Tout sur la résistance des boulons

Les fixations représentent un large assortiment sur le marché. Ils peuvent être utilisés à la fois pour la connexion habituelle de diverses parties de structures et pour que le système résiste à des charges accrues, soit plus fiable.

Le boulon est une attache cylindrique avec un filetage à l'extérieur. A généralement une tête hexagonale faite pour une clé. La connexion se fait avec un écrou ou un autre trou fileté. Avant la création des fixations à vis, les boulons étaient appelés tous les produits sous la forme d'une tige.

La conception du boulon est la suivante.

Avec son aide, le reste de la fixation est transmis le couple... Il peut avoir une forme hexagonale, semi-circulaire, semi-circulaire avec une vis, cylindrique, cylindrique avec un évidement hexagonal, fraisée et fraisée avec une vis.

Il se divise en plusieurs types :

• la norme;
• pour l'installation dans un trou avec un espace;
• pour le montage dans un trou d'alésage ;
• avec une tige de diamètre réduit sans filetage.

Il peut être des formes suivantes :

• tour;
• écrou papillon;
• hexagone (avec chanfreins bas/haut/normal, couronne et fente).

Il existe de nombreux types de boulons, tout dépend des qualités que la structure doit avoir pendant le fonctionnement. La classe de résistance des boulons décrit leurs propriétés mécaniques.

La résistance est une propriété d'un produit caractérisé par sa résistance à la destruction par des facteurs externes. Tout fabricant doit indiquer la résistance du produit afin que lors de l'installation ou de l'assemblage, il soit clair si les fixations conviennent à certains cas. La force est mesurée en deux nombres, séparés par un point, ou un nombre à deux chiffres et un chiffre, également séparés par un point :

• 3.6 - éléments de connexion en acier non allié, aucun durcissement supplémentaire n'est appliqué ;
• 4.6 - utilisé pour la production d'acier au carbone;
• 5.6 - sont en acier sans trempe finale ;
• 6.6, 6.8 - quincaillerie en acier au carbone, sans impuretés ;
• 8.8 - des composants tels que du chrome, du manganèse ou du bore sont ajoutés à l'acier ; en outre, le métal fini est revenu à des températures supérieures à 400 °C ;
• 9.8 - a un minimum de différences par rapport à la classe précédente et une résistance plus élevée;
• 10.9 - pour la production de tels boulons, l'acier est pris avec des additifs supplémentaires et un revenu à 340-425 ° C;
• 12.9 - de l'acier inoxydable ou allié est utilisé.

Le premier chiffre signifie la résistance à la traction (1/100 N/mm2 ou 1/10 kg/mm2), c'est-à-dire qu'un millimètre d'un boulon carré 3.6 résistera à une rupture de 30 kilogrammes. Le deuxième nombre est le pourcentage de la limite d'élasticité à la résistance à la traction. C'est-à-dire que le boulon 3.6 ne se déformera pas jusqu'à une force de 180 N/mm2 ou 18 kg/mm2 (60% de la résistance ultime).

Sur la base des valeurs de résistance, les boulons de connexion sont divisés en options suivantes.

• Rupture en traction sur le diamètre intérieur du boulon. Plus la résistance de la fixation est élevée, plus il est probable que le boulon se déforme sous la charge, c'est-à-dire qu'il s'étire.
• Fonctionne pour couper le boulon en deux plans. Plus la force est faible, plus la probabilité que la monture échoue.
• Traction et cisaillement - Cisaille la tête du boulon.
• Frictionnel - il y a ici un écrasement du matériau sous les attaches, c'est-à-dire qu'ils fonctionnent pour une coupe, mais avec une tension élevée des attaches.

Seuil de rentabilité - il s'agit de la charge la plus importante, avec une augmentation de la déformation qui ne peut pas être restaurée à l'avenir, c'est-à-dire que la connexion à vis augmentera en longueur après certaines actions. Plus la structure peut supporter de poids, plus le débit est élevé. Lors du calcul de la charge, prenez généralement 1/2 ou 1/3 de la limite d'élasticité. Prenons l'exemple d'une cuillère de cuisine - la plier d'un côté crée un objet différent. La fluidité était rompue - cela a entraîné une déformation, mais le matériau lui-même ne s'est pas rompu. On peut conclure que l'élasticité de l'acier est supérieure à sa limite élastique.

Un autre objet est un couteau, qui se brise lorsqu'il est plié. Par conséquent, la force de résistance et le rendement sont les mêmes. Les produits présentant de telles caractéristiques sont également appelés fragiles. Limite de traction - un changement dans la taille et la forme d'un matériau sous l'influence de facteurs externes, alors que le produit n'est pas détruit. En d'autres termes, il s'agit du pourcentage d'allongement du matériau par rapport à l'échantillon d'origine. Cette caractéristique montre la longueur du boulon avant rupture. Classification de la taille - plus la zone est grande, plus la résistance à la torsion est grande.

Les attaches sont également divisées par un indicateur tel que la précision. Diverses méthodes de filetage et de traitement de surface sont utilisées dans la production. Il peut être élevé, normal et rugueux.

• C est la précision approximative. Ces attaches conviennent aux trous de 2 à 3 mm de plus que la tige elle-même. Avec une telle différence de diamètres, les articulations peuvent bouger.
• B est la précision normale. Les éléments de connexion sont installés dans des trous de 1 à 1,5 mm plus larges que la tige. Ils cèdent à moins de déformations par rapport à la classe précédente.
• A - haute précision... Les trous pour ce groupe de boulons peuvent être plus larges de 0,25 à 0,3 mm. Les fixations ont un coût assez élevé, car elles sont produites par tournage.

Pour les fixations en acier inoxydable, elles n'indiquent pas la classe, mais la résistance à la traction, leur désignation est différente - A2 et A4, où :

• A est la structure austénitique de l'acier (fer à haute température avec un réseau cristallin GCC);
• les chiffres 2 et 4 sont la désignation de la composition chimique du matériau.

Les boulons en acier inoxydable ont 3 indicateurs de résistance - 50, 70, 80. Dans la production de boulons à haute résistance, des alliages avec une dureté et une résistance plus élevées sont utilisés. Ces matériaux sont plus chers que l'acier au carbone. La classe de résistance varie - 6,6, 8,8, 9,8, 10,9, 12,9. De plus, pour augmenter les performances, une étape de traitement thermique est effectuée, qui modifie la composition chimique et la structure du matériau. Fonctionnement possible à des températures inférieures à 40 ° C - porte la désignation U. 40 à 65 ° C est marqué HL.

Dureté du boulon C'est la capacité d'un matériau à résister à la pénétration d'un autre corps dans sa surface. La dureté des boulons est mesurée par Brinell, Rockwell et Vickers. Les tests de dureté Brinell sont effectués sur un duromètre, une bille durcie d'un diamètre de 2,5, 5 ou 10 millimètres sert d'indeter (objet pressé). La taille dépend de l'épaisseur du matériau testé. L'indentation a lieu dans les 10-30 secondes, le temps dépend également du matériau testé. L'empreinte résultante est ensuite mesurée avec une loupe Brinell dans deux directions. Le rapport de la charge appliquée à la surface de l'empreinte est la définition de la dureté.

La méthode de Rockwell est également basée sur l'indentation. Un cône de diamant sert d'indenteur pour les alliages durs et une bille d'acier d'un diamètre de 1,6 millimètre pour les alliages plus tendres. Dans cette méthode, le test est réalisé en deux phases. Tout d'abord, une précharge est appliquée pour que le matériau et la pointe entrent en contact étroit. Ensuite, la charge principale continue pendant une courte période.Une fois la charge de travail supprimée, la dureté est mesurée. C'est-à-dire que les calculs seront effectués en fonction de la profondeur à laquelle l'indice reste, avec la précharge appliquée. Dans cette méthode, on distingue 3 groupes de dureté :

• HRA - pour les métaux extra durs ;
• HRB - pour les métaux relativement mous ;
• HRC - pour les métaux relativement durs.

La dureté Vickers est déterminée par la largeur de l'impression. La pointe enfoncée est une pyramide en diamant à quatre faces. Il est mesuré en calculant le rapport de la charge à la surface de la marque résultante. Les mesures sont effectuées sous un microscope monté sur l'équipement. Cette méthode se caractérise par une précision et une hypersensibilité accrues. Les méthodes de mesure utilisées conformément à GOST à ​​l'époque soviétique ne permettaient pas de déterminer toutes les charges maximales admissibles sur les fixations. Par conséquent, les matériaux produits étaient de mauvaise qualité.

• Lemeshny... Avec son aide, des structures lourdes suspendues sont attachées. Le plus souvent utilisé pour l'agriculture.

• Un meuble. La principale différence est que le fil n'est pas appliqué sur toute la tige. La tête est lisse - ceci est fait pour que le boulon ne dépasse pas du plan. En plus de la production de meubles, cette attache a trouvé son application dans la construction.

• Route. Utilisé lors de l'installation de clôtures. Il se distingue par une tête semi-circulaire, sous laquelle se trouve un appui-tête carré. Grâce à cette conception, les éléments sont solidement fixés.

• Génie mécanique... Le type le plus populaire utilisé dans la construction automobile.

• Voyager. Utilisé dans la construction de chemins de fer, il est généralement utilisé pour connecter des pièces de rail. Le filetage est appliqué sur moins de la moitié de la tige.

Toutes les fixations sont marquées selon les normes :

• GOST ;
• ISO est un système introduit dans la plupart des États depuis 1964;
• DIN est un système créé en Allemagne.

Compte tenu de toutes les exigences et normes, les désignations suivantes sont appliquées à la tête de boulon :

• la classe de résistance de la matière première à partir de laquelle les fixations ont été fabriquées ;
• signe de l'usine du fabricant ;
• sens du filetage (généralement seul le sens gauche est indiqué, le droit n'est pas marqué).

Les marques appliquées peuvent être soit en profondeur, soit convexes. Leur taille sera déterminée par le fabricant lui-même.

Conformément aux normes GOST, les désignations suivantes sont appliquées aux boulons.

• Boulon - le nom de l'attache.
• Précision des boulons. Il a un décodage de lettres A, B, C.
• Le troisième est le numéro de performance. Il peut s'agir de 1, 2, 3 ou 4. La première représentation n'est pas toujours indiquée.
• Désignation par lettre du type de fil. Métrique - M, conique - K, trapézoïdale - Tr.
• La taille du diamètre du filetage est généralement indiquée en millimètres.
• Pas de filetage en millimètres. Il peut être grand ou basique (1,75 millimètres) et petit (1,25 millimètres).
• Le sens du filetage à gauche est à gauche, le filetage à droite n'est indiqué en aucune façon.
• Sculpture de précision. Il peut être fin - 4, moyen - 6, rugueux - 8.
• Longueur de fixation.
• Classe de résistance - 3,6 ; 4.6 ; 4.8 ; 5.6 ; 5.8 ; 6.6 ; 6,8 ; 8,8 ; 9,8 ; 10,9 ; 12.9.
• Désignation de la lettre C ou A, c'est-à-dire l'utilisation d'acier calme ou de coupe libre. Cette désignation ne convient qu'aux boulons d'une résistance jusqu'à 6,8. Si la résistance est supérieure à 8,8, la nuance d'acier sera appliquée à la place de ce marquage.
• Numéro de 01 à 13 - ces numéros indiquent le type de revêtement.
• Le dernier est également la désignation numérique de l'épaisseur du revêtement.

Les principaux paramètres de mesure des dimensions des fixations sont la longueur, l'épaisseur et la hauteur. Pour déterminer ces paramètres, vous devez d'abord comprendre visuellement quel type de boulon est disponible. Le diamètre de l'attache peut être mesuré avec un pied à coulisse ou une règle. La mesure de précision est effectuée avec le kit d'étalonnage PR-NOT - pass-not pass, c'est-à-dire qu'un composant est vissé sur l'ancrage, le second ne l'est pas.La longueur est également mesurée avec un pied à coulisse ou une règle.

Les mesures des vis sont indiquées :

• M - fil;
• D est la taille du diamètre du filetage;
• P - pas de filetage;
• L - taille du boulon (longueur).

Le diamètre du filetage est mesuré de la même manière que pour les mesures des boulons. Le diamètre du filetage des écrous est plus difficile à déterminer. Typiquement, le marquage caractérise le diamètre extérieur du boulon qui sera vissé dans l'écrou, c'est-à-dire que le trou de l'écrou sera plus petit. La précision du diamètre peut également être mesurée à l'aide du kit PR-NOT. Il convient de rappeler ici que la taille de l'écrou peut être réduite, normale et augmentée.

Lors de la construction, le raccordement des structures est principalement réalisé à l'aide d'assemblages boulonnés. Leur principal avantage est une installation facile, surtout si l'on prend les joints de soudure à titre de comparaison. Les formules utilisées pour calculer les joints de traction dépendent du matériau de base (béton, acier, mortiers et combinaisons de matériaux).

La condition principale pour l'installation des fixations est de maintenir les boulons de la structure générale... Capacité de charge la plus élevée des ancrages en acier allié de qualité suspendue. La force des impacts supplémentaires peut être dynamique, statique et maximale. La masse de charge supplémentaire ne dépasse pas 25 % de la force de rupture de la tige du boulon.

La méthode de boulonnage est devenue très populaire dans le monde moderne. Sur la base de toutes les caractéristiques, vous pouvez mettre en évidence les points auxquels vous devez porter une attention particulière lors du choix:

• le domaine d'activité où la fixation sera appliquée ;
• conception de la tête;
• matériel utilisé;
• force;
• y a-t-il un revêtement protecteur supplémentaire ;
• marquage selon GOST.

Dans la vidéo suivante, vous trouverez plus d'informations sur les degrés de résistance dans le marquage des boulons.