Dans le domaine de l'assemblage industriel, la calibration des visseuses est cruciale pour garantir la qualité et la sécurité des produits. Cet article explore les différentes méthodes et outils utilisés pour calibrer les visseuses, en mettant l'accent sur les normes, les tolérances et les meilleures pratiques.
L’étalonnage et la métrologie sont des éléments clés de la qualité industrielle moderne : ils garantissent que vos outils fonctionnent dans les tolérances requises, conformes aux normes internationales et aux recommandations des fabricants. Un outil mal calibré peut entraîner un serrage incorrect, causant des défaillances mécaniques ou des arrêts de production.
De nombreuses organisations spécifient une valeur de couple unique sans tolérance. D’autres entreprises, ayant de la documentation pour l’inspection de la qualité, spécifient une tolérance sur cette valeur à des fins de vérification. En production de plus grand volume, spécifier une tolérance peut prévenir un problème d’assemblage.
Imaginons qu’une tolérance de +/- 5% est une valeur raisonnable. Donc, si la valeur nominale du couple est par exemple de 100 Nm, une plage de 95 Nm à 105 Nm est correcte à priori. L’expérience de l’industrie automobile indique que la meilleure tolérance de couple pouvant être maintenue dans un environnement de production en série est de l’ordre de +/- 7%. En pratique, une tolérance sur la valeur de couple de +/- 10% est couramment utilisée. Certaines entreprises automobiles utilisent une tolérance de +/- 15% sur la valeur de couple leur permettant potentiellement d’accommoder des outils moins coûteux.
Pour l’étalonnage des outils de serrage manuels, une norme applicable est ISO 6789-1:2017 qui spécifie les exigences d’essai de conformité et de marquage relatives aux outils dynamométriques à commande manuelle utilisés pour le serrage contrôlé de vis et écrous. Elle spécifie également les exigences minimales relatives à la déclaration de conformité des outils dynamométriques à commande manuelle.
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Cette norme définit divers types d’outils de couple :
La déviation admissible par rapport à la valeur définie dépend du type d’outil spécifique, mais est soit de +/- 4%, soit de +/- 6%, selon le type d’outil utilisé.
ISO 5393:2017 fournit une méthode de mesure de la précision du système intégré de mesure du couple utilisé pour les outils qui en sont équipés - dont la plage de couple est comprise entre 0,5 N·m et 2 000 N·m.
Le couple délivré par un outil électrique est sensible à la rigidité de l’assemblage qui influence la vitesse de couple, la vitesse de couple étant le taux d’augmentation du couple à mesure que la fixation est serrée. Un assemblage souple a une faible rigidité et une faible vitesse de couple ; un assemblage dur a une rigidité élevée et une vitesse de couple élevée.
Un assemblage souple absorbera plus d’énergie de l’outil par rapport à un assemblage dur et délivrera une valeur de couple différente, la différence étant appelée décalage moyen et est une indication de la performance de l’outil.
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Entre le moment de l’assemblage et de la réalisation d’un audit de couple, une perte de couple peut survenir en raison d’un processus appelé relaxation. Le type de relaxation sur les assemblages métal sur métal est l’emboutissage. La quantité de relaxation dépend de l’assemblage, de la taille du boulon, de l’épaisseur serrée, du nombre de surfaces de l’assemblage, de la rugosité de surface, etc. Elle se situe généralement entre 5 % et 10 % de perte, mais peut, sur certains joints, être plus élevée.
L’audit de couple consiste à vérifier le couple résiduel d’une fixation après installation. Ainsi, un audit de contrôle du couple implique de comparer le couple résiduel mesuré avec le couple spécifié.
Il existe plusieurs méthodes de serrage qui sont plus ou moins efficaces. Les deux les plus utilisées sont celles du contrôle du couple et du serrage angulaire.
Le couple de serrage dépend du diamètre et de la classe de la qualité de la vis (précisée sur sa tête). Les clés dynamométriques permettent de mesurer la force de serrage ou le couple de serrage dans les secteurs automobile, Aéronautique, du bâtiment, de la maintenance ou encore de la fabrication industrielle. Ces clés disposent d’un mécanisme de réglage, un clic, qui indique la fin de l’action.
Pour réaliser ce serrage, l’outil utilisé est la clé de serrage angulaire qui se compose d’un cadran gradué en degré d’angle. L’opération s’effectue en deux temps. D’abord, vous procédez au serrage de la vis avec un couple très faible. Ensuite, vous faites tourner la vis d’un nombre de degrés défini par le constructeur.
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Sur certaines chaînes d'assemblage critiques, l'opérateur doit surveiller le couple réel appliqué sur les fixations. Ceci est encore plus important pour les outils d'assemblage électriques et pneumatiques. L'outil de mesure du couple le plus approprié est le capteur de couple rotatif (alias capteur de couple dynamique), qui peut être installé entre l'application d'assemblage et un outil électrique/pneumatique. Les capteurs de couple de la gamme FUTEK offrent une méthode fiable pour garantir la précision de la mesure du couple de vos assemblages.
Tout comme les cellules de charge et les capteurs de force, les capteurs de couple rotatifs perdent leur calibration avec une utilisation prolongée. Nous recommandons un étalonnage annuel pour nos produits afin de conserver la précision de mesure du capteur.
La mesure de couple peut être affichée sur un indicateur numérique IPM650 ou IHH500 ou encore transférée sur un PC à l’aide d’un conditionneur USB210.
La clé dynamométrique est un outil qui permet de contrôler et d’appliquer un couple de serrage déterminé. Ainsi, il permet d’éviter un sous-serrage susceptible de mener à des assemblages lâches, ou un surserrage pouvant causer des dommages matériels et des défaillances de fonctionnement. Grâce à son mécanisme, elle assure la longévité et la fiabilité des machines et structures en prévenant les risques liés à une force de serrage inappropriée.
Avant chaque utilisation, vérifiez que la clé dynamométrique fonctionne correctement. Examinez-la visuellement pour détecter tout signe d’usure ou de dommage qui pourrait affecter sa performance. Il est également sage de tester la clé sur un écrou ou un boulon de test pour s’assurer qu’elle déclenche ou affiche adéquatement le couple souhaité.
La calibration est essentielle pour maintenir la précision de la clé dynamométrique. Selon la fréquence d’utilisation et les recommandations du fabricant, la clé doit être régulièrement calibrée par un professionnel. Une clé mal calibrée peut conduire à un serrage incorrect, engendrant des risques de défaillance des matériaux ou de sécurité.
Apprendre à lire et à régler correctement la valeur de couple sur la clé dynamométrique est fondamental. Suivez les indications du fabricant pour régler le couple en fonction du travail à réaliser. Assurez-vous que l’échelle est claire et que le réglage est verrouillé avant de commencer le serrage pour éviter tout changement accidentel de la configuration en cours d’utilisation.
Pour obtenir un serrage précis et efficace, le positionnement correct de la clé dynamométrique sur l’élément de fixation est primordial. Assurez-vous que la tête de la clé s’adapte parfaitement au boulon ou à l’écrou. Un mauvais alignement peut causer des glissements ou des dommages à l’outil et au composant.
Dans des assemblages multiples, il est souvent recommandé de suivre un ordre de serrage spécifique, généralement en étoile ou en diagonale, pour garantir une distribution uniforme de la tension et éviter les distorsions. Cela est particulièrement important dans les cas de serrage de pièces critiques telles que des culasses de moteur ou des brides.
Après le serrage, il est essentiel de valider que le couple appliqué est conforme aux spécifications requises. Utilisez une clé dynamométrique avec une fonction de validation ou un détecteur de couple pour vérifier et documenter que le couple appliqué est correct.
Un stockage approprié permet de maintenir votre clé dynamométrique en bon état. Il est recommandé de la ranger dans un étui ou une boîte à outils pour la protéger de la poussière, de la saleté, et des chocs physiques qui pourraient altérer ses composants mécaniques. Évitez les environnements humides qui peuvent causer de la rouille et des dégâts sur ses mécanismes.
Le nettoyage périodique de la clé dynamométrique est également important. Utilisez un chiffon propre et sec pour essuyer la clé après chaque utilisation. Si nécessaire, un léger nettoyant non corrosif peut être utilisé pour éliminer les saletés plus tenaces.
Il est recommandé de faire réviser régulièrement votre clé dynamométrique Beta par un professionnel, surtout si elle est utilisée fréquemment ou dans des conditions exigeantes. Elle peut inclure la vérification de la calibration, l’inspection des composants pour détecter l’usure ou les dommages, et le remplacement des pièces si nécessaire.
| Tolérance | Application | Conséquences |
|---|---|---|
| +/- 5% | Valeur raisonnable | Précision élevée |
| +/- 7% | Industrie automobile (production en série) | Meilleure tolérance maintenable |
| +/- 10% | Couramment utilisée | Compromis entre précision et coût |
| +/- 15% | Entreprises automobiles (outils moins coûteux) | Marges de sécurité accrues nécessaires |
L’utilisation optimale d’une clé dynamométrique est essentielle pour garantir la qualité et la sécurité des assemblages mécaniques. Le respect des méthodes de positionnement, de serrage séquentiel et de validation du couple, combiné à un entretien adéquat de l’outil, assure la fiabilité des connexions vissées. Tout cela contribue également à prolonger significativement sa durée de vie. En outre, une bonne compréhension et application de ces recommandations permet de réduire le risque d’erreur humaine et de défaillance mécanique, tout en augmentant l’efficacité opérationnelle.
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