SEPTIÈME PARTIE

ASSEMBLAGES EN

FER

§ 1. — Rivets et rivures

50'J. Généralités. — (a) Rivets. — Un rivet est une tige de fer terminée à ses deux extrémités par deux parties renflées entre lesquelles sont serrées les pièces que le rivet est destiné à réunir (fig. 495).

Ces deux extrémités renflées sont : 1° la tête A, fabriquée à l'avance, et 2n la rivure B, qui provient de l'écrasement à chaud, fait sur place, de la tige du rivet, au moment de la pose. La rivure est obtenue, soit au marteau, soit à la bouterolle, soit à la machine.

Pendant ce travail, le rivet, qu'on avait porté à la température de 900° environ, se refroidit en échauffant par conductibilité la tôle environnante ; lorsque la rivure est achevée, la température de la tôle s'est élevée à 100" environ, tandis que celle du rivet s'est abaissée à 600° environ ; la température du rivet est donc, à la fin de l'opération, supérieure de 300° à celle de la tôle.

En se refroidissant, le rivet diminue de longueur, et il exerce sur les tôles un effort qui pourrait , si les tôles étaient en contact parfait, dépasser 120 k. par millimètre carré de sa section, c'est-à-dire beaucoup plus que la charge de rupture ; en réalité, l'effort exercé par le rivet est bien moindre et ne dépasse pas 20 ou 25 k. par millimètre carré de sa section. Le reste de l'effort développé par la contraction du rivet a pour effet d'amener le contact des tôles. (V. plus loin n° 511-5.)

(b) Perçage des trous. — Leur diamètre. — Les tôles qui doivent être réunies par des rivets sont percées soit au poinçon, soit au foret ou mèche, soit encore au poinçon avec alésage fait après coup, pour agrandir le trou fait par le

poinçon, pour assainir la tôle environnante et pour rectifier l'ajustage. (V. plus loin n° 512.)

Lorsqu'une feuille de tôle est percée au poinçon, le diamètre du trou ne peut pas être inférieur à une certaine limite, qui est ordinairement le double de l'épaisseur de la tôle. Il faut, en effet, que la résistance au cisaillement de la tôle soit inférieure à la résistance à l'écrasement du poinçon qui sert à faire le trou. Voyons ce que cela entraîne.

Soit R' la limite de rupture du poinçon à l'écrasement, et soit R la limite de rupture à la traction de la tôle à percer ; sa limite de rupture au cisaillement sera 0,8 R. Soit e l'épaisseur de la feuille de tôle et d le diamètre du trou à percer. Lorsque le poinçon pénétrera dans la tôle, il produira le cisaillement sur tout le pourtour du trou et, par conséquent, développera un effort tranchant T = rd X e X 0,8 R.

Le cylindre du poinçon supportera cet effort par la surface de sa base, ce qui par mm2 donnera T 4e X 0,8R d

Cet effort unitaire ne doit pas entraîner l'écrasement du poinçon ; il doit donc être plus petit que R'. En écrivant cette condition, on en déduit

d>3,2-^Xe.

Pour l'acier trempé qui constituera le poinçon, la limite de rupture R' varie entre 60 et 75 k. et même plus, tandis que celle R de la tôle à percer est de 45 k.; par suite, on devrait donc avoir, en faisant la substitution,

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pour K' = 75 et R = 45. . . d > 1,9 e, pour R = 60 et R = 45... rf>2,4e. En moyenne, le diamètre d'un trou poinçonné ne saurait être inférieur à deux fois l'épaisseur de la tôle ; le perçage de trous plus petits doit être fait au foret.

Comme dimension maxima, on ne donne jamais au diamètre du trou plus de trois fois l'épaisseur de la tôle; on verra plus loin pourquoi. En résumé, d est généralement compris entre 2 e et 3 < .

(c) Formes des rivures. — Les rivets doivent être faits en fer ou en acier doux, c'est-à-dire en métal très ductile; nous en dirons la raison au n° 513. On donne à la tète faite sur place, c'est-à-dire à l&rivure, les formes suivantes :

1° Forme ordinaire, ou rivure conique (fîg. 495-1). — La tête A, faite avant la pose, est en goutte de suif ; la rivure (flg. II) est conique et faite à la main avec un marteau nommé rivoir.

Fig. 495

2° Rivure à tête sphérique (fig. III). — Les tôles sont percées de trous coniques obtenus à l'aide d'un poinçon de diamètre plus petit que celui de la matrice (v. plus loin fig. 499-N). La rivure a la forme sphérique et elle est obtenue à la bouterolle. La bouterolle (v. plus loin B, fig. 496) est une masse en fer portant en creux le moule de la rivure. Un ouvrier la pose sur la tige cylindrique, sortante, du rivet tandis qu'un autre ouvrier, armé d'une très lourde masse, frappe sur la bouterolle.

3° Rivure en goutte de suif, avec trous fraisés sur les bords (fig. 495 bis-\). — La fraisure a pour effet d'augmenter l'adhérence du rivet et de rendre moins facile la disjonction des tôles sous l'influence des efforts alternés.

Fig. 495 bis

On a constaté que la rupture d'un rivet se produisait en général par décollement de la tête qui a été forgée sur place.

L'angle rentrant, situé entre la face plane de la tête et le corps du rivet, constitue un changement brusque de section et, par suite, un point faible où une fissure pourra tendre à se manifester. (V. plus haut, n° 123-c.)

On augmente de 3 à 15 pour cent la résistance de la rivure en raccordant le corps du rivet avec les têtes par un collet de forme conique ou par un congé; il faut alors fraiser l'entrée du trou pour en abattre l'arête.

4° Trous à fraisures renforcées (fig. 495 6£s-II et III). — La tête et la rivure n'ont pas alors besoin d'être aussi épaisses ; on peut même, dans certains cas, les supprimer presque entièrement, ainsi que cela se fait pour les bordages de navires.

(d) Pose des rivets. - Les tôles étant rapprochées et se correspondant bien, trou à trou, les rivets chauffés au rouge sont mis en place ; puis, la portion de tige qui dépasse la tôle et qui doit former la rivure est écrasée soit :

1° Au marteau ou rivoir pesant trois à quatre kilos, suivant la grosseur du rivet; la rivure est alors conique ;

2° A la bouterolle frappée à la main au moyen d'une masse de huit à dix kilos;

3° A la bouterolle à la machine, au moyen de riveuses; les meilleures sont les riveuses hydrauliques. On fait usage aussi de riveuses électriques.

Une bonne équipe de riveurs peut poser à la main de 20 à 40 rivets à l'heure ; elle peut en poser, dans le même temps, de 75 à 180 en employant une bonne machine à river.

Ces nombres sont très variables; ils dépendent de la grosseur des rivets et des facilités d'accès. Ainsi, pour les pièces verticales, on ne pose que les trois quarts des rivets que l'on placerait dans le même temps sur des pièces horizontales.

' Nous verrons plus loin comment on calcule les dimensions d'un rivetage; maïs, d'une manière générale, l'écartement d'axe en axe de deux rivets devra toujours être compris entre trois fois et cinq fois leur diamètre, sans dépasser jamais 0m,100, afin d'éviter que les tôles bâillent.

(e) Dimensions des rivets. — Le diamètre d'un rivet doit être, dans une certaine mesure, proportionné à l'épaisseur totale des tôles qu'il relie; il en est de même de l'écartement d'axe en axe. Nous donnons ci-dessous, d'après le traité de Construction des Ponts, de M. Morandière, le tableau des dimensions courantes ordinairement adoptées.

On a observé que si la longueur d'une tige de rivet atteint ou dépasse 0m,150, la tête se détache souvent au refroidissement ; il faudrait dans ce cas refroidir la tige en la mouillant, avant de placer le rivet ; mais ce serait mauvais, car un rivet posé trop froid donne un métal qui est écroui et par suite cassant ; il est préférable d'éviter l'emploi d'épaisseurs totales de tôles aussi grandes.