Les fixations filetées demeurent l'une des inventions les plus essentielles de l'humanité depuis leur découverte il y a plus de 2 400 ans. Depuis qu'Archytas de Tarente a introduit cette technologie pour améliorer les presses à huiles et extraits dans l'Antiquité, le principe de la vis, qui sous-tend les fixations filetées, a connu un renouveau lors de la révolution industrielle. Aujourd'hui, les fabricants dépendent de ces joints mécaniques pour des millions d'applications différentes.
Dans les années 1860, la première normalisation de l'angle et du nombre de filetages par pouce a permis aux entreprises d'utiliser des fixations filetées fabriquées en usine dans tous types d'équipements et de produits. Aujourd'hui, les analystes prévoient que le marché des fixations mécaniques et industrielles atteindra 109 milliards de dollars d'ici 2025, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de plus de 4 % au cours des cinq prochaines années. Les fixations filetées modernes sont utilisées dans tous les secteurs de la fabrication moderne, de l'électronique grand public aux équipements miniers robustes, et au-delà.
- Les fixations filetées utilisent le principe de la vis pour transformer la force de tension en une force linéaire
- Les fixations filetées modernes prennent en charge presque toutes les industries, y compris l'électronique, l'aérospatiale, l'automobile et les secteurs industriels
- Les fixations filetées sont disponibles dans toutes les formes et tailles, adaptées à toutes les applications, y compris les conceptions personnalisées si nécessaire
Au fil des ans, les types et les conceptions de fixations ont continué d'évoluer, offrant désormais un large choix de solutions adaptées à votre application. Selon les experts en fixations, 95 % des défaillances sont dues soit à un mauvais choix de fixation filetée, soit à une installation incorrecte de la pièce. Les fonctions, les caractéristiques de conception, les revêtements et les choix de matériaux influencent tous la résistance de l'assemblage et le poids global du produit.
Voici un guide pratique sur tout ce que vous devez savoir sur les fixations filetées modernes et leurs applications.
Une fixation filetée est définie comme un dispositif utilisant une rampe hélicoïdale bordée par un arbre cylindrique pour assembler deux ou plusieurs pièces de matériau. Un filetage ou une rampe hélicoïdale convertit la force de rotation (ou couple) en un assemblage linéaire capable de maintenir la tension sur plusieurs matériaux liés.
Lorsque le filetage est situé à l'extérieur de l'arbre cylindrique (comme pour les boulons), il est dit mâle, tandis que ceux situés à l'intérieur de l'arbre (écrous) sont dits femelles. Lorsque les filetages internes et externes interagissent, les propriétés de tension d'une fixation linéaire peuvent résister à la contrainte de cisaillement exercée par deux ou plusieurs pièces de matériau assemblées.
Les fixations filetées utilisent la force de traction pour résister à l'arrachement et empêcher les pièces de glisser les unes par rapport aux autres. Leurs propriétés de résistance à la traction et à la tension les rendent idéales pour les applications nécessitant un assemblage solide et non permanent entre tous types de matériaux. Les fixations filetées sont utilisées dans les secteurs de l'automobile, de l'aéronautique, de la fabrication, de la construction et de l'agriculture, entre autres.
Les conceptions varient du filetage fin au filetage grossier, permettant différentes résistances d'assemblage pour s'adapter à chaque application. Lors de la conception d'un nouveau produit ou de l'optimisation de conceptions existantes, vous devez connaître les fixations filetées disponibles pour soutenir vos assemblages.
Une grande variété de modèles est aujourd'hui disponible, adaptés à de nombreuses applications d'assemblage et de fixation. Le choix du modèle le plus adapté reste un élément essentiel des spécifications globales du produit, notamment le type de tête, le nombre de filetages et la résistance du matériau.
Selon l'application, les principaux types de fixations filetées comprennent :
- Noix– Habituellement, un écrou fileté femelle s’adapte sur un boulon dans une variété de modèles pour fixer deux pièces de matériau ensemble
- boulons– Filetages mâles à l’extérieur d’un cylindre qui se vissent dans une pièce de matériau filetée femelle ou utilisent un écrou pour fixer les matériaux en place
- Vis– Ne nécessite pas d'écrou et est disponible dans presque toutes les formes ou tailles, en utilisant le principe de la vis pour joindre deux pièces de matériau
- Rondelles– Répartit les charges uniformément lors du serrage d'une vis, d'un boulon, d'un écrou ou d'une tige filetée
Les types ci-dessus ne sont que des configurations de conception principales, avec différents sous-types tels que les boulons hexagonaux, les vis mécaniques, les fixations filetées en tôle et une variété de matériaux et de nuances disponibles.
Pour des applications spécialisées, vous pouvez concevoir des boulons filetés et des fixations sur mesure (généralement fabriqués sur commande) si un produit standard ne suffit pas. Les boulons d'ancrage relient l'acier de construction aux fondations des bâtiments, tandis que les supports de tuyauterie et les chemins de câbles nécessitent souvent des fixations filetées plus résistantes pour soutenir les conceptions industrielles.
Les tiges filetées fonctionnent comme des boulons, mais possèdent généralement une tête unique ou font partie de la pièce qui exerce la force la plus élevée dans un assemblage. Les fabricants modernes peuvent collaborer avec vous pour trouver le matériau, la conception de la tête et la résistance à la traction idéaux pour répondre à toutes les applications, tout en tenant compte du coût et du poids. Les fixations filetées en plastique sont désormais courantes dans les produits électroniques, permettant un assemblage rapide et un démontage facile en cas de réparation.
La plupart des fixations filetées sont dotées d'un identifiant codifié (ou noté) sur le produit. Les informations contenues dans ces codes vous aideront à choisir le produit le plus adapté à votre application.
La notation sur les fixations filetées décrit :
- Le type de lecteur– L'insertion de la fixation peut nécessiter un outil ou un dispositif spécial. Parmi les types d'embouts, on trouve des embouts cruciformes (vis), six pans creux (écrous), carrés (vis ou écrous) et étoilés (fixations filetées spéciales).
- Le style de la tête– Décrit la tête de la fixation, qui peut être plate, ronde, cylindrique, hexagonale ou ovale. Le choix du type de tête dépend de la finition souhaitée pour votre produit ou assemblage.
- Le matérielLe matériau est l'un des critères les plus importants lors du choix d'une fixation filetée. Comme le matériau détermine la résistance globale de l'assemblage, il est important de choisir une fixation filetée dont les propriétés incluent une résistance à la traction adéquate.
- La mesureChaque fixation filetée est également munie d'une mesure estampillée pour vous guider. Elle comprend le diamètre, le nombre de filets et la longueur. Aux États-Unis, les boulons et vis de moins de 1/4 po peuvent être numérotés, tandis que dans le reste du monde, les dimensions métriques sont indiquées en millimètres.
La notation sur le côté ou sur la tête de l'attache filetée vous donne toutes les informations dont vous avez besoin pour déterminer si le produit conviendra à votre conception.
Date de publication : 20 février 2023