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Techniques de mesure pour le contrôle des goupilles spiralées

par Lisa A. Wells, Directrice des services techniques, et Michael J. Pasko, Ingénieur d’application

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Diamètre

La conception des goupilles spiralées est telle que le diamètre sera conforme aux spécifications sur un minimum de 270° de la circonférence. Cette caractéristique de conception garantit que le diamètre à la jointure restera égal, ou inférieur, à celui de tout autre point du plan de rotation. Cette caractéristique empêche la jointure d’endommager le composant hôte.

Le diamètre est mesuré à l’aide d’un micromètre. Les mesures du micromètre sont effectuées à 0°, 45° et 90° par rapport à la jointure, comme le montrent les schémas ci-dessous. Un micromètre avec une enclume de diamètre réduit est utilisé pour mesurer les très petites goupilles. Quelle que soit la taille de l’enclume, il est essentiel que la goupille soit centrée entre les enclumes supérieure et inférieure. Il est également essentiel que le micromètre ne soit pas serré au-delà du point de contact avec la goupille, car une compression excessive pourrait donner des résultats incorrects. Le diamètre doit être mesuré sur une longueur minimale d’un diamètre de goupille à partir de l’extrémité de la goupille. Cela permet d’éliminer les erreurs de mesure liées à la transition entre le chanfrein et le diamètre du tenon. Par exemple, pour mesurer une goupille spiralée de Ø4,00 mm, le diamètre doit être mesuré à au moins 4,00 mm de l’extrémité de la goupille.

Orientation à 0° par rapport à la jointure

Orientation à 0° par rapport à la jointure

Orientation à 45° par rapport à la jointure

Orientation at 45° to the seam

Orientation à 90° par rapport à la jointure

Orientation à 90° par rapport à la jointure

Longueur

La longueur d’une goupille spiralée se mesure facilement à l’aide d’un compas ou d’un micromètre. Il est essentiel que la goupille soit bien positionnée entre les enclumes de l’outil de mesure. Voir la photographie ci-dessous :

 

Diamètre du chanfrein (« B » Max)

Le diamètre du chanfrein ou « B » maximum est conçu pour être plus petit que le trou minimum recommandé. Cette caractéristique peut être mesurée avec un micromètre, un compas ou un comparateur optique. La méthode la plus simple consiste à ouvrir un micromètre à la dimension « B » max. spécifiée, à le verrouiller et à s’assurer que la goupille s’engage entre les enclumes supérieure et inférieure. Veuillez noter le schéma, qui montre la technique de mesure appropriée en utilisant un micromètre (méthode la plus courante). 

Contrôle de la dureté

La dureté est contrôlée à l’aide de l’une des deux méthodes suivantes. La méthode préférée est le test de microdureté. La deuxième méthode est le test Rockwell superficiel.

Le test Rockwell superficiel peut fournir des résultats valables s’il est utilisé correctement. L’échelle de test Rockwell est déterminée par l’épaisseur de la bande testée.Voir ci-dessous :

Tableau 1
ÉCHELLE DE TEST DE DURETÉ BASÉE SUR L’ÉPAISSEUR DU MATÉRIAU POUR LES PRODUITS FINIS

.001 à .015* Vickers
.015 à .025 15n
.025 à .035 ÉCHELLE A
.035 à .050 ÉCHELLE D
.050 et PLUS ÉCHELLE C

 *Comme indiqué, les bandes mesurant de 0,001 à 0,015 pouce d’épaisseur doivent être mesurées à l’aide de l’échelle de Vickers. Cependant, l’échelle de Vickers peut être utilisée pour mesurer toute épaisseur de bande.

Pour utiliser la méthode de test Rockwell superficiel, il faut retirer une bande de la goupille perpendiculairement à son axe. La bande doit ensuite être placée sur l’enclume de manière à être entièrement soutenue. Comme une goupille spiralée est ronde, il faut veiller à ce que le rayon de la bande n’entre pas en contact avec l’enclume supérieure. Voir les schémas suivants pour la préparation de l’échantillon Préparation de l’échantillon et orientation de la bande par rapport à l’enclume du test : 

RETIRER LA BANDE D’ESSAI PERPENDICULAIREMENT À L’AXE DE LA GOUPILLE, COMME INDIQUÉ
*L’indication « X » marque l’emplacement correct du test au centre de la bande.

Correct

Incorrect

Le test de microdureté d’une goupille spiralée est la méthode préférée. Pour effectuer ce test, la goupille est coupée et l’une des pièces résultantes est montée pour le test. Le montage est ensuite poli pour éliminer les marques de coupe. Il est essentiel de noter que les opérations de coupe et de polissage doivent être effectuées avec des liquides de refroidissement appropriés pour éviter un échauffement excessif de l’échantillon.

Une fois que le montage a été poli, les goupilles sont testées au milieu de la bobine centrale en utilisant la méthode de test de microdureté Vickers. Voir le « X » sur la bobine centrale ci-dessous. 

Le diamant Vickers doit être placé à au moins une largeur de diamant du bord du matériau. Lors de lectures multiples de la dureté, chaque diamant doit être placé de manière à ce que la distance entre deux diamants soit supérieure à deux fois la distance de toute déformation sous contrainte qui pourrait se produire lors de l’indentation. Tous les chiffres de dureté sont rapportés en HV (dureté Vickers).

Photographie d’une goupille à ressort spiralée montée et polie. Cette goupille est maintenant préparée pour le contrôle de la microdureté.

Emplacement correct du test sur une goupille à ressort spiralée

SPIROL a développé une liste de charges de test de microdureté Vickers appropriées, à utiliser en fonction de l’épaisseur de la matière première à contrôler. Reportez-vous au tableau 2.

Épaisseur de la bande/ Pouces Charge (Grammes)
0.000 à 0.001   100
0.002 à 0.004    200
0.005 à 0.007  300
0.008 et plus 500

Tableau 2
Épaisseur de la bande en fonction de la charge du test de microdureté

Contrôle de la rectitude

Conformément aux normes ASME B18.8.2-2000 et ASME B18.8.100M-2000, la rectitude d’une goupille spiralée doit être mesurée avec une jauge de rectitude comme suit.

La rectitude sur la longueur des goupilles à ressort (spiralées) doit être telle que les goupilles passent librement à travers une jauge annulaire de la longueur documentée dans le tableau 3 pour les longueurs de goupilles respectives. Le diamètre maximal du trou de la jauge annulaire doit être équivalent au diamètre maximal du diamètre libre de la goupille plus la tolérance du diamètre de rectitude documentée dans le tableau 3.

Spécifications de la rectitude des goupilles spiralées en pouces
Longueur nominale des goupilles Rectitude Longueur de la jauge +/-0,005”   Diamètre de la rectitude Tolérance (diamètre maximal de la goupille plus)
Up to 1” inclus 1,000" 0,007”
1-2” inclus 2,000" 0,010”
Plus de 2”  3,000" 0,013”
Spécifications métriques de la rectitude des goupilles spiralées
Longueur nominale des goupilles Rectitude Longueur de la jauge +/-0,005” Diamètre de la rectitude Tolérance (diamètre maximal de la goupille plus)
Up to 24mm inclus 25mm 0,18mm Min - 0,20mm Max
24-50mm inclus 50mm 0,30mm Min - 0,34mm Max
Plus de 50mm  75mm  0,42mm Min - 0,48mm Max

Tableau 3

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