le couple augmente proportionnellement à l'angle de rotation.

Lors de l'étape de couple de fonctionnement-, la force axiale du boulon est pratiquement nulle et la courbe est à peu près une ligne droite horizontale-ce qui signifie que le couple de serrage affiché à ce moment n'a pas été converti en précharge effective. À partir des courbes d'angle du coefficient de frottement du filetage-angle et du coefficient de frottement total-, on peut voir que le coefficient de frottement change avec l'angle de serrage : une fois l'écrou fixé au composant connecté, le coefficient de frottement du filetage et le coefficient de frottement total diminuent à mesure que la force axiale (ou l'angle de rotation) augmente. Cela indique que lorsque le couple de serrage ducontre-écrouest faible, il ne peut pas être défini ou calculé selon la relation conventionnelle de couple-force axiale ; au lieu de cela, il est nécessaire d'utiliser le coefficient de frottement réel ou de considérer que le couple de rodage-est cohérent avec les conditions de travail réelles.

Le coefficient de frottement de la surface d'appui des contre-écrous change légèrement : une fois l'écrou fixé au composant connecté, son coefficient de frottement de la surface d'appui est fondamentalement cohérent avec celui des écrous non verrouillables ordinaires, et il n'y a pas de fluctuation significative avec l'augmentation de la précharge (force axiale du boulon).

Si le contre-écrou est développé en fonction du coefficient de frottement défini, il peut être serré selon le couple de serrage conventionnel en fonctionnement normal, et il n'est pas nécessaire de prendre en compte en plus le couple de rodage-. En effet, le test du coefficient de frottement des contre-écrous est effectué dans des conditions de charge d'épreuve de 75 % et le coefficient de frottement réel peut répondre aux exigences de développement lorsqu'il est serré selon le couple de serrage conventionnel. Les résultats des tests montrent que lorsque le contre-écrou est serré à 1 600 degrés, le coefficient de frottement du filetage est fondamentalement stable-à ce moment, il atteint environ 50 % de la précharge finale et le coefficient de frottement du filetage est fondamentalement cohérent avec le coefficient de frottement final, maintenant un état stable.

Sur cette base, on peut clarifier que si la précharge conçue de l'écrou autobloquant-atteint 40 % de la charge d'épreuve du boulon ou plus, il n'est fondamentalement pas nécessaire de prendre en compte le couple de rodage- ; la « précharge élevée » mentionnée dans la norme VDI 2230 doit être d'au moins 40 % de la charge d'épreuve. Si le couple conçu est trop faible, le couple de rodage-de l'écrou autobloquant-doit être inclus.

De plus, il convient de noter que pour les fixations avec des dents sur la tête du boulon ou sur la surface d'appui de l'écrou, la norme VDI 2230 ne spécifie pas de scénarios dans lesquels le couple supplémentaire peut être négligé-, ce qui signifie que ces fixations dentées doivent prendre en compte le couple supplémentaire sous la tête/la surface d'appui dans tous les cas. En effet, lorsque les fixations dentées sont serrées, leur coefficient de frottement (ou coefficient de frottement équivalent) augmente progressivement ; en particulier sous une précharge élevée, le coefficient de frottement équivalent augmente considérablement, ce qui équivaut à la surface d'appui tête de boulon/écrou exerçant un effet d'extrusion et de rayures sur la surface du composant connecté.

3. Scénarios dans lesquels le couple de fonctionnement-des contre-écrous doit être pris en compte

Par exemple, dans le scénario de connexion entre la tige de piston d'un amortisseur et la base de montage (support) : pour réduire le poids, le diamètre extérieur de la tige de piston n'est généralement pas conçu pour être trop grand, et la taille effective de la surface d'appui n'est souvent qu'environ 3 mm, voire plus petite dans certaines conceptions. Par conséquent, dans le but de répondre à diverses exigences de service, le couple de serrage de l'écrou de montage ne peut pas être réglé trop haut-sinon, un couple excessif peut facilement provoquer un écrasement ou une déformation plastique permanente de la base de montage, entraînant une atténuation de la précharge. Du point de vue des exigences de force, aucune force de serrage excessive n'est nécessaire ici pour résister aux charges externes, de sorte que le couple de serrage de l'écrou au sommet de l'amortisseur est généralement faible. En prenant comme exemple un écrou avec une spécification de filetage de M14 × 1,5, son couple de serrage n'est souvent que d'environ 60 Nm. Cependant, le couple de fonctionnement standard maximal-d'un écrou autobloquant M14×1,5-10 tout-autobloquant-en métal est de 31 Nm. Si le couple de rodage réel-est proche de cette valeur, lors d'un serrage à 60 Nm, la force de serrage effective peut diminuer. Par conséquent, la détermination du coefficient de frottement de l'écrou autobloquant-est cruciale dans des scénarios de conception à couple aussi faible-, et l'impact du couple de rodage doit être souligné.