Quand devriez-vous utiliser vous-même

Par Mary Gannon | 26 février 2018

Les applications de vis d'accouplement qui nécessitent des fixations sécurisées peuvent s'appuyer sur des contre-écrous autobloquants, qui autobloquent les filetages pour réduire le desserrage et peuvent être retirés à plusieurs reprises sans affecter les performances.

Par Michael J. Rossi, superviseur des services marketing, PennEngineering

Selon toutes les mesures, le matériel spécifié pour fixer les composants doit fonctionner de manière fiable en service. Mais parfois, des facteurs liés à l'application (vibrations, cycles thermiques ou autres forces perturbatrices) mettent les fixations en danger. En particulier dans le cas des vis d'accouplement, de telles forces peuvent les desserrer et entraîner potentiellement une défaillance de la fixation. Comment les concepteurs peuvent-ils éviter de tels problèmes ?

Les contre-écrous à couple dominant à sertissage automatique intègrent un élément hexagonal en nylon proposé comme option de mécanisme de verrouillage.

Les contre-écrous à sertir offrent des solutions sur plusieurs fronts. Ils "autobloquent" efficacement les filets des vis d'accouplement pour éliminer tout risque de desserrage des vis avec le temps, quelles que soient les forces d'application. De plus, les contre-écrous permettent le retrait et le rattachement répétés des vis sans compromettre les performances de blocage du filetage. Et, contrairement aux méthodes de verrouillage chimiques ou aux patchs, les contre-écrous ne nécessitent pas d'étapes de production et/ou de matériaux supplémentaires pendant le processus d'assemblage, ce qui permet d'économiser du temps et de l'argent en cours de route.

Au-delà de leur fonction centrale de résistance aux forces externes et de maintien en toute sécurité du matériel d'accouplement, les écrous auto-serrants offrent encore une autre couche de fiabilité, grâce à la technologie d'auto-serrage. Lors de leur installation, les contre-écrous deviennent des parties intégrantes et permanentes d'un assemblage métallique mince, ne se desserrent pas ou ne tombent pas, ne doivent jamais être empêchés de tourner avec un outil et ne doivent plus jamais être manipulés.

Des types spécifiques d'écrous auto-serrants offrent en outre des avantages spécifiques, basés sur la conception. Certains intègrent des filetages flottants pour compenser le désalignement ; les versions miniatures présentent des empreintes plus petites pour des enveloppes de conception plus petites ; et d'autres atteindront une force de serrage particulièrement élevée. L'univers des contre-écrous à sertir continue de s'étendre en réponse aux besoins des applications et du marché.

Mécanismes de verrouillageLors de l'évaluation des contre-écrous à sertir pour une application, les concepteurs peuvent commencer à réduire le champ en considérant deux catégories principales : les contre-écrous à couple dominant (dans de nombreuses variantes) et les types à rotation libre.

Les contre-écrous à couple dominant à sertissage automatique englobent les styles entièrement métalliques ainsi que les contre-écrous intégrant des inserts en plastique (généralement en nylon).

Les types entièrement métalliques "bloquent automatiquement" les filetages du matériel d'accouplement en modifiant fondamentalement la forme de l'écrou lors de la fabrication pour saisir une vis lors du serrage. Une méthode courante consiste à déformer intentionnellement les filets de l'écrou. Selon le type, les filetages de l'écrou peuvent être pressés de manière elliptique (déformant légèrement le corps du filetage en une forme elliptique), des mâchoires flexibles peuvent être créées en fendant verticalement le corps du filetage et en serrant les deux sections ensemble, ou un ou deux des derniers fils sur le côté tête de l'écrou peut être déformé.

La caractéristique de conception particulière des contre-écrous à couple dominant entièrement métalliques produit un frottement entre les filets du matériel accouplé, augmentant ainsi la force nécessaire pour serrer et desserrer l'écrou. Les contre-écrous à couple dominant maintiennent essentiellement la même valeur de couple, quelle que soit la quantité de charge axiale appliquée, et ont été conçus pour fournir jusqu'à 15 cycles de performances de blocage de filetage.

Les contre-écrous autobloquants conçus avec un angle de filetage modifié offrent une fonction de blocage des vibrations.

Les contre-écrous à couple dominant autoserrants avec inserts en nylon génèrent une résistance au couple en utilisant un insert en plastique comme élément de verrouillage.

L'insert est rapporté en cours de fabrication dans le corps auto-serrant de l'écrou côté sortie de vis (avec le diamètre intérieur de l'insert approximativement au diamètre du pas de vis). Lorsque la vis pénètre dans l'insert, l'interférence résultante au niveau du diamètre principal crée un couple dominant. Un avantage majeur de cette méthode de verrouillage est la capacité de réduire considérablement le risque de formation de débris conducteurs lors du retrait et de la réinstallation répétés d'une vis. Ceux-ci peuvent également offrir jusqu'à 15 cycles de performances de verrouillage de filetage.

Contrairement aux types de couple dominants, les contre-écrous autobloquants entièrement métalliques nécessitent un serrage contre une surface d'appui pour que le mécanisme de verrouillage fonctionne.

Une formation de filetage modifiée sur le flanc chargé de ces fixations fournit la fonction de verrouillage résistant aux vibrations et permet aux vis correspondantes de tourner librement pendant le processus de fixation jusqu'à ce qu'une charge de serrage soit induite pendant le processus de serrage des vis. La charge de serrage appliquée engage alors la fonction de verrouillage résistant aux vibrations de l'écrou de blocage, qui verrouille la vis d'accouplement en place. (Si la charge de serrage est retirée pour une raison quelconque, les écrous ne fourniront plus de résistance à la torsion à la rotation.) La réutilisation de la fonction de verrouillage ne sera pas affectée par le nombre de cycles marche/arrêt.

Quel que soit le type de contre-écrou, les concepteurs doivent toujours tenir compte de l'impact potentiel de certaines conditions d'application pour optimiser les performances des contre-écrous en service. A titre d'exemple, les fonctions de verrouillage peuvent être soumises à des limites de température. Les contre-écrous avec inserts en nylon ont généralement une limite de température recommandée de 250 °F (ou 120 °C) avant que la résistance de la fonction de verrouillage ne soit affectée. À leur tour, les contre-écrous entièrement métalliques peuvent généralement être chauffés à des températures plus élevées sans affecter la force de verrouillage, mais des températures plus élevées peuvent entraîner une fragilité et une résistance à la corrosion réduite.

Clinage permanent La technologie d'auto-serrage fournit une grande aide dans le monde des fixations, en général, et des contre-écrous, en particulier. Les fixations à sertissage automatique dans tous leurs nombreux types et variantes fournissent des filetages porteurs permanents et réutilisables pour accepter le matériel d'accouplement dans des tôles ductiles trop minces pour être taraudées ou lorsque des filetages extrudés ou estampés ne seraient pas pratiques.

Entre autres avantages, ils permettent de retirer et de rattacher les composants chaque fois que nécessaire pour l'accès ou l'entretien et peuvent réduire considérablement ou éliminer la quantité de matériel de fixation nécessaire. Moins de pièces favorise des conceptions plus légères et moins de matériel dans un assemblage se traduit par des économies de temps et de coûts.

Les fixations auto-serrantes s'installent facilement (généralement pendant le processus de fabrication) en les pressant dans un trou de taille appropriée, puis en appliquant une force de serrage suffisante à l'aide d'une presse. Ce processus provoque l'écoulement à froid de la tôle métallique déplacée dans un évidement annulaire dans la tige ou le pilote de la fixation, bloquant de manière permanente la fixation en place dans l'assemblage. Un moletage ou une caractéristique similaire empêche la fixation de tourner dans le métal lorsqu'un couple de serrage est appliqué au matériel d'accouplement, comme les vis dans le cas des contre-écrous.

Ingénierie unique

Les contre-écrous à couple dominant à sertissage automatique avec une fonction de verrouillage "TRI-DENT" spécialement conçue offrent une solution de verrouillage économique.

Chaque application sera caractérisée par des exigences distinctes et, au sein de la famille globale des contre-écrous à sertir, des options conçues de manière unique peuvent être spécifiées pour relever les défis.

Les profils de trois (parmi de nombreux) types individuels d'écrous autobloquants pour assemblages métalliques minces illustrent la gamme et les capacités. Ces attaches utilisent deux mâchoires flexibles semi-circulaires robustes (au lieu de plusieurs segments moins soutenus) pour obtenir une meilleure rétention afin d'empêcher la relaxation et le desserrage de l'attache au fil du temps. La conception protège en outre les filetages d'une vis d'accouplement : les dégagements obtenus par seulement deux interruptions d'une circonférence complète - ainsi que l'écartement des mâchoires par la vis entrante - minimiseront la possibilité d'endommagement du filetage. Un épaulement offre en outre des performances de traction accrues et un arrêt positif lors de l'installation. L'action de flexion de leur fonction de verrouillage permet une utilisation répétée et un couple de verrouillage efficace.

Les contre-écrous à filetage flottant permettent un réglage jusqu'à 0,030 po ou 0,76 mm en cas de désalignement des trous d'accouplement. Une résistance et un soutien supplémentaires dans l'assemblage sont obtenus par les filets de l'écrou flottant s'étendant dans la tige de retenue de la fixation.

Les contre-écrous miniatures sont relativement légers avec un encombrement réduit et peuvent être spécifiés dans une gamme de tailles de filetage particulièrement petites, ce qui les rend idéaux dans les applications où la taille et le poids sont importants. Un collier moleté solide, qui s'incruste lorsqu'il est installé dans une tôle hôte, garantit contre la rotation des fixations dans la tôle. La résistance au couple de la molette dépasse largement le couple pouvant être exercé par la fonction d'autoblocage.

Comme l'illustrent ces exemples, les contre-écrous à sertissage automatique ont été conçus pour pratiquement toutes les applications où la fixation d'une vis d'accouplement est obligatoire. En tant que meilleure pratique, la prise de décision pour identifier le type d'écrou de blocage approprié pour une application peut être renforcée en faisant appel aux ressources techniques et d'ingénierie internes d'un fournisseur dès le stade de la conception. Le support peut finalement contribuer à verrouiller des résultats d'application fiables.

PennIngénieriepemnet.com