Compression dans des assemblages en plastique
Qu'est-ce que la force de compression ?
La force de compression dans un assemblage vissé est la charge qui agit sur les éléments de l'assemblage pour les maintenir ensemble et résister aux charges externes qu'ils peuvent subir. Ces charges sont généralement des vibrations et/ou des tensions et peuvent être statiques ou dynamiques.
Lors de l'assemblage d'un joint vissé, nous convertissons la rotation en déplacement. Le couple appliqué fait tourner la vis qui, en raison de la spirale de son filetage, avance axialement dans l'articulation jusqu'à ce que la tête de vis soit en place. A partir de cet instant, le couple appliqué génère une tension dans le sens axial (precharge de la vis). Cette tension est transmise aux pièces en les serrant.
De quelle force de compression ai-je besoin ?
Il est important de noter que la force de compression doit être adéquate pour assurer un joint sûr et solide. Si la force de compression est insuffisante, une charge externe suffisamment élevée pourrait séparer les pièces, entraînant un joint faible et instable. Cela pourrait entraîner des fractures prématurées ou des ruptures dues à la perte d'étanchéité. En revanche, si l'effort de compression est excessif, des déformations plastiques des pièces peuvent se produire, voire leur rupture, entraînant à terme des ruptures ou des fuites. (Ver Fig. 2)
Habituellement, nous considérons les joints en termes d'énergie, donc une force appliquée dans le temps, comme le couple lors du serrage, introduit de l'énergie dans le joint. Cette énergie est stockée sous forme de compression et c'est ce qui permet au joint de résister aux charges externes.
Il convient de noter que le transfert d'énergie dans les assemblages vissés est assez inefficace, car une quantité importante d'énergie est perdue en raison du frottement entre les composants. Le contrôle des conditions de frottement est important pour déterminer la compression finale transmise au joint.
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L'application d'un couple plus élevé n'entraînera pas toujours une force de compression plus élevée. Il existe de nombreux autres facteurs qui déterminent la capacité de compression d'une classe de vis particulière :
- Le couple de serrage :c'est le couple maximum appliqué sur la vis, et le principal responsable de sa force de compression.
- Le coefficient de frottement du revêtement : plus le coefficient de frottement est élevé, plus la force de compression résultante du couple d'entrée est faible. (Voir Fig.3)
- L’efficacité de l’empreinte : l'évidement transmet le couple d'entrée du tournevis à la vis. Une empreinte très efficace permettra une meilleure transmission du couple et par conséquent, une charge de compression plus élevée de l'assemblage. L'empreinte TORX PLUS® garantit une transmission optimale du couple d'assemblage, offrant une force de compression plus élevée que les empreintes Philips ou POZI.
- Géométrie du filetage : la conception du filetage affecte également le rapport entre le couple et la force de compression. Généralement, un pas plus fin augmente la force de compression si l'augmentation de frottement qui en résulte ne dépasse pas cette augmentation.
Comment mesure-t-on la force de compression ?
Il existe des techniques précises pour mesurer la force de compression dans un joint, mais cela peut être compliqué car la plupart des capteurs doivent être situés à l'intérieur du joint. Récupérer le capteur dans ce cas est un inconvénient sérieux dans les processus industriels. Pour cette raison, la force de compression est généralement caractérisée indirectement par la mesure du couple. Le couple est proportionnel à la force de compression appliquée et peut être mesuré à l'extérieur du joint. C'est pourquoi, pour obtenir une force de compression optimale, il est nécessaire d'utiliser des techniques de compression de vis appropriées.
CELO recommande d'utiliser des outils de serrage appropriés, tels que des clés dynamométriques ou des tournevis à commande électronique, pour garantir le bon couple de serrage.
Nos ingénieurs d'application peuvent vous aider à estimer la force de compression dans votre joint et les méthodes de serrage appropriées pour y parvenir. N'hésitez pas à nous contacter pour bénéficier de notre accompagnement professionnel.