Tendeur : Joint vissé réglable pour tiges rondes

Un tendeur est un joint ou également connu sous le nom de couplage pour joindre deux tiges filetées ensemble. Ce tendeur est également appelé ridoirs ou joint vissé réglable pour tiges rondes. Voyons comment nous pouvons concevoir Turnbuckle pour connecter deux tiges filetées.

Tendeur : Joint vissé réglable pour tiges rondes

Ridoir

Dans ce joint vissé réglable, l’une des tiges doit avoir un filetage à droite et l’autre tige doit avoir un filetage à gauche. Les tiges sont vissées à un couple qui a un trou fileté. Ce couple peut être un corps fermé ou un corps ouvert.

Le tendeur de corps ouvert est comme indiqué dans la figure ci-dessus. Alors que le tendeur fermé est expliqué ci-dessous. Dans cet article, nous allons concevoir un joint vissé réglable à corps fermé.

Le tendeur à corps fermé a une conception différente telle qu’une forme hexagonale ou rectangulaire au centre et autour aux deux extrémités afin de faciliter le serrage ou le desserrage des tiges à l’aide d’une clé si nécessaire.

Au lieu d’une clé, une tige de fer ronde peut être utilisée pour serrer le tendeur. La tige de fer est insérée dans un trou dans le coupleur comme indiqué en pointillés dans le schéma ci-dessous d’un tendeur de forme hexagonale.

Tendeur : Joint vissé réglable pour tiges rondes
Fig : Tendeur à corps fermé

Un tendeur est couramment utilisé dans la pratique de l’ingénierie comme dans les avions, comme ridoir pour tendre les câbles et les cordes. Le tendeur illustré ci-dessus est creusé au milieu pour réduire son poids.

Dans ce cas, les deux extrémités des tiges sont également visibles. Il n’est pas nécessaire que le matériau des tiges et du tendeur soit le même ou différent. Cela dépend de la traction agissant sur le joint

Conception de tendeur/vis de montage/joint vissé réglable

Comme nous l’avons mentionné ci-dessus, il s’agit d’un tendeur également connu sous le nom de vis de montage ou de joint vissé réglable. Afin de le concevoir, nous devons supposer que le tendeur est soumis à une charge axiale P, comme illustré ci-dessous schématique.

Tendeur : Joint vissé réglable pour tiges rondes

En raison de cette charge, la tige filetée sera soumise à une contrainte de traction dont l’amplitude est donnée par

Tendeur : Joint vissé réglable pour tiges rondes

où dc = Diamètre du noyau de la tige filetée

Pour entraîner les tiges, le couple nécessaire est donné par

T = P tan(α+φ)(dp/2)

où = angle d’hélice,
tan φ = Coefficient de friction entre la tige filetée et l’écrou du coupleur
p= Diamètre du pas ou diamètre moyen de la tige filetée

La contrainte de cisaillement produite par le couple,

Tendeur : Joint vissé réglable pour tiges rondes

Les valeurs usuelles de tan α, tan φ et dp sont les suivantes : tan α = 0,03, tan φ = 0,2, et dp = 1,08 jc

En remplaçant ces valeurs dans l’expression ci-dessus, nous obtenons

Tendeur : Joint vissé réglable pour tiges rondes

La tige filetée étant soumise à une contrainte de traction ainsi qu’à une contrainte de cisaillement, donc une contrainte principale maximale,

Tendeur : Joint vissé réglable pour tiges rondes

= 0,5t + 0.707σt
= 1.207t
= 1.207 P/UNE

Compte tenu d’une marge pour le coefficient de frottement plus élevé, la contrainte principale maximale peut être prise égale à 1,3 fois la contrainte normale.

Par conséquent, pour la conception d’une section filetée, nous prendrons la charge de conception égale à 1,3 fois la charge normale.

Par conséquent, la charge de conception, (P) = 1,3 P

La procédure suivante peut être adoptée pour la conception d’un tendeur :

1. Diamètre des tiges

Le diamètre des tiges (d) peut être obtenu en considérant l’arrachement des filets des tiges à leurs racines.

On sait que la résistance à la déchirure des filets de la tige

Tendeur : Joint vissé réglable pour tiges rondes

Assimilons la charge de conception (P) à la résistance à la déchirure des fils, on peut écrire

Tendeur : Joint vissé réglable pour tiges rondes


c = Diamètre du noyau des filetages de la tige, et
??t = Contrainte de traction admissible pour le matériau de la tige.

A partir de l’expression ci-dessus, le diamètre du noyau des fils peut être déterminé.

Le diamètre nominal des filetages ou le diamètre de la tige peut être repris dans le tableau donné ici correspondant au diamètre du noyau, en supposant des filetages grossiers.

2. Longueur de l’écrou du coupleur

La longueur de l’écrou du coupleur (l) est obtenue en considérant le cisaillement des filets à leurs racines dans l’écrou du coupleur.

On sait que la résistance au cisaillement des filets de l’écrou du coupleur
= (π dc × l) τ

où = contrainte de cisaillement pour le matériau de l’écrou du coupleur.

En assimilant la charge de conception à la résistance au cisaillement des filets de l’écrou du coupleur, nous avons
P = (π dc × l ) τ

A partir de cette expression, la valeur de l peut être calculée.

Dans la pratique, la longueur de l’écrou du coupleur (l) est prise d à 1,25 d pour les écrous en acier et de 1,5 d à 2 d pour les écrous en fonte et en matériau plus tendre.

La longueur de l’écrou du coupleur peut également être vérifiée pour l’écrasement des filetages. Nous savons que la résistance à l’écrasement des filets dans l’écrou du coupleur

Tendeur : Joint vissé réglable pour tiges rondes


??c = Contrainte d’écrasement induite dans l’écrou du coupleur
n = Nombre de fils par mm de longueur.

En assimilant la charge de conception à la résistance à l’écrasement des fils, nous avons

A partir de cette expression, la contrainte d’écrasement induite (σc) peut être déterminé.

3. Diamètre extérieur de l’écrou du coupleur

Le diamètre extérieur de l’écrou du coupleur (D) peut être obtenu en considérant la déchirure au niveau de l’écrou du coupleur.

Nous savons que la résistance à la déchirure au niveau de l’écrou du coupleur


??t = Contrainte de traction admissible pour le matériau de l’écrou du coupleur.

En assimilant la charge axiale à la résistance à la déchirure au niveau de l’écrou du coupleur, nous pouvons écrire

A partir de cette expression, la valeur de D peut être calculée.

En pratique, le diamètre de l’écrou du coupleur (D) est pris de 1,25 d à 1,5 d

4. Diamètre extérieur du coupleur

Le diamètre extérieur du coupleur (D2) peut être obtenu en considérant l’arrachement du coupleur.

Nous savons que la résistance à la déchirure du coupleur est donnée par

où d1 = Diamètre intérieur du coupleur. Il est généralement pris comme (d + 6 mm)
??t = Contrainte de traction admissible pour le matériau du coupleur.

En assimilant la charge axiale à la résistance à la déchirure du coupleur, nous avons

A partir de cette expression, la valeur de D2 peut être calculé. En pratique, le diamètre extérieur du coupleur (D2) est pris comme 1,5 d à 1,7 d.

Si la section du coupleur doit être hexagonale ou rectangulaire pour s’adapter à la clé, elle peut être circonscrite au cercle de diamètre extérieur D2.

5. La longueur du coupleur entre les écrous (L) dépend du degré de réglage requis. Il est généralement considéré comme 6 d.

6. L’épaisseur du coupleur est généralement prise comme t = 0,75 d et l’épaisseur de l’écrou du coupleur (t1) = 0,5 j.

Ce sont tous les paramètres d’un tendeur que nous pouvons utiliser pour concevoir un tendeur.

Résolvons un exemple de problème pour concevoir un tendeur ou un ridoir ou un joint vissé réglable pour tirer le tirant d’une ferme de toit en fer.

Énoncé du problème

La traction dans le tirant d’une ferme de toit en fer est de 50 kN. Concevoir un joint vissé réglable adapté. Les contraintes admissibles sont de 75 MPa en traction, 37,5 MPa en cisaillement et 90 MPa en écrasement

Réponse:

Données données
Charge de traction (P) = 50 kN = 50 × 103 N
Contrainte de traction admissible (σt) = 75 MPa = 75 N/mm2
Contrainte de cisaillement admissible (τ) = 37,5 MPa = 37,5 N/mm2

Nous savons que la charge de conception pour la section filetée,
P = 1,3 P = 1,3 × 50 × 103 = 65 × 103 N

Un joint vissé réglable, comme illustré ci-dessus, convient à l’usage donné. Les différentes dimensions du joint vissé réglable peuvent être déterminées comme indiqué ci-dessus. Déterminons ces paramètres.

1. Diamètre du tirant

Laisse nous dire
d = Diamètre du tirant, et
c = Diamètre du noyau des filetages sur le tirant.

Considérant la déchirure des filetages sur le tirant à leurs racines. Nous savons que la charge de conception (P),

65×103 = /4 (dc)2 × 75
65×103 = 59 (dc)2
(réc)2 = 65 × 103 / 59
(réc)2 = 1100
c = 33,2 mm

A partir du tableau donné ici, pour les séries grossières, on constate que le diamètre du noyau standard est de 34,093 mm et le diamètre nominal correspondant des filetages ou diamètre du tirant, d = 39 mm Ans

2. Longueur de l’écrou du coupleur

Disons l = Longueur de l’écrou du coupleur.

Compte tenu du cisaillement des filets à leurs racines dans l’écrou du coupleur. Nous savons que la charge de conception (P),
P = (π dc.l ) τ
65 × 103 = (π dc.l ) τ
65 × 103 = × 34,093 × l × 37,5
65 × 103 = 4107 litres
l = 65 × 103 / 4017
l = 16,2 mm

Puisque la longueur de l’écrou du coupleur est prise de d à 1,25 d, nous prendrons donc
l = d = 39 mm.

Nous allons maintenant vérifier la longueur de l’écrou du coupleur pour l’écrasement des filets.

D’après le tableau donné ici, pour les séries grossières, on constate que le pas des filets est de 4 mm.

Donc le nombre de fils par mm de longueur,
n = 1 / 4 = 0,25

Nous savons que la charge de conception (P),

65 × 103 = /4 [(39)2 – (34.093)2] × 0,25 × 39 × σc
??c = 65 × 103 / 2750
??c = 23,6 N/mm2 = 23,6MPa

Étant donné que la contrainte d’écrasement induite dans les filets de l’écrou du coupleur est inférieure à la contrainte admissible, la conception est donc satisfaisante

3. Diamètre extérieur de l’écrou du coupleur

Disons D = Diamètre extérieur de l’écrou du coupleur

Considérant la déchirure de l’écrou du coupleur. On sait que la charge axiale (P)

50 × 103 = /4 (D2 – (39)2)
2 – (39)2 = 50 × 103 / 59
2 – (39)2 = 848
2 = 848 + (39)2
2 = 2369
D = 48,7

Prenons la valeur du diamètre extérieur de l’écrou du coupleur à 50 mm.

Étant donné que le diamètre extérieur minimal de l’écrou du coupleur est égal à 1,25 d = 1,25 × 39 = 48,75 m

Par conséquent, la valeur de D ci-dessus est satisfaisante.

4. Diamètre extérieur du coupleur

Soit D2 = Diamètre extérieur du coupleur, et
1 = Diamètre intérieur du coupleur = d + 6 mm = 39 + 6 = 45 mm

Compte tenu de la déchirure du coupleur. On sait que la charge axiale (P),

Tendeur : Joint vissé réglable pour tiges rondes

50 × 103 = /4 [(D2)2– (45)2]× 75
50 × 103 = [(D2)2 – (45)2 ] × 59
(RÉ2)2 = 50 × 103 / 59 + (45)2
(RÉ2)2 = 2873
2 = 53,6 mm

Étant donné que le diamètre extérieur minimum du coupleur est pris comme 1,5 d = 1,5 × 39 = 58,5 disons 60 mm

On prendra donc D2 = 60 mm

5. Longueur du coupleur entre écrous (L) = 6 d = 6 × 39 = 234 mm

6. Épaisseur du coupleur (t1) = 0,75 d = 0,75 × 39 = 29,25 prenons 30 mm

7. L’épaisseur de l’écrou du coupleur