Choisir les bons fixations : guide complet des types et applications

Les machines modernes comprennent généralement plusieurs pièces assemblées pour faire un produit pleinement opérationnel. Cependant, ces machines génèrent généralement d'énormes forces et subissent des vibrations assez grandes pour désassembler les pièces et causer la défaillance.

Les fixations (fasteners) sont des pièces de quincaillerie essentielles aidant à atténuer ce défi en joignant deux (ou plus) composants ensemble. Cependant, les fixations existent en plusieurs types, chaque type ayant son adéquation pour différentes applications.

Ici, nous discutons des différents types de fixations couramment utilisés aujourd'hui. Cet article vous aidera à prendre une décision éclairée lors du choix de fixations pour votre projet de conception de produit.

Qu'est-ce qu'une fixation ?

« Fixation » est un terme général pour une pièce de quincaillerie qui joint mécaniquement deux (ou plus) composants ensemble. Les fixations incluent divers outils, généralement faits de métaux et classés au sens large comme fixations permanentes et temporaires.

Comme son nom l'implique, une fixation permanente crée une jointure permanente entre deux pièces. Ce sont des dispositifs à usage unique — ce qui signifie que vous ne pouvez les utiliser qu'une seule fois car les retirer les détruit. En revanche, les fixations temporaires permettent un retrait et une réutilisation faciles tout en offrant une résistance comparable (ou même meilleure) que les fixations permanentes.

5 types courants de fixations

Type 1 : Vis (Screws)

Une vis est une fixation temporaire consistant en une tête et un corps avec des filets tranchants. Pour assembler des pièces ensemble avec une vis, vous devez tourner la vis dans les pièces à l'aide d'un tournevis. Cette action de rotation fait que les filets de la vis coupent des filets dans le matériau, créant une jointure mécanique ferme et prévenant l'arrachement.

Les vis existent en plusieurs types, mais la vis mécanique, la vis de terrasse et la vis à bois sont parmi les plus populaires.

Vis mécaniques (Machine screws)

Les vis mécaniques comportent des filets fins précis et sont idéales pour assembler des composants de machine. Contrairement aux autres processus de fixation par vis qui créent des trous dans les composants, les vis mécaniques sont installées dans des trous pré-percés. Cela les rend faciles à retirer, surtout lors d'activités de maintenance ou de remplacement de composants.

Vis de terrasse (Deck screws)

Les vis de terrasse sont idéales pour assembler des planches de terrasse de densité molle à moyenne. Elles comportent une empreinte carrée et une tête bombée qui élimine les effets de dénudage — qui se produit quand la tête de la vis s'use.

Figure 2 : Vis de terrasse

Vis à bois (Wood screws)

Les vis à bois sont des vis pointues avec des filets grossiers. Elles sont idéales pour fixer des pièces en bois ou composites, surtout pour les applications non structurelles.

Type 2 : Boulons (Bolts)

Les boulons ont une structure similaire aux vis — ils ont des filets externes (ou filets mâles) qui commencent de leurs pointes. Cependant, contrairement aux vis, les boulons ne sont pas auto-taraudeurs (ils ne coupent pas de filets dans le matériau). Au lieu de cela, ils nécessitent des pièces préformées (comme des écrous) et des trous pré-taraudés pour s'engager et créer des joints mécaniques. Voici une liste des types de boulons les plus populaires.

Boulons à tête hexagonale (Hexagonal head bolts)

Les boulons à tête hexagonale ont une tête à six côtés et un corps fileté totalement (ou partiellement). Ces boulons offrent une haute résistance à la traction, les rendant idéaux pour les applications de fixation et d'assemblage lourdes comme l'assemblage de pièces automobiles et les projets de construction.

Boulons à double extrémité (Double-end bolts)

Les boulons à double extrémité sont essentiellement des tiges filetées avec des longueurs de filet égales aux deux extrémités pour accueillir des écrous. Ils sont idéaux pour fixer des brides ou des tuyaux.

Boulons à œil (Eye bolts)

Un boulon à œil comporte une boucle à une extrémité et un corps fileté à l'autre, comme montré dans la Figure 6. Ces boulons ont une haute résistance et sont idéaux pour l'ancrage, le levage, le hissage ou les applications de traction. Par exemple, un boulon à œil avec un corps de ¼ pouce peut supporter jusqu'à 500 lb de force de traction.

Type 3 : Écrous (Nuts)

Un écrou est une fixation avec un trou fileté (ou filets femelles) qui est généralement utilisé avec un boulon correspondant pour former un assemblage boulonné. Un avantage notable de l'utilisation d'écrous et boulons comme fixations est qu'il permet d'assembler des machines lourdes tout en offrant une haute résistance et une facilité d'installation (et de retrait). Les types courants d'écrous incluent :

Écrous borgnes (Cap Nuts)

Les écrous borgnes sont des écrous hexagonaux traditionnels avec une extrémité fermée en forme de dôme. Ils sont idéaux pour les applications où la protection du boulon est importante après l'assemblage, par exemple, projets de construction et d'assemblage automobile.

Écrous à souder (Weld Nuts)

Les écrous à souder sont conçus pour être soudés à une pièce. Vous devriez opter pour des écrous à souder si vous cherchez à fixer des pièces dans des régions difficiles d'accès.

Type 4 : Rondelles (Washers)

Les rondelles sont des disques métalliques circulaires utilisés en conjonction avec des boulons et écrous. Elles aident à réduire le frottement et assurent une répartition uniforme de la charge des écrous et boulons sur la pièce fixée. Les rondelles existent en deux types : la rondelle plate et la rondelle élastique (spring washer).

Les rondelles plates (aussi appelées rondelles plates) prennent la forme d'un disque avec un trou au milieu. Ce sont le type de rondelle le plus couramment utilisé, surtout dans les applications où la seule exigence est d'assurer une répartition uniforme de la charge des écrous et boulons sur les composants.

En revanche, les rondelles élastiques agissent comme des ressorts, prévenant le desserrage involontaire des fixations dû aux vibrations des pièces.

Type 5 : Rivets (Rivets)

Les rivets sont des fixations permanentes qui comportent une tige insérée dans des trous pour joindre les pièces ensemble. Quand vous insérez un rivet dans les composants que vous voulez assembler, il forme une tête permanente à l'autre extrémité, ce qui empêche le rivet de se retirer.

Les rivets forment une jointure plus forte et plus serrée que les vis du même diamètre. En résultat, ils sont idéaux dans les applications qui nécessitent des joints mécaniques forts comme la construction aéronautique, les embarcations en aluminium et l'équipement militaire.

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