Classifications courantes des fixations
Les fixations sont des composants fondamentaux dans l'ingénierie mécanique, remplissant la fonction essentielle d'assemblage ou de fixation de plusieurs pièces ensemble. La diversité des applications techniques a conduit au développement d'une vaste gamme de types de fixations, qui peuvent être systématiquement classées selon plusieurs critères distincts.
Classification par fonction principale
Attaches filetéesreprésentent la catégorie la plus répandue, s'appuyant sur des filetages hélicoïdaux pour générer une force de serrage grâce à un avantage mécanique. Ce groupe comprend les boulons, les vis, les goujons, les écrous et les inserts filetés. Les boulons sont des fixations filetées extérieurement conçues pour être insérées dans des trous dans des pièces assemblées, normalement destinées à être utilisées avec un écrou. Les vis ont une apparence similaire mais s'engagent généralement dans les filetages internes de l'un des composants à assembler. Les goujons sont des tiges filetées sans tête filetées aux deux extrémités, conçues pour se visser de manière permanente dans un composant tout en acceptant un écrou à l'extrémité opposée pour l'assemblage.
Fixations non-filetéesenglobent les rivets, les goupilles, les anneaux de retenue et les clés. Les rivets créent des joints permanents grâce à la déformation plastique de l'extrémité de la tige après insertion. Les broches assurent un emplacement et un alignement précis entre les composants tout en résistant aux charges de cisaillement. Les bagues de retenue, y compris les circlips et les clips E-, fixent les composants axialement sur les arbres ou dans les alésages. Les clés transmettent le couple entre les arbres et les moyeux dans les systèmes de transmission de puissance mécanique.
Attaches élastiquesutiliser la force du ressort pour maintenir l’intégrité du joint ou fournir une fonctionnalité de verrouillage. Les rondelles élastiques, les rondelles Belleville et les rondelles ondulées compensent le desserrage causé par les cycles thermiques ou les vibrations. Les goupilles de tension et les chevilles à ressort s'appuient sur une force élastique radiale pour leur rétention dans les trous.
Classification par mécanisme d'entraînement et d'engagement
La méthode par laquelle le couple est appliqué à une fixation constitue un autre axe fondamental de classification. Les fixations à entraînement externe comprennent des boulons et des vis à tête hexagonale, des boulons à tête carrée et des boulons à bride à douze -points, tous engagés à l'aide de clés ou de douilles. Les fixations à entraînement interne utilisent des évidements dans la tête, notamment à six pans creux (Allen), Torx, Robertson, Phillips, Pozidriv et à fente. Chaque type d'entraînement offre des avantages distincts en termes d'efficacité de la transmission du couple, de résistance à la sortie, d'accessibilité aux outils et de compatibilité avec l'automatisation.
Les fixations inviolables et de sécurité intègrent des géométries d'entraînement spécialisées conçues pour empêcher tout retrait non autorisé, notamment des variantes à trois ailes, à tête de clé, à -vis unidirectionnelles et à goupille-dans-douille.
Classification par style de tête
La configuration de la tête détermine l'engagement de l'outil, les caractéristiques de la surface d'appui et l'intégration esthétique ou fonctionnelle avec les composants assemblés. Les têtes cylindriques offrent un profil bas et large avec des surfaces d'appui plates. Les têtes fraisées, y compris les variétés plates et ovales, affleurent ou se trouvent sous la surface du matériau grâce à un siège conique. Les têtes rondes offrent un profil exposé en forme de dôme. Les têtes de fromage et les culasses offrent des profils cylindriques hauts pour un engagement profond des douilles. Les têtes de bouton et les têtes en treillis offrent des profils larges et bas répartissant la charge de serrage sur de plus grandes zones. Les styles de têtes spécialisés tels que les têtes à bride, les têtes à rondelle et les têtes à capuchon répondent à des exigences spécifiques en matière de roulements, d'étanchéité ou de jeu.
Classification par forme de fil et norme
La géométrie des filetages distingue fondamentalement les familles de fixations. Les filetages métriques sont conformes aux normes ISO 261 et ISO 965, caractérisés par des angles de flanc de 60 - degrés et des dimensions spécifiées en millimètres. Les filetages unifiés en pouces, régis par ANSI/ASME B1.1, utilisent de la même manière des profils à 60-degrés mais avec des dimensions en pouces. Les filetages British Standard Whitworth présentent des angles de flanc de 55- degrés et des crêtes et des racines arrondies, historiquement significatives bien que maintenant largement remplacées. Les filetages de tuyaux, y compris NPT et BSP, intègrent un cône pour une étanchéité étanche à la pression. Les filetages trapézoïdaux et acmés servent aux applications de transmission de puissance où le rendement élevé et la capacité de charge dépassent les caractéristiques autobloquantes des filetages en V standard.
Les formes de filetage spécialisées incluent des-filetages autotaraudeurs pour la tôle et le plastique, des conceptions de filetage-qui déplacent le matériau sans enlèvement de copeaux et des filetages jumelés-permettant un engagement rapide.
Classification par matériau et propriété mécanique
La sélection des matériaux de fixation équilibre la résistance, la résistance à la corrosion, la capacité de température, le poids et le coût. Les fixations en acier au carbone et en acier allié dominent l'ingénierie générale, classées par classes de propriétés indiquant les rapports de résistance à la traction et de limite d'élasticité. La classe de propriété 4.8 représente un acier à faible -carbone avec une résistance modérée, tandis que les classes 8.8, 10.9 et 12.9 dénotent une résistance progressivement plus élevée grâce à un acier au carbone et allié moyen-avec traitement thermique. Les nuances d'acier inoxydable, principalement austénitiques A2 (équivalent 304) et A4 (équivalent 316), offrent une résistance à la corrosion avec des classes de propriétés 50, 70 et 80 indiquant des niveaux de résistance. Les qualités d'acier inoxydable martensitique et à durcissement par précipitation-offrent une résistance supérieure avec une résistance à la corrosion réduite.
Les matériaux non-ferreux comprennent les alliages de titane pour des rapports résistance-/-extrêmes et une résistance à la corrosion par l'eau de mer, des alliages de cuivre pour la conductivité électrique et les propriétés anti-grippage, des alliages d'aluminium pour des applications légères et des superalliages à base de nickel-pour un service à température élevée.
Classification par traitement de surface et revêtement
Les traitements de surface améliorent la résistance à la corrosion, modifient les caractéristiques de frottement ou fournissent une identification visuelle. Le zinc électrolytique avec des revêtements de conversion chromate, apparaissant sous la forme de zinc de couleur (jaune irisé) ou de zinc blanc/bleu (transparent), offre une protection sacrificielle contre la corrosion. Le zingage mécanique et les revêtements en paillettes de zinc offrent des alternatives sans risque de fragilisation par l'hydrogène. La galvanisation à chaud-produit des couches de zinc épaisses pour les applications extérieures-à usage intensif. Les revêtements de phosphate améliorent l'adhérence de la peinture et offrent une résistance modérée à la corrosion. Le noircissement à l'oxyde offre une finition décorative avec une protection limitée. Les revêtements avancés incluent le Dacromet et le Geomet pour une résistance à la corrosion haute-performance, le PTFE et le Xylan pour une faible-friction et une résistance chimique, et du nickel autocatalytique pour une couverture uniforme sur des géométries complexes.
Classification par domaine d'application
Les exigences spécifiques au secteur-ont généré des catégories de fixations spécialisées. Les fixations en acier de construction pour la construction et les ponts, régies par des normes telles que EN 14399, mettent l'accent sur le boulonnage préchargé à haute résistance-avec des systèmes de boulons, d'écrous et de rondelles assortis. Les fixations aérospatiales exigent des rapports résistance-/-poids extrêmes, une résistance à la fatigue et une traçabilité grâce à la certification des matériaux et au contrôle des lots. Les fixations automobiles équilibrent la rentabilité et la fiabilité dans des conditions de vibrations, de cycles thermiques et d'environnements corrosifs. Les fixations marines donnent la priorité à la résistance à la corrosion par l'eau de mer, utilisant souvent des matériaux en bronze au silicium, en Monel ou en titane. Les fixations électroniques mettent l'accent sur la miniaturisation, les propriétés non-magnétiques et le contrôle précis du couple. Les fixations alimentaires et pharmaceutiques nécessitent des conceptions sanitaires éliminant les crevasses et facilitant le nettoyage, souvent en acier inoxydable avec des surfaces polies.
Classification par caractéristiques fonctionnelles spéciales
Attaches verrouillablesincorporer des mécanismes empêchant le-desserrage automatique sous l'effet des vibrations. Les écrous dynamométriques dominants utilisent des filetages déformés ou des inserts en nylon pour créer une résistance au frottement. Tous les-contre-écrous métalliques remplissent une fonction similaire par interférence de filetage ou déformation mécanique. Les rondelles à surfaces dentelées ou nervurées augmentent la friction sous la tête du boulon ou l'écrou. Les composés de blocage de filetage adhésif- assurent un blocage liquide appliqué lors de l'assemblage.
Attaches d'étanchéitéintégrer des éléments d’étanchéité pour le confinement de la pression ou du fluide. Les vis et boulons d'étanchéité intègrent des joints toriques, des joints ou des produits d'étanchéité pour filetage. Les attaches creuses permettent l’injection de mastic. Des formes de filetage spéciales créent des ajustements serrés générant une étanchéité par déformation plastique.
Attaches réglablespermettre la modification de la tension après-assemblage. Les tendeurs ajustent la tension du câble ou de la tige. Les vis de levage permettent un réglage précis de la position. Les vis à collier et les fixations fendues permettent une variation de la force de serrage sans démontage complet.
