LIAISON ENCASTREMENT

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1 TC - 01/11/07 Page 1 sur 8 ENSIL INTRODUCTION Elle est aussi appelée liaison complète. Schéma : LIAISON ENCASTREMENT Torseur cinématique : Torseur des efforts transmissibles : D un point de vue industriel, construire des pièces monolithiques ayant toutes les fonctions requises reste une utopie dans la majorité des cas Exemple : roue dentée de grand diamètre Matière perdue Si on usine dans la masse : grosse perte de matière augmentation des coûts

2 TC - 01/11/07 Page 2 sur 8 ENSIL Solutions possibles : a) Fabriquer sans usinage si le couple à transmettre est faible : moulage plastique si très grandes séries : métallurgie des poudres Aujourd hui, on est capable de fabriquer des roues dentées avec cette technologie avec des opérations de finition minimales. b) Fabriquer la pièce en plusieurs parties : Liaison encastrement à concevoir Le choix de fabriquer en une pièce ou plusieurs pièces assemblées dépend de critères : Techniques : qu est-il possible de faire? Economiques : coût = f ( technologie, matériaux, petite ou grande série, )

3 TC - 01/11/07 Page 3 sur 8 ENSIL Recensement des procédés d assemblages : ASSEMBLAGE Par éléments rapportés Par déformation Par union de matériaux Vissage rivetage soudage brasage collage Procédé mécanique Procédé thermique Procédé physicochimique Liaisons démontables ou provisoires Paramètres fonctionnels : P : par déformation plastique E : par déformation élastique Φ : liaison physique (principalement thermique) C : liaison physico-chimique (principalement par adhésion) Liaison physique et physico-chimique Liaison par déformation Liaisons normalement non démontables ou définitives Type d assemblage Démontage Apport de matériaux Mode de liaison oui non avec sans P E Φ C Soudage LASER Soudage électrique Soudage par ultrasons Soudage par friction Soudage par diffusion Aimantation Brasage Collage thermodurcissable Collage thermoplastique Collage par colle avec solvant Vissage Rivetage Clavetage Clipage Emboîtage Pliage, agrafage fretage

4 TC - 01/11/07 Page 4 sur 8 ENSIL I- Les assemblages vissés 1) Filetages Le filetage le plus utilisé en visserie / boulonnerie est le profil ISO à filet triangulaire. C est ce type de profil que l on utilise pour faire de l assemblage :

5 TC - 01/11/07 Page 5 sur 8 ENSIL Remarque : il existe d autres profils pour des utilisations particulières : filetage au pas du gaz (étanchéité), filet trapézoïdale, à profil rond, Rappels sur la représentation normalisée : Il existe plusieurs types de têtes : Hexagonale (H), Hexagonale creuse (Hc), voir normes 2) Classes de vis Il existe différentes qualités de visserie qui permettent de résister à des contraintes plus ou moins grandes et donc d assurer une liaison complète de plus ou moins grande qualité. Plus le matériau est résistant, plus la classe est élevée.

6 TC - 01/11/07 Page 6 sur 8 ENSIL a) Cas des vis La classe est symbolisée par 2 nombres : Le 1 er correspond à la limite à la rupture (Rr ou σr) divisé par 100 en MPa Le 2 ème représente 10 fois le rapport entre la limite élastique (Re ou σe) et Rr. Exemple : vis de classe 8.8 Rr = 8 x 100 = 800 Mpa mini 10 x Re / Rr = 8, soit Re = 8 x 8 X 10 = 640 Mpa mini b) Cas des écrous La classe est symbolisé par un nombre indiquant le 1/100éme de la contrainte d épreuve en Mpa. C est à dire la limite obtenue par essai réalisée avec une vis de classe supérieure n entraînant pas de déformation permanente : c) cas des boulons = VIS + ECROU Un boulon de classe 10.9 doit être constitué d une vis de classe 10.9 et d un écrou de classe 10.

7 TC - 01/11/07 Page 7 sur 8 ENSIL d) Calcul des charges supportés par les vis et les boulons La charge de traction maximale supportable par la partie filetée peut être évaluée par : Fmax = 0,9. Re. Seq Re : limite élastique du matériau Seq : section résistante de la tige filetée 0,9 : taux de charge = 90% coef. De sécurité Ex : boulon qualité 10-9, d= 16, pas = 2 mm Seq = 157 mm2, Re = 900 Mpa Fmax = 0,9 x 900 x 157 = N F s obtient par serrage au montage en exerçant un couple C exercé sur la tête du boulon (utiliser une clef dynamométrique) On évalue ce couple par : C = ( 0,16.p + 0,583.f f. d 2 + 0,5 f t.dm). F p = pas (mm), f f = coef. De frottement filetage, d 2 = diamètre sur flanc (cf. I-1) f t = coef. Frottement entre tête (vis) et support (pièce) Dm = diamètre moyen au niveau de la tête (cf. illustration ci-dessus) F = tension de la vis EXEMPLE DE CALCUL P= 100 bars D=50 mm 4 boulons M8 x 1 Pour assurer l écrasement du joint il faut exercer un effort total (avec les 4 vis) de Fs = 40 dan. Déterminer la classe des boulons à utiliser pour résister à une pression P = 100 bars. 1 bar = 10 5 Pa = 0,1 Mpa

8 TC - 01/11/07 Page 8 sur 8 ENSIL Effort exercée par la pression : Fp = p. S = p. pi.d 2 / 4 = N Effort maxi que doit subir une vis : (Fp +Fs) / 4 = 5007 N = F max Limite élastique mini nécessaire pour la vis : Re mini = F max /(0,9 x Seq) = 5007 /(0,9 x 36,6) = 152 Mpa Avec la classe 3.6 : Re mini = 180 Mpa 4 boulons M8 x 1, classe 3.6 conviennent