Tension des goujons et des écrous et boulonnage contrôlé

Maintien de la tension

Examinons les contraintes qui affectent une roue et ses goujons. Nous voulons savoir comment les roues sont fixées et comment prolonger la durée de vie de ces roues et de leurs goujons.

Il est relativement simple de boulonner un objet qui ne bougera jamais. Vous déterminez la pression (tension) à appliquer à l'objet, vous le boulonnez à cette tension et vous avez terminé. L'objet reste en place. Le boulonnage des roues, en revanche, est plus compliqué. Les roues se déplacent - elles démarrent, tournent et s'arrêtent. Elles supportent différentes charges et se déplacent à différentes vitesses. Lorsqu'un camion roule sur la route et qu'une roue tourne, la charge (contrainte) exercée sur chaque goujon change radicalement. Les goujons subissent différentes charges (de virage, de traction, normales), parfois individuellement, parfois collectivement. Si l'une de ces charges exerce sur un goujon une pression supérieure à la tension exercée sur le goujon, il se produit un étirement momentané du goujon. Tout étirement du boulon, au-delà de l'endroit où il a été tendu, entraînera une brève relaxation de ce boulon. Le résultat de ce relâchement est une perte de précharge. La majorité des problèmes liés aux goujons sont dus à une réduction ou à une perte de précharge.

Boulonnage contrôlé

Une installation correcte est essentielle pour préserver la durée de vie et l'utilité d'une roue. Cela nécessite un boulonnage contrôlé, à l'aide d'un outil dynamométrique de qualité supérieure. Nous savons qu'un goujon continuera à fonctionner comme prévu tant que les forces qui s'exercent sur lui ne dépassent pas la tension qui lui est appliquée. C'est là que le boulonnage contrôlé prend toute son importance. Si tous les goujons ont la même tension, ils peuvent réagir de la même manière tout au long des cycles de la roue. La tension souhaitée doit être d'environ 70% de la capacité du goujon. Vous voulez qu'elle se situe dans cette fourchette parce qu'il y a un facteur de sécurité intégré (Note : Avec notre compréhension du couple et de la tension, nous savons que le facteur de friction peut varier tellement que nous devons avoir un facteur de sécurité, ou nous perdrons constamment des goujons).

"Une installation correcte est essentielle pour préserver la durée de vie et l'utilité d'une roue.

Par exemple, supposons qu'un couple de 1 000 pieds/livres donne à une fixation la tension correcte. Si tous les goujons sont tendus de la même manière et que les forces externes ne dépassent pas cette tension, il n'y aura pas de perte de précharge. Si certains goujons n'atteignent pas la tension souhaitée, il y aura des problèmes. Si une contrainte extérieure dépasse la tension des goujons # 1, 4, 5 et 6, ils perdront leur précharge. Une fois qu'ils ont perdu leur précharge, les quatre autres goujons doivent reprendre le jeu. Rien ne fonctionne comme prévu. L'utilisation d'un outil dynamométrique et la compréhension de la tension permettront d'éviter ce problème.

Rétorques

Malheureusement, la théorie diffère souvent de la réalité. Pour théoriser, il faut supposer que certains facteurs sont constants. Mais sur le terrain, tout peut aller de travers. Nous avons dit que lorsque vous obtenez et maintenez une tension correcte, la fixation tient. C'est vrai, mais le maintien de la tension n'est pas aussi facile qu'il n'y paraît. Sur le terrain, un nouveau serrage est nécessaire, et parfois plus d'une fois. La perte de tension a un effet boule de neige : si un goujon perd sa tension, les autres goujons environnants assumeront la pression de ce goujon. En général, cela entraîne la perte de tension de ces goujons. Ce phénomène se poursuit jusqu'à ce que les roues se détachent et risquent d'être endommagées. Sur les jantes, cette perte de tension peut entraîner une détérioration de la gouttière et du cône sur la face du moyeu, ainsi qu'un cisaillement de la tige de valve lors de la rotation de la jante. Ces problèmes peuvent être coûteux à réparer, mais peuvent être évités grâce au resserrage. Le resserrage permet d'assurer une tension correcte à tout moment et permet aux joints fixés de "s'assouplir".

Voici un exemple de la manière dont Fording River Coal parvient à obtenir les tensions de fixation souhaitées. Nick Sutton a expliqué les efforts qu'il déploie. Nous avons inclus ses étapes ici pour montrer à quel point il est essentiel d'obtenir la bonne tension. Ce processus n'est pas nécessaire pour toutes les applications, mais les étapes indiquent comment parvenir à une tension correcte et la maintenir.

Nouvelles roues

1. Serrer les roues dans l'atelier de pneus, puis se rendre à l'endroit où le camion sera utilisé. Ce trajet dure généralement entre 15 et 40 minutes.
2. Resserrer le couple sur place. 
3. Le camion transporte ensuite deux charges.
4. Resserrez une seconde fois. À ce stade, si la tension a été maintenue, le camion fonctionnera pendant douze heures. Si la tension n'a pas été maintenue, répétez l'opération en commençant par l'étape 2. 

Roues

Ce processus est généralement beaucoup plus rapide sur les camions qui utilisent une roue au lieu d'une jante. En général, lorsqu'on utilise une roue, aucune des étapes n'a besoin d'être répétée. Si de nouveaux contrôles sont nécessaires, M. Sutton en conclut qu'il y a eu un problème lors de l'installation ou de l'un des contrôles. Il se peut que les goujons aient été trop serrés et qu'ils aient cédé au cours de l'une des étapes. 

Jantes

M. Sutton a constaté que l'installation d'une jante nécessite généralement la répétition de certaines étapes. Cela s'explique très simplement. Lors de l'installation d'une roue, il y a cinq composants : le moyeu, le goujon, le disque de roue, l'écrou et la rondelle. L'installation d'une jante comporte sept éléments : moyeu, goujon, jante, bande d'écartement, jante, collier de serrage et écrou. Avec l'augmentation du nombre de composants, la marge d'erreur augmente. La fixation peut atteindre la tension souhaitée, mais si l'un de ces sept composants se déplace au cours d'une charge, la précharge de cette fixation sera perdue. Une seule fixation perdant sa précontrainte a l'effet boule de neige dont nous avons parlé plus haut. C'est la raison pour laquelle un plus grand nombre de révisions sont nécessaires lorsque des jantes sont utilisées à la place des roues.

Le processus décrit peut sembler un effort supplémentaire, mais c'est ce que Fording River Coal a jugé nécessaire pour maintenir ses camions en état de marche. En outre, il permet d'économiser de l'argent en réduisant les dommages et les temps d'arrêt.