TYPES DE BOULONS DE FIXATION

dans le massif, les caniveaux qui sont indispensables dans le cas des boulons de fixation à clavettes (tig. 147).

La fig. 145 représente un boulon à crochet; la partie carrée, qui se trouve au dessous du crochet, empêche Iq tête de tourner, lorsqu’on serre l’écrou. Ce type de boulon convient très -bien pour la fixation des paliers et celle des pièces de fermes en fer dans les bâtiments.

Dans certains cas, il est difficile, ou même impossible, d’employer des boulous avec une tête; on peut alors recourir à l’une des dispositions suivantes. La tig. 146 représente un boulon de scellement, terminé par une partie à faces inclinées et â section carrée, qui s’engage dans un massif en jiierre et qu’on fixe ensuite, en coulant du plomb, dans le \ide existant entre le fer et la pierre.

La fig. 147 représente un boulon de fondation à clavette, avec contreplaqué en fonte.

Fin. 146. . Fijr. 147.

Dans les fig. 148 et 149 la tête est remplacée par des clavettes, l’une qui traverse le boulon, l’antre qui le serre latéralemeut. Ces deux figures indiquent, eu même temps, deux

■n'PES PE BOITI.ONS DE FIXATION.

modes de représentation, à petite échelle, des éerons de boulons; le premier, qui est le plus simple (tig. 148), convient spécialement pour les petits dessins. Ces deux tracés supjMiscnt, d’ailleurs, les éerons établis d’ajtrés les types des tig. 129 à 1.31.

Les tig. 150 et 151 représentent des boulons filetés, s’engageant directement dans le métal d’une des "])iëees à relier; le serrage de la seconde pièce s’effectue au moyen <l’un écrou.

Dans la fig. 152, les pièces sont reliées, l’une à l’autre, par une simple vis à tête ; dans les vis de ce genre , de faibles dimensions, la tête, qui est cylindrique ou en fonne de cliainpignon, porte une rainure dans laquelle s'engage un tonnievis; on les ilésigne alors sous le nom de vis h tête fendue.

Fig. 148.

Fig. 149.

Fig. 150.

F'ig. 151.

Fig. 152.

La ,'tig. 15;i donne le mode d’assemblage de trois pièces, au moyen d’un boulon, tenuiné ])ar deux parties filetées et muni, en un ]H)int intermédiaire, d’une partie saillante, logée dans la pièce comprise entre les deux autres; bipartie saillante a souvent

Fig. 1.54.

f'I.EPS A ÉCROUS.

une section carrée, mais on emploie, de préférence, la forme circulaire pour les pièces d’une execution soignée.

La tig. 154 est une eutretoise, destinée à relier deux pièces, dont récartenieiit doit être maintenu invariatdc.

Clefs à écrous.

Four saisir et faire tounier les écrous ou les têtes de Ijoulons, on fait usage de leviers d’une forme spéciale, qu’on désigne sous le nom de clefs. Les clefs simples, que représente la tig. 155 et qui sont destinées à agir sur des écrous ou des têtes

Fig. 155.

i'i quatre ou à six pans, se composent d’une j>artie cren.se, en forme de fourche, terminée par une tige à faces planes ou à section circulaire; cette dernière forme est emphiyée <le ])référence pour les clefs qui doivent être fré(|uemment maniées. La ligure indique les dimensions qu’il convient de donner aux différentes parties, en les rapportant au diamètre T) 5 -p 1,4 d de l’écrou. l.^s

CLEFS A ÉCROrs.

clefs doubles portent une mâchoire à dnujue extrémité. Lorsqu’on dispose d’un espace restreint jmnr le mouvement de la tige, on fait usage d’une clef, dont les mâchoires sont inclinées, sur la ligne qui joint leurs centres, d’un angle égal à la moitié de l’angle au centre du polygone, qui constitue le prolil de l’écrou; cette inclinaison est, ]>ar suite, de 30®, pour les écrous à six pans, et de 4.5", pour ceux â quatre pans. Les clefs de ce genre, qu’on désigne aussi sous le nom de clefs en S, présentent cet avantage (ju’en faisant alternativement usage des deux mâchoires, de manière â faire tourner chaque fois l'écrou de la moitié de l’angle du polygone, soit de 30", comme dans notre figure, la tige de la clef, au eornmeneement de chaque douzième de tour, se retrouve exactement dans la mémo position. Il en résulte que les deux mâchoires doivent être symétriquement placées par rapport à cette tige. A cet effet, du point milieu M de la longueur de la clef, avec un rayon égal â la moitié de la largeur de la tige, on décrit un cercle, auquel ou mène des tangentes parallèles, qui déterminent les faces de cette tige. Pour la construction des clefs, comme pour celle des écrous, nous ne saurions trop recüinmîinder l’emploi d’échelles de proportions, établies d’après les indications de la tig. 155.

Boulons de sûreté.

Ix!8 boulons de fixation , établis d’après les règles que nous avons indiquées précédemment ou d’autres analogues, présentent une inclinaison de filet assez faible (4®’/* pour d=6"", l®*/j pour d == Tô"") pour que la pression, qui s’exerce suivant l’axe, ne soit pas capable de vaincre la résistance du frottement et d’amener, par suite, le desserrage de l’écrou. Toutefois, dans certains cas exceptionnels, il peut arriver que, sons l’action d’ébranlements et de chocs continuels, l’écrou finisse par prendre un certain jeu et que, par suite, la sécurité de l’assemblage se trouve fortement compromise. Cet effet est encore bien plus à redouter, lorsque le boulon n’a pas été serré complètement à fond, mais simplement d'une manière modérée, comme cela a lieu dans le cas oh le boulon a surtout pour but d’assurer nue position déterminée à l'nue des pièces à relier, dans les fixations de paliers, par exemple.

i»nri,nNK rm si'ueté.

Cetti* intt»?(îurité, que jjréflenfe le mode ordinaire de bouloiiiiajce et <|ui e»t déjà sensible irnnr les maehines à vapeur fixes, offre encore de plus graves incoiivéïiieuts dans les locomotives et les machmes de vaisseaux, principalement dans les navires de guerre, par suite <lu recul des i^anons. Dans tous les cas de ce genre, on munit les boulons <le dispositifs de sûreté, dont nous allons donner (|ucl(|ucs exemples.

contre -cerou (lig. 1. '■)!>) constitue un des modes les jdus anciens et les plus employés. la's <leux écrous se terminent par des surfaces planes ]mrfaitcnicnt dressées, de manière à s’appliquer exactement l’une contre l’autre, (jucbpics constructeurs croient «levoir, pour motif de résistance, j)laccr le contre - écrou au dessous de l’écrou princi|)al; mais cette dis])osition n’a, en réalité, aucune utilité, car, au point de vue de la résistance des filets, il suffirait de dfinner à cet écrou une hauteur égale à c’est-à-dire

le tiers de celle «[u’on lui doimc ordinairement. La fig. Ifi7 représente une goupille fendue, traversant le boulon, qu’on trouve souvent eni])loyée, concurremment avec le contre - écrou.

Kig. I.'si. Pig. 157. Pig. lôs.

Dans la fig. 15H, la sécurité de l’assemblage est obtenue au moyen d’une clavette, et cela d’une manière très -satisfaisante, puisque, dans le cas où on se trouve obligé de resserrer l’écrou, cette clavette peut être chassée davantage, de manière à toujoui"s s’ajipuyer sur lui. H<tuvcnt aussi la goui)ille fendue et la clavette traversent (lirccteuicut l’écrou ou s’engagent dans une entaille, ménagée sur la face supérieure de cet écrou. Ces trois dispositions assurent l’invariabilité de position de l’écrou et du filet

Houloftiix, lu C'uD4trucleur. 11

Boni-ONS r>E SITRETÉ.

de la vis. On obtient une sécurité du même genre à l’aide des trois dispositifs suivants, dans lesquels la tête et, par suite, la vis sont invariablement reliées à la pièce qui porte le filetage de l’écrou. I^a disposition de la fig. 159 se rapporte la suspension des ressorts dans les locomotives (Borsig), celle de la fig. 160 à la fermeture des boites de graissage des têtes de bielles et enfin la fig. 161 représente une vis de fixation.

FiR. 159. Fig. 160. Fig. 161.

Dans les figures suivantes, les dispositions adoptées ont simplement pour résultat d’empêcber l’écrou de tourner par rapport une des pièces à relier; elles ne sont donc efficaces qu’à la condition que la vis elle - même ne puisse prendre aucun mouvement de rotation. Celle de la fig. 162 s’emploie pour les boulons de chapeaux des paliers; la goupille s’appuie en son milieu contre une saillie, qui l’empêche de se courber. Celle de la fig. 163 se rencontre souvent dans les pistons de machines à vapeur, pour les boulons qui relient le couvercle au corj)8 même du pistou. La fig. 164 est une véritable clef de position, employée pour les boulons <le chapeaux de paliers; en vertu de la double

Fig. 162. Fig. 16.3. Fig. 164.

entaille dont elle est munie , cette clef permet de donner à l’écrou une rotation d’un douzième de tour seulement, taudis qu’avec

nfH'LONS DE SI'IIETÉ.

les autres dispositions, cet écrou doit faire un sixième de tour pour revenir k une position <lc fixation.

Dans le dispositif de l’regel (fig. 165), l’écrou peut tourner d’un huitième de tour entre deux ptisitions de fixation. L’arrêt se produit sur une rondelle, faisant eorj)s avec l’écrou, au moyeu d’une clef, (pii glisse dans une rainure et qui peut y être fixée, lors(|ue c’est nécessaire.

La fig. 166 re])ré.sente une disposition (|u’on emploie assez fréquemment pour les boulons de presse - étoupes , principalement dans les hummotives. La petite roue dentée , qui sert à empêcher le desserrage, fait corjis avec l’écrou, comme dans la figure précédente.

Fip. 16.'). Fi(î. 166.

Fig. 167. Boulons de suspension des ressorts de locomotives (Borsig). I.ia tension se ])roduit ]>ar 1a rotation du boulon, sur la tête duquel se trouve fixée une chape de sûreté, dont les faces viennent saisir 1e cadre, qui transmet la charge i\ l’extrémité du ressort: la différence entre deux positions successives du boulon correspond li un sixième de tour.

Kig. 167. Fig. 168.

FORMES DE FnÆTS.

La tig. 16K rei)rc8eiitc un écrou avec vis de serrage; cette disposition (due ü Penu), qui permet une rotation aussi fnihie qu’on le désire, présente de grands avantages pour les paliers, les suspensions de ressorts, etc. Il convient de donner à l’écrou des dimensions un jieu sn]»érieures à celles qu’on admet dans les cas ordinaires, afin que la partie inférieure, correspondant à la rainure, ne se trouve pas trop mince. On prend donc, en général, pour le diamètre, la valeur I\ fournie par la fonnule (34). En raison de ses faibles dimensions, la vis de scrnige doit être en acier. Cette disposition d’écrou de sûreté est trèsemployée dans les nmeinnes de navires à vapeur.

Formes «le Wlets partienllères.

Au lieu du filet à section triangulaire (de Wliitvvortb), on emploie souvent, dans les vis eu bronze, le filet arrondi que représente la fig. 16U; la hauteur du pas s et la profondeur t du filet SC déterminent d’après les fonnules (31*) et (3t>).

Fig. 169. Fig. 170. Fig. 171.

Pour les vis eu fer, soumises à des pressions considérables et qui doivent être fréquemment mamuuvrécs, ou ado]ite trèssouvent le filet carré (fig. 17o); depuis «piclques années, poulies vis, dans lestpiellcs la pression s’exerce toujours dans le même sens, on est même revenu au filet à section trapézoïdale (fig. 171) des anciennes vis en bois.

Dans CCS deux dernières espèces de vis, lu profondeur du liict est donnée par la formule:

/ '/„(•-» I 0,0(19 ( lo).

VIS IIK l‘l!i;SS10N. Ifif)

Lo (liaiiièlrc du noyau a, par suite, pour valeur:

r/, —0,01 fi — 2 (11).

Dans les vis à filet earré, la hauteur du p:is e.st:

.s ai 2 + 0,00 d I

et dans les autres (scetion traiiê/.oïdalc): i (42).

r et fi, se ealeulent par la Idrniule (32); pour que réerou présente un noinlirc de filets suffisant, on lui donne pour hauteur, dans les vis i'i tilet earré, 1,5 fi, et dans les vis à filet trapézoïdal , fi. 'Poules les données préeédenfes se ra])])ortent d’ailleurs spéeialeinent aux houlons eniidoyés eoinnic houlons de fixation.

vis renforeées. Vis de pression.

la-s dimensions que nous avons indiquées iiréeédennnent se rapportent aux vis qu’on peut considérer eonnne nomuilcs; dans «pielques eas partieuliers, il convient d’augmenter les dimensions (pie donnent nos formules |mur une charge déterminée; c’est ce (pi’fui doit faire, jiar exemple, pour les houlons de hoites A étoupes, ceux des brides d’asscinhlage de tuyaux, etc. Les vis (|u’on emploie alors constituent, par comparaison avec les vis normales, ce qu’on peut appeler les vis renforcées. On peut admettre comme règle, pfuir la détermination des dimensions des filets, que, dans les vis renforcées, la section du filet et la hauteur de l’écrou doivent être les mêmes que dans les vis normales, soumiHcs aux mêmes charges (ou équivalentes).

Ia;s vis de freins, de iircsscs, de coussinets et, d’une manière générale, toutes tes vis, qui sont destinées à exercer des pressions, doivent être déterminées par des règles différentes de celles des houlons de fixation. En premier lieu, elles doivent être suffisamment résistantes, c’est-à-dire que la pression, par unité de surface du filet, doit être suffisamment petite, pour que l’usure ne soit pas trop rapide.

Dans les cas ordinaires, après avoir évalué, aussi exactement que possible, la charge P, on calcule le diamètre d^ du noyau, à l’aide de la formule (.32). I.ior8qu’on se trouve obligé de prendre pour une vis le plus faible diamètre possible, il est essentiel de veiller, avec le plus grand soin, à ce que la

Ififi

VIS iiK ruEssioN.

pression tle réeroii s’exerce , constaimnent sur toute la cireoiit'érence et jamais d’un seul côté; dans ce cas, on peut, à la rigjncur, aller sans danger, pour jusqu’à la valeur limite donnée par la formule:

P==4,7tf/, », ou rfi=0,46yP . . . . (43).

Pour le tilet, on peut adopter la section carrée de la fig. 170 ou la section trapézoïdale de la fig. 171. Avec ces deux formes on j)cut prendre, en exécution, pour la ]irofondcur l du filet:

d rf,

d’où on déduit : pour la vis à filet carré : s , = '

et, pour la vis à filet trapézoïdal: * ~ A *c

La fonnule (43) peut Être employée jioiir les boulons à section triangulaire des ressorts de suspension des locomotives, puisque, dans ces pièces, la position de l’ccron, par rapport au filet, est parfaitement assurée.

Dans quelques cas, du reste assez rares, la vis doit avoir une longueur assez grande , pour qu’on ait à redouter la tendance à la flexion par compression. Lorsqu’il eu est ainsi, on calcule le diamètre du noyau de la vis d’après la formule du cas n“ Il (§ 16), en prenant le coefficient de sécurité égal à 4; on calcule également ce diamètre par les fonnulcs précédentes et on adojitc définitivement la plus grande des valeurs obtenues par ces deux procédés différents.

Pour que le frottement de l’écrou et, par suite, son usure ne soient pas troj) considérables, la pression entre les filets doit, autant que possible , ne pas dépasser '/s P*'*!' millimètre carré.

Cette condition se trouve satisfaite, (piand le nombre de pas i, contenus dans im écrou de fer ou de bronze, n’est pas inférieur à la valeur donnée par la formule:

Pour les vis normales, dans lesquelles < =- 0,1 d, cette formule devient:

A88EMU1.A0KS l’AU UÜUEONS.

Kxemiie. Pour une vis deatnt exercer une pression île HôOOO^, le iliamctrc du noyau rf, se détermine jmr la formule (i3) , en admettant qu'on prenne jiour l'écrou les mesures de précaution indiquées jn-écédemment; on a alors d, = 0,46 Ÿ3ÔOOO = 0,46'lô8 = 72""“; en considérant cette vis comme une vis normale, on tire de là, pour les autres éléments, t = ”/« “ d *1^-72 = 90""“. La formule (47) donne, pour le nombre minimum de

]His que doit contenir lecrou, i = 7- *' empline

un filet à section trapézoïdale, la hauteur de l'écrou, pour ce nombre de pas, est i- s ^ — -J. — = 252"“°. — Vans le cas où on renforcerait la vis,

en portant son diamètre extérieur à 120“'"', tout en conservant pour t la valeur de 9'“'", la formule (46) donnerait ( = 18.

AN8ciubla^c8 par boulons.

Dans les asscniblagcs, il importe d’éviter que les lM)ulons

ne soient sonniis A des pressions latérales et il convient, dès lors, Fig. 172. Fig. 173.

dans les cas on des pressions de ce genre sont à redouter, d'adopter une disposition spéciale pour les pièces à relier.

ASHKMItl.AdES l’AIt IIOI I.ONS.

IfiS

OanH les fÎR. 172 et. 173, les deux pièecs, réunies par des Ixudons, s’einboitcnt, l’une dans l’autre, au moyen de rainures et de saillies qui sc corre8i)ondent.

La fig. 174 re|)résente un eiuboitenient en Ibnne d’ancre, et la fig. 175 un iissembhige, avec rondelle intcri)osée entre les deux |)iéees. Les deux derniers modes d’asscnd)lage protègent les boulons contre tontes les pressions latérales, quelle que soit leur direction, tandis que les dis])ositions des deux premières figures ne sont efficaces que pour les pressions latérales, dirigées perpendiculairement aux arêtes des rainures.

L’assemblage avec rondelle intciqioséc est d’un usage trèsrépandu et on ne saurait trop le recommander, en raison de sa simi)licitè et de la sécurité qu’il présente. La rondelle sc fait en fer forgé et se dresse an tour; les cavités, dans lesquelles elle doit être logée, s’obtiennent par l’alésage des trous de boulon et

Fig. 174. Fig. 175.

ASSKMIU.AOKS l’Alt llori.ONH. I tî'.t

ont ainsi une position exactement déterininée. lan^sipie la rondelle iloit avoir de frrandes dimensions, on la tait en Idiite; souvent aussi on la remplace |iar une tête inteniicdiaire (tij:. 15:t), cpii est tournée et encastrée à moitié dans cliacune des deux pièces. I.,es modes d’aascnddapc, représentés par les fij;. 171 et J 75, sont (|uelqueldis employés, dans les roues hydraulicpics, pour réunir les bras 5 la jante. La dis]iosition qu’on adopte, dans ee cas, n’est j)as exactement celle de la lig. 17-1; pour s’eu faire une i<lée, il suffit d'imaginer que la pièce inférieure, dans cette figure, soit remplacée |)ar une pièce plane, d’une épaisseur convenable, dont la face supérieure porterait des saillies, entre lesquelles s’cngiigeraient les extrémités des bras.

Dans l’établissement des réservoirs eu fonte, 5 parois ]>Ianes, on fait très- souvent usage d’a.ssemblages à rebords.

Dans ce mode de jonction, les rebfuxls (pii doivent être réunis par des boulons peuvent sc jirésenter, soit en deliors, soit en dedans du résenoir, ou encore, les uns à l’extérieur, les autres 5 l’intérieur. Il est évident <pic la position de ces rebords, pour un réservoir parallélipipédiquc, joue un n'ile assez inqmrtant au point de vue de l’aspect. Les figures suivantes re]trésentcnt (picUpies- unes des dis]iositions qu’on peut adopter, jmur ce genre d’assenddage , ainsi que la forme du fond qui correspond à cbacunc d’elles.

Dans les trois premières figures (17ti, 177 et 17s), les rebords des plaques, qui doivent être réunies entre elles et avec le fond, sont tous extérieurs, tandis que, dans les trois antres tl7!>, 180 et IHl), ees mêmes rebords sont tous intérieurs. L’aspect extérieur <pi’entrainc ]iour le réservoir l’adoption d’une de ces trois dernières dispositions est beaucoup plus satisfaisant que celui d’une (pielconque des trois [tremières.

Lorsque tons les rebords des faces peqiendiculaires au fond SC trouvent à l’intérieur et qu’on adopte, pour ce fond, une forme analogue à celle de la fig. 17!i, les assemblages n’offrent aucune saillie visible fi l’extérieur (à l’exception de celle des boulons fonnant le Joint des deux faces verticales). Les fig. 182 et 18:i indi(pient les rai)jiorts des dimensions à adopter ]n)ur tes assemblages à rebords. Le diamètre d des boulons et, par suite, les autres dimensions, se déduisent de l’épaisseur d des parois.

Pour les joints, la distance de deux boulons consécutifs est ordinairement comprise entre 2,5 T) et :i D. l.orsqu’on fait

ASSKMULAGKS PAK BOULUNS.

Fîr. 178.

Fi({. 177.

Fi({. 17ü.

Fig. 179.

Fig. 180.

Fig. 181.

Fig. 183.

A.s.SKMIlI-ACiK» l’AK OI.AVK'ITK.S.

image de iiiaeliiiics à ralioter, j>our dresser les relmrds, il eonvicnt de siipprinicr les jiortées représentées dans la lig. 182, et de l'aire reposer entièrement, l’une sur l’autre, les surl'aees dressées des deux rebords.

n. Clavettes et assemblages à clavettes.

(’laTPttc d'assemblage.

lai « lavette est l'réqueinnient employée pour relier certaines pièces de «•onstnietion et elle reçoit des formes et des dis])ositions différentes, suivant la nature de ces pièces et le but «jn’elles doivent remplir. L’assemblage à clavette le plus simple comprend au moins trois parties, les deux pièces à relier et la clavette proprement dite. L’un des côtés du profil longitudinal de la clavette, ou même souvent les deux c«>tés sont inclinés sur la direction du mouvement relatif des deux corjm à relier. L’angle aigu, que forme un côté du profil avec la normale à la «lirection du mouvement, constitue l’inclinaison de la clavette. Lorsque cette inclinaison n’existe <|ue pour un seul côté, elle se mesure par la tangente trigonométri(|uc de l’angle; dans le cas où les deux côtés fonnent tous les deux un angle aigu avec la nonnalc à lu direction du mouvement, l’inclinaison totale est égale k la somme des inclinaisons des deux côtés et alors elle n’est plus mesurée par la tangente de l’angle.

Pour les clavettes, destinées aux a.ssemblages fixes, l’inclinaison totale est comprise entre '/30 Vôo et descend même ^ Vioo- elle est plus considérable et varie de V»4 « Vii

et même à ‘/id l'"*''" les clavettes qui doivent être enlevées fréquemment et pour celles qui sont destinées k (iroduirc, pour les pièces à relier, un déplacement relatif d’une certaine importance. Nous allons indi(iuer quelques-uns des assemblages à clavette les plus usités.

ASSKMIII-AUKS TAI! <)|.A\ KTTI-S.

Ass«*iubla«(‘s par clavettes.

Les lifj. IK| i\ isCi roprêseiitciit rasseiiililu};»', pîir mic clavette transversale, d’une ti};e pleine avec une douille ou un inaiielion. Istrsipic la ti{;e est en 1er lorfjé, d’un diamètre d, on olitient les dimensions de la clavette, supi)oséc également eu Ier forgé, en i)renant, pour la liauteur moyenne, h *= d et, pour l’épaisseur,

J ; lorsque la douille est en fonte, son épaisseur d doit être égale î\ lorsqu’elle est eu fer, cette épaisseur i»eul être

réduite A • Pour les clavettes, ipii ne traversent qu’une <les

pièces, comme celle de la fig. isiî, on prend volontiers une hauteur un peu plus forte; ici on a pris h = d.

Kig.fJM.

Kig. 185.

Fig. 180.

Fig. Is7,

Pour les clavettes en acier, la hauteur et la largeur peuvent être réduites à o,K de celles des clavettes en fer. I.os dimensions (|ue nous veiiuiis d'indiipier supposent, hieii entendu, ipie le diamètre d ait été déterminé convenablement, en tenant compte des eflints auxquels peut se trouver soumis l’asscnihlagc. Le diamètre c/' de la tige, en dehors de cet assemblage, peut d’ailleurs être suj)érieur à d. La fig. 187 représente la jonction de deux