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2019-07-19

Clés dynamométriques

Les clés dynamométriques sont les outils de base permettant d’assurer la sécurité et l’exactitude du montage des assemblages vissés. Analysons la base de leur fonctionnement et le large choix de ces outils sur le marché.

Vous allez apprendre de cet article :

Qu’est-ce qu’une clé dynamométrique

Une clé dynamométrique est un outil conçu pour visser et plus rarement pour dévisser les assemblages vissés (boulons et écrous) avec une force précisément définie, c’est à dire avec un moment d’une force. Le serrage les assemblages avec un moment d’une force déterminé est extrêmement important également pendant le montage des appareils et pendant la maintenance. En ce qui concerne le moment d’une force choisi pour serrer un assemblage, il est nécessaire de respecter toujours les recommandations du concepteur.

Le moment de force (ang. torque) est le produit vectoriel de la force appliquée au levier et de la longueur de ce levier. Cette valeur est exprimée en newton-mètre (Nm). Cela signifie que si nous serrons la vis avec une clé de 0,5 mètre à laquelle nous appliquons une force de 100 Newtons, le couple de la force de serrage du fil est de 50 newton-mètres. Au Royaume-Uni et aux États-Unis, d'autres unités sont utilisées pour exprimer le moment d’une force - une livre-force multipliée par le pied (ft lb) - 1 Nm = environ 0,738 ft lb.

Le moment avec lequel les assemblages boulonnés sont serrés affecte la force exercée par ces éléments sur l'ensemble de la structure. Pour comprendre pourquoi le moment d’une force utilisé pour serrer le boulon est important il est nécessaire de comprendre comment fonctionne la mécanique du filetage et comment le serrer. Généralement la vis peut être comparée à un ressort. Plus elle est serrée, plus elle étend et comprime les éléments vissés avec une plus grande force. Lors du serrage d’une vis elle s'étend proportionnellement au moment d’une force appliqué, mais elle ne peut pas s'étendre indéfiniment – pareillement comme un ressort ordinaire. Si une certaine limite (liée à la limite d'élasticité du métal) est dépassée, le ressort reste étendu de manière permanente. La même situation a lieu dans le cas d’une vis.

La vis, qui a été étendue de manière permanente par un serrage excessif, n’exercera pas la force de serrage appropriée et probablement endommagera l’appareil - soit en desserrant (par exemple sous l'influence de vibrations) ou en cassant la vis déformée. Une telle vis ne récupérera pas sa forme d'origine, donc le fait de la desserrer et la resserrer n'est pas une solution garantissant la sécurité.

Pour serrer une vis correctement, il est nécessaire d'appliquer le moment d’une force approprié. Pour mesurer ce moment, il convient d’utiliser justement une clé dynamométrique. Qu’est-ce que garantit la sélection du couple de serrage optimal ?

  • Un assemblage boulonné sera stable avec une force supérieure à la plus grande force essayant de le séparer.
  • Une vis serrée avec une force optimale, restera dans cette position et – elle ne se desserrera pas et ne se resserrera pas avec le temps.
  • Une vis ne peut pas être desserrée et serrée plusieurs fois sans affecter la qualité de l’assemblage.

Il est nécessaire de connaître la valeur du moment avec lequel il faut serrer les assemblages donnés. Ce moment dépend entre autres du matériau à partir duquel les éléments sont fabriqués, de la taille et du pas de filetage et d’une application spécifique.

Si la connexion filetée n'est pas fortement serrée, elle peut se desserrer, par exemple à cause des vibrations ou du mouvement des éléments. Par contre, lorsque la connexion est trop serrée, le matériau du filetage s’étend et peut s'affaiblir et s'endommager. Cela peut provoquer des modifications permanentes de la forme des éléments filetés et les rendre par conséquent inutilisables. Les vis qui ont été serrées avec un moment d’une force plus grand à celui recommandé doivent être remplacées par des nouvelles vis.

Un serrage trop fort ou un serrage trop faible de la vis peuvent provoquer une défaillance. Il est important de serrer chaque vis ou écrou en appliquant des valeurs spécifiées par le fabricant. La clé dynamométrique est un outil qui permet de définir une valeur de couple spécifique. La clé dynamométrique correctement calibrée augmente la sécurité et la fiabilité de chaque connexion filetée critique.

Quels sont les types de clés dynamométriques ?

En principe, la clé dynamométrique fonctionne comme une clé standard. Ce n'est que lorsque le couple prédéfini est atteint que le mécanisme de la clé est activé. En conséquence, il n’est plus possible de serrer la clé avec un couple supérieur à celui prédéfini. Il existe de nombreux types de clés dynamométriques sur le marché avec différents mécanismes de fonctionnement. L’un des plus populaires est le soi-disant la clé à déclic. Ce type de clé est équipée d'un cliquet spécial (embrayage) qui empêche, après avoir atteint le couple prédéfini, une rotation ultérieure de la clé. Son fonctionnement ressemble à une clé à cliquette qui ne tourne que dans un sens unique. La clé dynamométrique cliquera de la même manière lorsque le couple spécifié est dépassé.

Il existe également d'autres types de clés dynamométriques sur le marché, telles que des clés coudées. Le mécanisme de ces clés fonctionne de manière à ce qu’après avoir atteint le moment donné, la partie supérieure de l’outil "se plie" d’environ 20 degrés, en indiquant ainsi que le moment spécifié a été atteint.

Un groupe séparé de clés dynamométriques constituent des outils équipés d’un dynamomètre, mais sans limiteur de couple. Un tel produit indique la valeur du moment d’une force qui serre la vis ou l’écrou. Dans cette catégorie, nous allons trouver de simples clés à torsion et à aiguille, ainsi que des clés électroniques complexes qui sont souvent équipées d'une interface informatique et d'une mémoire ce qui permet même d’enregistrer le nombre et le moment de connexions serrées pendant la journée.

Utilisations des clés dynamométriques

Les clés dynamométriques sont utilisées dans de nombreux domaines industriels - partout où il est nécessaire de serrer des éléments avec un moment d’une force spécifique. La clé dynamométrique est principalement utilisée dans la mécanique. Elle est utilisée dans les ateliers d’automobile et autres endroits où il est nécessaire de visser les pièces mécaniques avec précision. Cependant, ce n'est pas la seule application des clés dynamométriques. Ces outils sont également utilisés dans divers domaines de l'électronique et de l'énergie.

Les clés dynamométriques sont principalement utilisées pour serrer les connecteurs coaxiaux précis dans les systèmes à haute fréquence. Les connecteurs N, SC, SMA, SMC, SSMA SSMC ou TNC doivent être serrés avec le couple approprié pour obtenir une impédance au catalogue et de faibles pertes. De plus, en vissant de ces connecteurs avec le couple approprié garantit que le connecteur ne sera pas endommagé et qu'il sera possible de connecter et de déconnecter à plusieurs reprises sans détériorer les paramètres électriques. Les clés dynamométriques sont également utilisées pour visser les barres énergétiques. Leur utilisation assure un contact optimal et une faible résistance de la connexion de ces éléments.

Cependant, ces clés ne sont pas utilisées uniquement en mécanique ou en électronique. Il existe des clés dynamométriques pour des applications inhabituelles telles que ... la stomatologie – où elles sont nécessaires pour serrer les implants dentaires à un moment précis pour s'adapter parfaitement au corps humain.

La précision des clés dynamométriques, quelle que soit leur application, est soumise aux normes industrielles strictes. Parmi les normes les plus importantes reconnues dans notre pays il y a :

Comment choisir une clé dynamométrique pour son propre atelier ?

Il existe de nombreux types de clés dynamométriques sur le marché. Les plus couramment utilisées sont :

  • Clés à torsion – sont équipées d’une longue aiguille qui part de la tête parallèlement à sa poignée. Au moment où la clé est utilisée avec une force, sa poignée commence à se plier légèrement sous l’influence du moment d’une force. La poignée reste immobile en même temps et commence à se déplacer sur le cadran fixé à la poignée, indiquant le moment de la force, qui est maintenant appliqué à la vis. Ces clés requièrent une précision et une habileté dans la manipulation, car elles ne bloquent pas automatiquement le mouvement ultérieur. L'utilisateur doit observer l'affichage sur le dynamomètre pour arrêter de serrer lorsque l’aguille indique le moment d’une force approprié.

  • Clés à cadran rond - sont une version simplifiée des clés à torsion. Elles ont un cadran rond sur la poignée avec une aiguille qui indique le moment d’une force actuel. Elles sont plus faciles à utiliser que les clés à torsion car elles ne comportent pas de pièces externes mobiles. Tous les mécanismes de cette clé sont cachés dans le boîtier.

  • Clés à déclic - sont les clés dynamométriques les plus populaires sur le marché. Contrairement aux deux types décrits ci-dessus, elles permettent d’appliquer moment d’une force maximal avec lequel la connexion doit être resserrée. Pour le faire, il suffit de tourner la partie inférieure de la poignée de clé de sorte que le moment d’une force requis soit réglé sur l’échelle au-dessus de la poignée. Ensuite, la poignée est contrebalancée avec la vis afin qu’elle ne se déplace pas pendant le travail.

Parmi tous les trois types de clés décrites ci-dessus, les clés à torsion sont les plus difficiles à utiliser mais simultanément elles offrent une grande précision qui est encore meilleure en cas de clés électroniques qui sont très couteuses. Les clés à déclic sont un peu moins précises mais elles sont suffisantes pour la plupart des applications, en particulier quand prend en considération comment il est facile de régler une clé dynamométrique à déclic. Pour la plupart des applications, il est préférable de choisir ce type d’outil.

Le moment ou la plage de moments appliqué(s) pour serrer les vis est un paramètre de base de la clé dynamométrique. Les clés dynamométriques sont disponibles avec les réglages allant de 2,5 Nm à 25 Nm de la plage allant de 80 Nm à 400 Nm. La société WERA propose des clés qui couvent toute la plage de sorte qu’il est facile de sélectionner facilement la clé pour chaque application.

Quels sont les accessoires utiles pour les clés

Les supports dynamométriques sont équipés d’extrémités standard pour les prises 1/2”, 3/8” et 1/4” (en fonction de la taille et de la plage de moment). Les accessoires standard avec les prises tels que les poignets ou les rallonges sont adaptés à ces clés.

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