Comment sélectionner la goupille appropriée pour votre application

Les fixations font partie des éléments les plus importants d’un assemblage car elles maintiennent l’ensemble et facilitent l’interaction entre les différents composants. Idéalement, les fixations sélectionnées sont simples à assembler, fournissent un produit de qualité pour la durée de vie prévue de l’assemblage et donnent le coût global le plus bas de l’assemblage en tenant compte de l’ensemble du processus de fabrication. Cet article explique comment sélectionner la goupille appropriée pour une application. Plus précisément, les goupilles à ajustement serré sont abordées ici car ce sont les types de goupilles les plus couramment utilisés dans la fabrication moderne.

Chaque type de goupille à emboîtement sert un objectif pour les fabricants. Le tableau 2 compare les caractéristiques communes, les avantages et les avantages de chaque type de goupille.

Tableau 2

Les goupilles à ressort sont généralement préférées aux goupilles solides en raison de leur flexibilité, de leurs forces d’insertion inférieures et de leur capacité à s’adapter à des tolérances de trous plus larges. Voici plusieurs exceptions courantes où les goupilles solides sont préférées :

• Lorsqu’une tête est nécessaire pour une butée positive ou pour retenir un élément mince sur un élément plus épais de l’assemblage.
• Lorsqu’une surface lisse et ininterrompue est requise, par exemple lorsqu’elle est utilisée en conjonction avec un cliquet ou un autre composant angulaire.
• Lorsqu’une goupille creuse ne convient pas, par exemple lorsque le concepteur cherche à boucher un trou (c’està-dire à restreindre le passage des liquides).
• Lorsqu’il est nécessaire d’aligner manuellement plusieurs trous de dégagement.
• Lorsqu’une résistance accrue à la flexion ou au cisaillement est requise.
• Lorsque des emplacements précis des trous doivent être maintenus.

Les goupilles à ressort enroulées sont sans aucun doute supérieures lorsqu’il s’agit d’assemblages soumis à une charge dynamique. Les goupilles à ressort enroulées ont une combinaison unique de résistance et de flexibilité, ce qui leur permet d’amortir les forces et les vibrations, ce qui évite d’endommager les trous et prolonge la durée de vie de l’assemblage.

Alors que les goupilles à ressort fendues sont utilisées dans des applications similaires aux goupilles à ressort enroulé, les goupilles à fente sont généralement préférées dans les applications statiques non critiques où le coût est prioritaire sur la durée de vie du produit.

La dernière étape de la sélection de la goupille appropriée consiste à réévaluer la conception globale du produit. Souvent, le processus d’évaluation des goupilles identifie de nouvelles informations sur l’assemblage. De nombreux fabricants voient des avantages significatifs lorsqu’ils restent flexibles dans la conception de leur produit pendant que la fixation est finalisée. Voici quelques exemples réels de modifications de conception qui ont été mises en œuvre après le processus d’évaluation des éléments de fixation et qui ont conduit à des améliorations des performances, des économies de coûts et/ou une amélioration de la qualité :

1. Nouveau matériel hôte
   Exemple : Un fabricant a changé le matériau de son boîtier en plastique du butylène prépalatale (PT) au polycarbonate (PC) après avoir constaté une meilleure rétention lors de l’utilisation de goupilles solides barbelées.
2. Taille du trou
   Exemple : Une société a augmenté la taille du trou dans son moyeu et son arbre de 2,95 ±0,05 mm à 3,05 ±0,05 mm afin de pouvoir utiliser une goupille à ressort enroulé standard.
3. Tolérance de trou
   Exemple : Une société a pu éliminer une opération de rodage en temps voulu en utilisant une goupille enroulée pour l’alignement plutôt que des chevilles pour sol solides.
4. Épaisseur du bossage
   Exemple : Un mouleur en plastique a été témoin de f issures lors du test de prototype d’une charnière en plastique. Ils ont mis en œuvre la recommandation de SPIROL d’augmenter le diamètre du bossage entourant la goupille solide de 1 mm à 3 mm, ce qui a éliminé le problème de fissuration.
5. Changement de conception de la charnière
   Exemple : Un mouleur en plastique a initialement conçu une charnière à ajustement par friction, mais n’a pas été en mesure d’atteindre le couple de rotation élevé requis avec une goupille pleine car le plastique se détendait, provoquant l’ouverture du diamètre du trou. En conséquence, le couple de rotation diminuerait en raison de la taille du trou agrandie. Ils ont remplacé la goupille solide par une goupille à ressort enroulé et ont apporté les modifications de conception associées aux trous afin d’obtenir le couple d’oscillation souhaité. La nouvelle conception a permis de maintenir le couple de rotation au-delà de la durée de vie prévue de l’ensemble.

Les concepteurs peuvent optimiser les performances et le coût de fabrication total d’un produit en sélectionnant la goupille appropriée pour leur produit. Pour ce faire, il est essentiel que les options de fixation soient envisagées au début des étapes de conception. L’étape la plus importante dans la sélection de la goupille appropriée est d’évaluer l’application en détail et d’établir les exigences de performance. Enfin, l’équipe de conception doit tester et valider la ou les fixations dans les assemblages prototypes avant l’approbation finale.