{{{sourceTextContent.title}}}

Quelles sont les différences entre le serrage de boulons et le serrage d'écrous ?

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

les différences entre le serrage des boulons et le serrage des écrous

{{{sourceTextContent.description}}}

Dans les secteurs industriels tels que l'assemblage automobile et la fabrication de machines, la fixation par filetage est une méthode d'assemblage de base largement utilisée. L'application de procédés tels que la méthode du couple et la méthode couple-plus-angle a rendu le contrôle de la précharge dans la fixation filetée de plus en plus précis. Dans les structures de connexion boulon-écrou conventionnelles, il existe deux méthodes d'opération : fixer la tête du boulon et serrer l'écrou, et tenir l'écrou et serrer le boulon. Bien que ces deux méthodes ne semblent différer que par l'objectif de l'opération, elles présentent en réalité des différences significatives dans de multiples dimensions, notamment les spécifications du processus, la performance de la force et la mise en œuvre pratique. Le choix de la méthode de serrage appropriée est essentiel pour garantir l'efficacité de la fixation et améliorer la fiabilité de la connexion des équipements.

I. Normes et applications conventionnelles : Pas d'exigences obligatoires, préférence pour le serrage de l'écrou
À l'heure actuelle, il n'existe pas de normes nationales explicites ou de spécifications industrielles qui imposent l'utilisation exclusive du serrage des boulons ou des écrous pour les assemblages boulons-écrous. Du point de vue des principes de conception, les deux méthodes de serrage sont possibles.
Dans la pratique de la production à long terme, le serrage des écrous est devenu le choix le plus courant pour les assemblages boulons-écrous conventionnels en raison de sa stabilité opérationnelle et de son universalité, et il s'agit de la méthode d'exploitation générale utilisée sur les sites d'assemblage dans diverses industries. La méthode de serrage des boulons n'est choisie pour achever l'assemblage qu'aux endroits où l'équipement de serrage n'est pas accessible ou lorsque les conditions d'espace sont limitées.
II. États de contrainte : Théoriquement cohérents, mais des écarts se produisent en raison de différences structurelles dans la pratique
(A) Niveau théorique : Pas de différence essentielle dans la contrainte exercée sur les boulons
D'après une analyse des principes mécaniques, que l'on serre le boulon ou l'écrou, le corps du boulon résiste simultanément à deux contraintes essentielles : la contrainte de traction causée par la précharge et la contrainte de cisaillement en torsion appliquée par le couple de filetage. Si le coefficient de frottement entre le boulon et l'écrou reste constant et que les diamètres des surfaces d'appui correspondent parfaitement, la contrainte combinée sur le boulon ne présentera pas d'écarts significatifs et, théoriquement, le même effet de fixation peut être obtenu.

(B) Niveau pratique : Les différences structurelles entraînent des écarts de contrainte et de couple
Dans l'assemblage réel, les effets de contrainte des deux méthodes sont susceptibles de présenter des écarts, la cause principale étant les détails structurels et les problèmes de correspondance dimensionnelle entre les boulons et les écrous.

Coefficients de frottement incohérents : Les dimensions de l'angle inclus de la surface d'appui de la tête du boulon et de la surface d'appui de l'écrou présentent souvent des écarts de conception, ce qui entraîne directement des difficultés à maintenir des coefficients de frottement uniformes entre les deux, modifiant ainsi le couple de frottement pendant le serrage et provoquant des fluctuations évidentes de la contrainte combinée sur le boulon.

Correspondance dimensionnelle déraisonnable : si l'on ne prête pas attention à la compatibilité entre les boulons et les écrous lors de la conception, par exemple en choisissant des séries de normes nationales différentes pour les boulons et les écrous de brides, cela entraînera un décalage entre les diamètres des surfaces d'appui des deux. Les différences de diamètre de frottement équivalent affecteront davantage l'efficacité de la transmission du couple, réduisant de manière significative la précision du contrôle de la précharge. Par conséquent, lors de la phase de conception, la priorité doit être donnée à la sélection de produits adaptés avec des diamètres de surface d'appui de boulons et d'écrous cohérents afin de réduire les écarts de fixation à la source.

III. Mise en œuvre pratique : Différences significatives en termes d'espace, d'outils et d'opérations
Les deux méthodes de serrage présentent des différences significatives en termes de commodité opérationnelle, d'encombrement et d'adaptabilité des outils lors de l'assemblage réel, ce qui a une incidence directe sur l'efficacité de la production et la difficulté de l'assemblage. Il s'agit également de considérations importantes pour la sélection des méthodes de serrage sur site.

(A) Utilisation de l'espace et insertion des boulons : Le serrage de l'écrou présente de plus grands avantages opérationnels
La méthode consistant à insérer le boulon de l'extérieur et à serrer l'écrou de l'intérieur est plus pratique à utiliser. Il suffit de réserver de l'espace pour l'épaisseur de l'écrou, la longueur de la saillie du boulon et une petite quantité d'outillage anti-rotation pour répondre aux besoins d'assemblage. Si l'on insère le boulon de l'intérieur et qu'on le serre ensuite, non seulement l'alignement des trous de boulon est plus difficile, mais il faut aussi un espace de travail plus grand, ce qui impose des exigences plus strictes en matière d'espace sur le site d'assemblage.

(B) Adaptabilité des outils : Chacun a ses caractéristiques, avec peu de différence en termes de coût global
Lors du serrage du boulon, des douilles courtes peuvent être sélectionnées directement, ce qui offre une meilleure adaptabilité de l'outil sans qu'il soit nécessaire de tenir compte de la longueur de la saillie du boulon. Lors du serrage de l'écrou, les douilles doivent être sélectionnées en fonction de la longueur de saillie du boulon. Certains boulons à fonction de guidage ont des saillies plus longues et nécessitent l'utilisation de douilles longues, ce qui non seulement augmente les coûts d'approvisionnement en outils, mais peut également réduire la rigidité des douilles.

Cependant, dans la production réelle, la conception de l'outillage anti-rotation utilisera des douilles longues à l'autre extrémité, de sorte que les coûts globaux de la sélection des outils pour les deux méthodes ne diffèrent pas de manière significative. Les facteurs liés à l'outil ne constituent pas la base essentielle de la sélection des méthodes de serrage.

(C) Perte opérationnelle : le serrage des boulons produit facilement un couple de frottement supplémentaire
Le serrage des boulons présente un problème facilement négligé : la perte de friction supplémentaire causée par l'alignement de l'assemblage. Si l'assemblage de boulons présente un léger défaut d'alignement, au cours du processus de serrage, la tige du boulon génère un frottement supplémentaire avec le trou du boulon, ce qui augmente directement le couple de frottement et oblige à augmenter le couple d'entrée réel. En revanche, les opérations de serrage d'écrous ne sont pas affectées par les problèmes d'alignement des boulons et n'ont pas à supporter cette perte de couple supplémentaire.

IV. Industries spéciales : Différences significatives dans les exigences de couple, avec des exigences de couple plus élevées pour le serrage des boulons
Les différences de couple entre les deux méthodes de serrage sont plus marquées dans les industries spéciales, par exemple dans l'industrie aéronautique : le couple nominal requis pour le serrage des boulons dans l'industrie aéronautique est environ 10 % plus élevé que celui requis pour le serrage des écrous.

Outre les écarts de frottement et les pertes de couple supplémentaires dues à l'alignement de l'assemblage mentionnés ci-dessus, cette différence est également liée aux conceptions spéciales de l'industrie aéronautique. Les boulons d'aviation adoptent souvent des processus d'ajustement serré, et le diamètre de la surface d'appui du boulon est relativement faible. Ces facteurs amplifient encore l'écart de couple requis entre les deux méthodes de serrage.

Conclusion
Le serrage des boulons et le serrage des écrous ne sont pas simplement des choix opérationnels, mais nécessitent un jugement global basé sur l'espace d'assemblage, la compatibilité des outils, les dimensions structurelles des pièces et les exigences des processus industriels.

Dans les scénarios d'assemblage conventionnels, le serrage de l'écrou est plus à même de garantir la stabilité de la fixation et constitue le meilleur choix. Dans les zones spéciales où l'espace est limité et où l'équipement de serrage n'est pas accessible, le serrage des boulons est une solution plus pratique. Tant que le travail de base tel que l'ajustement de l'alignement des boulons, l'adaptation du coefficient de frottement et la conception dimensionnelle est bien fait, les deux méthodes de serrage peuvent atteindre la même force de serrage et le même effet de fixation, évitant ainsi les impacts sur la fiabilité de la connexion de l'équipement en raison d'une mauvaise sélection de la méthode.