Composants et liaisons mécaniques
Module 2 / 5
Sommaire
2.1 Les liaisons et la visserie (serrage, freinage)
Assembler, c'est relier des pièces entre elles pour qu'elles forment un ensemble qui tient et qui fonctionne. Le mécanicien-monteur choisit et applique des liaisons : la plupart sont démontables, à base de visserie, et c'est là que tout se joue. Une vis posée sans méthode se desserre, casse ou arrache son filet. Ce chapitre pose les bases : types de liaisons, visserie et classes de qualité, serrage au couple et freinage anti-desserrage.
Les classes de qualité des vis acier (marquage sur la tête)
| Marquage | Résistance | Usage typique |
|---|---|---|
| 8.8 | Standard, courante | Assemblages mécaniques généraux |
| 10.9 | Haute résistance | Assemblages fortement sollicités |
| 12.9 | Très haute résistance | Sollicitations extrêmes, fixations critiques |
Marquage défini par la norme ISO 898-1. Plus le chiffre est élevé, plus la vis est résistante. On utilise la classe prescrite par le plan, jamais une vis plus faible.
Liaisons démontables et non démontables
Relier deux pièces, c'est créer une liaison. On les classe en deux grandes familles selon qu'on peut, ou non, les séparer sans destruction :
- Les liaisons démontables : elles se défont sans abîmer les pièces. Ce sont les vis, boulons, goujons et goupilles. C'est le cœur du travail du monteur, car elles autorisent la maintenance et le remplacement.
- Les liaisons non démontables : on ne les sépare qu'en détruisant l'assemblage. Ce sont les rivets, la soudure, le collage et l'emmanchement serré (pièce montée en force).
Le mécanicien-monteur choisit et applique la liaison selon ce que prescrit le plan. Une liaison démontable mal choisie là où il fallait du non-démontable (ou l'inverse) compromet la tenue de l'ensemble.
La visserie : éléments et caractéristiques
La visserie regroupe plusieurs éléments complémentaires :
- La vis : se visse directement dans une pièce taraudée.
- Le boulon : l'ensemble vis + écrou, qui serre deux pièces traversées.
- Le goujon : tige filetée aux deux extrémités, vissée d'un côté, recevant un écrou de l'autre.
- Les rondelles : répartissent l'appui sous la tête ou l'écrou, et certaines participent au freinage.
Une vis se décrit par trois caractéristiques principales :
- Le filetage : profil métrique ISO le plus courant, noté par la lettre M suivie du diamètre (par exemple M8, M10).
- La longueur : doit correspondre à l'épaisseur des pièces et à la profondeur de taraudage.
- La tête : six pans creux, hexagonale, etc. — elle détermine l'outil de serrage.
Le serrage au couple : la précontrainte
Une vis n'assemble pas par sa simple présence : elle assemble par précontrainte. En la serrant, on la met en tension, et cette tension plaque les pièces l'une contre l'autre. C'est cette force qui tient l'assemblage.
On obtient la précontrainte voulue en serrant au couple prescrit, mesuré avec une clé dynamométrique. Un serrage mal dosé est toujours un défaut :
- Couple trop faible : la précontrainte est insuffisante, l'assemblage prend du jeu et se desserre.
- Couple trop fort : on dépasse la limite de la vis, qui casse, ou le filet s'arrache.
Sur un assemblage à plusieurs vis (bride, flasque, culasse), on respecte un ordre de serrage en croix ou en étoile, et on procède en plusieurs passes (couple progressif), pour répartir uniformément la précontrainte et éviter de déformer les pièces.
Le freinage : empêcher le desserrage
Même bien serrée, une vis peut se desserrer toute seule : les vibrations d'une machine en fonctionnement font progressivement perdre la précontrainte. C'est pourquoi on ajoute un freinage anti-desserrage. Plusieurs moyens existent :
- Le frein-filet : colle anaérobie appliquée sur le filetage, qui durcit et bloque la vis.
- L'écrou auto-freiné (type Nylstop) : bague nylon qui crée une résistance au desserrage.
- La rondelle frein / éventail et la rondelle Grower : s'opposent mécaniquement au desserrage.
- La goupille ou le fil-frein : verrouillage mécanique physique de la vis.
- Le contre-écrou : second écrou bloquant le premier.
Les principaux moyens de freinage anti-desserrage
Frein-filet
Colle anaérobie qui bloque le filetage.
Écrou Nylstop
Bague nylon auto-freinée.
Rondelle frein
Opposition mécanique au desserrage.
Goupille / fil-frein
Verrouillage mécanique physique.
Contre-écrou
Second écrou bloquant le premier.
Les autres éléments de liaison
Au-delà de la visserie, d'autres éléments assurent des liaisons spécifiques, notamment sur les arbres tournants :
- Les clavettes : pièces logées entre un arbre et un moyeu pour transmettre un couple (entraîner une poulie ou un pignon avec l'arbre).
- Les cannelures : succession de dents sur l'arbre et le moyeu, qui transmettent un couple plus important qu'une simple clavette.
- Les goupilles : assurent le positionnement précis ou jouent un rôle de sécurité.
- Les circlips (anneaux élastiques) : assurent l'arrêt axial d'une pièce sur un arbre ou dans un alésage.
Les bonnes pratiques du monteur
Un assemblage fiable repose sur des gestes simples mais systématiques :
- Travailler avec des filets propres, et lubrifiés si le plan le prescrit.
- Utiliser la bonne longueur de vis et la rondelle adaptée.
- Respecter le couple de serrage et le freinage prescrits.
- Ne jamais réutiliser une vis à usage unique (certaines vis 10.9 / 12.9 ou auto-freinées) : on la remplace par une neuve.
Mes réflexes terrain
- Je vérifie la classe de qualité marquée sur la tête avant de poser une vis : jamais une vis plus faible que celle prescrite.
- Je serre au couple prescrit à la clé dynamométrique, en croix et en plusieurs passes sur les assemblages multi-vis.
- Je vérifie que le freinage prescrit est bien appliqué, et je remplace toute vis à usage unique par une neuve.
À retenir
- Les liaisons sont démontables (vis, boulons, goupilles) ou non démontables (rivets, soudure, collage, emmanchement serré) ; le monteur applique celle prescrite par le plan.
- La visserie se décrit par son filetage (métrique ISO, ex. M8, M10), sa longueur et sa tête ; vis, boulon, goujon et rondelle se complètent.
- La classe de qualité (8.8, 10.9, 12.9 selon ISO 898-1) est marquée sur la tête : plus le chiffre est élevé, plus la vis résiste.
- Une vis assemble par précontrainte : on serre au couple prescrit à la clé dynamométrique, en croix et en plusieurs passes.
- Les vibrations desserrent : on protège l'assemblage par un freinage (frein-filet, écrou Nylstop, rondelle frein, goupille/fil-frein, contre-écrou).
- Clavettes, cannelures, goupilles et circlips assurent transmission de couple, positionnement et arrêt axial.