Un joint de verrouillage est un joint fonctionnel qui empêche les connexions filetées de se desserrer en raison de vibrations, d'impacts ou de charges dynamiques en augmentant la friction, la déformation élastique ou le verrouillage mécanique. Largement utilisé dans les domaines de la mécanique, de la construction, de l'automobile, de l'aérospatiale et d'autres domaines, il vise à garantir la stabilité à long terme des composants clés des fixations. Leurs fonctions principales, types, principes de fonctionnement et applications typiques sont détaillés ci-dessous :
I. Fonctions principales : Anti-Desserrage, amortissement, compensation.
Anti-Desserrage
Résiste au desserrage causé par les vibrations, les chocs ou les charges alternées dans les connexions filetées pour empêcher les écrous ou les boulons de tomber. Les connexions par boulons dans les moteurs de voiture, par exemple, peuvent être soumises à des vibrations prolongées à haute fréquence-, et les rondelles de blocage peuvent réduire considérablement le risque de desserrage.
Amortissement des vibrations
Absorbe l'énergie vibratoire par déformation élastique, l'impact de la charge sur le joint est réduit et la surface du joint est protégée contre les dommages. Par exemple, dans le raccordement à bride d'une tour d'éolienne, le joint de verrouillage amortit les vibrations provoquées par les charges de vent.
Compensation des écarts
Remplissez les espaces dans les joints dus à la fatigue du matériau, aux fluctuations de température ou à une utilisation prolongée pour empêcher les fixations de se desserrer en raison de l'expansion de l'espace. Par exemple, dans une connexion de pont en acier, la rondelle de blocage compense les espaces causés par la dilatation et la contraction thermiques. ii. Principaux types et principes de fonctionnement
1.Friction-Type amélioré
Rondelles élastiques
Structure : Les anneaux en spirale avec incisions créent une structure élastique.
Principe mécanique : Lors du serrage, le joint est comprimé pour créer de l'élasticité, augmentant la friction entre l'écrou et l'organe de liaison, empêchant ainsi le desserrage.
Caractéristiques : faible coût, installation simple, mais effet anti-desserrage limité des boulons à haute résistance, ce qui peut entraîner une dégradation de la force.
Objectif : Environnement à faibles vibrations tel que les tuyaux basse tension et les équipements électriques.
Rondelles de blocage des dents internes et externes
Structure : La surface de la machine à laver est caractérisée par des dents mal alignées, les pointes des dents étant pliées alternativement.
Principe mécanique : les pointes des dents sont reliées à la surface de l'écrou et aux composants de connexion pour améliorer l'effet anti-desserrage grâce au serrage mécanique.
Caractéristiques : Résistance lâche meilleure que le joint à ressort, mais peut endommager les surfaces de contact.
Application : Convient aux environnements à vibrations modérées tels que les machines de construction et les équipements agricoles.
2. Type de rémunération élastique
Rondelles de blocage élastiques
Structure : Conception ondulée ou en disque, haute élasticité. Principe : absorbe l'énergie vibratoire par déformation élastique et compense l'écart provoqué par la fatigue ou la déformation du matériau.
Caractéristiques : Résistance à la fatigue, longue durée de vie, mais coût relativement élevé.
Champ d'application : applications nécessitant une grande fiabilité, telles que le transport ferroviaire, l'aérospatiale, etc.
Lave-linge à double-empilage-autobloquant
Structure : composée de deux rondelles dentelées. Lors de l'installation, les surfaces de dents les plus grandes sont en contact les unes avec les autres, et les surfaces de dents plus petites sont respectivement en contact avec l'écrou et les composants de connexion.
Comment ça marche : Pendant la vibration, les surfaces de dents plus grandes se déplacent vers le haut, bloquant le boulon avec une différence d'angle d'inclinaison ( > angle de filetage du boulon ) pour éviter le desserrage.
Caractéristiques : La résistance lâche est plus de 4 fois supérieure à celle des solutions conventionnelles et convient aux températures extrêmes (-50 degrés à +300 degrés).
Objectif : Convient aux vibrations à haute fréquence, telles que les systèmes de moteur et de transmission.
3. Verrouillage mécanique
Joint-autobloquant en coin
Structure : comme la série NL30, la série Nord-Lock NL30 se compose de deux cales, une en haut et une en bas. Principe : lors du serrage du boulon, les pentes du coin s'engagent les unes dans les autres et la tension du boulon est transformée en résistance de frottement par déformation élastique pour maintenir une précharge stable.
Caractéristiques : Aucun dispositif de verrouillage supplémentaire, effet anti-desserrage durable.
Application : Utilisé pour les scénarios de charge dynamique des brides de tour d’éolienne et des machines minières.
III. Scénarios d'application typiques
Environnements à hautes vibrations
Aéronautique : Les connexions filetées entre les moteurs d’avion et le train d’atterrissage peuvent être soumises à des vibrations prolongées et sévères. Les joints autobloquants à double-pile-ou les joints autobloquants-en coin peuvent améliorer considérablement la durabilité des connexions.
Automobile : les connexions boulonnées pour les composants de puissance tels que les systèmes de transmission et de suspension sont réalisées à l'aide de joints de verrouillage à dents internes et externes ou de joints de verrouillage élastiques pour éviter le desserrage.
Scénarios de chargement dynamique
Transit ferroviaire : Les raccords filetés des bogies, des roues et d'autres zones doivent pouvoir résister à des charges alternées et à des variations de température. Le joint de verrouillage maintient la force de serrage prédéfinie par compensation dynamique.
Équipement d'éolienne : Les connexions à bride de tour de la plaque de tour doivent être capables de résister aux vibrations et aux contraintes de flexion causées par les charges de vent. Le joint autobloquant-cale assure la stabilité de la connexion. Environnements de médias corrosifs
Génie maritime : les connexions filetées entre les navires et les plates-formes offshore doivent être protégées de la corrosion par pulvérisation. Les rondelles de blocage en acier inoxydable peuvent prolonger la durée de vie de l'équipement.
Équipement chimique : Les raccords filetés sur les tuyaux, vannes et autres pièces doivent être chimiquement résistants à la corrosion. Les rondelles de blocage revêtues offrent une protection supplémentaire.
IV. INTRODUCTION Recommandations de sélection
Sélection basée sur la fréquence de vibration
Pour les environnements de vibrations à haute fréquence tels que l'aérospatiale, il est préférable d'utiliser des joints autobloquants à double pile-ou des joints autobloquants à coin-. Sa structure de verrouillage mécanique présente une grande fiabilité.
Pour les environnements de vibrations à basse fréquence (tels que les machines de construction), des joints de verrouillage à dents internes et externes ou des joints à ressort peuvent être utilisés pour équilibrer les coûts et les performances.
Sélectionner par type de charge
Pour les charges dynamiques, telles que les contraintes alternées, choisissez des joints dotés de capacités de compensation élastique, tels que la série NORD-LOCK.
Pour les charges statiques, telles que les supports fixes, une combinaison de joints à ressort courants ou de joints plats peut être utilisée pour réduire les coûts.
Sélection basée sur les conditions environnementales
Vérifiez le coefficient de dilatation thermique du matériau du joint pour des températures élevées ou basses afin d'éviter la perte de précharge due aux variations de température. Les joints en acier inoxydable ou galvanisés doivent être utilisés dans des environnements corrosifs pour empêcher la rouille d'affecter les propriétés de résistance au relâchement-.