Freinage vis écrous

Composants standard filetés et taraudés

Après le serrage du boulon, la force de serrage est maintenue par la prétension de la vis. Celle-ci résulte du fait que le boulon a été étiré comme un ressort, et que la tension s'exerce dans le sens d'une traction de l'écrou vers la tête, qui compresse les éléments serrés ensemble. Une fois que le couple de serrage cesse, la tension tend à desserrer l'écrou du boulon. Le frottement dans les filets et sous la tête de la vis et de l'écrou s'oppose à cette force et maintient la tension dans le boulon.

Le desserrage incontrôlé de vis soumises à un chargement correct peut être empêché par les mesures suivantes:

  • L'utilisation de vis à haute résistance à la traction permet d'appliquer des forces de prétension plus importantes, suffisamment élevées pour empêcher les mouvements relatifs.
  • Une conception qui accroît le rapport l/d (l = longueur, d = diamètre de la vis) augmente l'élasticité de l'assemblage. (Par expérience, on sait que le rapport l/d >6 est optimal.)
  • Le frottement peut être augmenté par la modification de la finition et de la structure des surfaces portantes de la vis et de l'écrou.
  • L'application d'adhésif élimine la possibilité de mouvement latéral en comblant entièrement les jeux entre les surfaces, après la polymérisation de l'adhésif en un plastique ayant une résistance au cisaillement définie qu'il faut surpasser pour desserrer l'assemblage.

Les dispositifs de prévention de l'auto-desserrage empêchent les assemblages filetés de se desserrer. Ce groupe comprend :

  Freinage des vis et des écrous

Les deux causes principales de défaillance d'un assemblage fileté sont :

Un assemblage fileté perd sa tension lorsque la longueur du boulon est modifiée de manière permanente dans le sens de son axe, ou si des éléments serrés se compriment, comme c'est le cas s'il y a un joint, ou encore si la température varie. La tension du boulon s'en trouve alors réduite, de même que la force de serrage résiduelle. Par ailleurs les vibrations ne sont pas sans influence sur la tenue de l'assemblage. Ces modifications permanentes de la longueur peuvent résulter :

  • d'un écrasement des pièces contiguës (exemple : écrou, rondelle)
  • du fluage : c'est à dire d'une déformation permanente due au fait que la pression de surface sur la surface portante du boulon ou de l'écrou dépasse la limite élastique de compression du matériau.

La perte de la force de prétension peut en grande partie être empêchée en augmentant l'élasticité de l'assemblage. Parmi les solutions on peut citer :

  • boulons présentant un rapport l/d élevé (l = longueur de la vis, d = diamètre de la vis);

  • vis et écrou à collerette, ainsi que des rondelles traitées par trempe et revenu qui réduisent la pression de surface et, par conséquent, le tassement sur les surfaces portantes;
  • vis ou écrou dont la face d'appui a une forme lui donnant de l'élasticité, par exemple une face portante concave ;
  • rondelles élastiques coniques rigides ou rondelles-ressorts.
    • Rondelle plate
    Rondelle élastique

    les adhésifs                              les rondelles frein                   les vis et écrous à face dentée

    les écrous auto-freinés                      les goupilles               

    les autres dispositions constructives