Comment choisir des boulons

• Facteur 1 - Taille

Lors du montage d'un objet qui comporte des trous de boulon, utilisez la taille des boulons recommandée par le fabricant. Si l'article n'a pas d'instructions spécifiques vous indiquant quels boulons utiliser, utilisez alors une taille de boulon qui s'adapte bien et remplit les trous.

Le roulement à billes illustré sur la photo en est un bon exemple. Il possède 4 fentes qui acceptent bien les boulons de 3/8" ou de 10 mm. Les deux tailles fonctionnent comme choix de boulon. Remarque : Comme les trous sont des fentes, les rondelles soutiennent l'écrou.

Si les trous ne sont pas définis pour la taille du boulon, il y a beaucoup d'autres considérations pour choisir la taille.

• Facteur 2 - Épaisseur du Matériau

Utilisez un boulon qui fonctionne bien avec l'épaisseur des matériaux à connecter. Si vous fixez de la tôle mince, alors des boulons de gros diamètre ne la rendront pas plus sécurisée. En fait, en cas de besoin, le matériau échouera souvent près des boulons, il vaut donc mieux avoir plusieurs fixations plus petites qu'une grande.

Une règle générale typique. Utilisez un diamètre de boulon qui est de 1,5 à 2,5 fois (jusqu'à trois fois) l'épaisseur du matériau le plus mince que vous assemblez. Ainsi, pour un matériau de 1/8", un diamètre de 1/4" est souvent un bon choix de boulon. Pour un matériau de 1/4" d'épaisseur, peut-être un boulon de 3/8" ou 1/2".

Ce guide s'effondre pour les matériaux très minces et pour les choses vraiment épaisses. Dans ces deux cas - si l'assemblage est critique - il vaut mieux utiliser plus de fixations plutôt que des plus grandes. Remarque : Pour les matériaux minces, il est généralement préférable de renforcer l'assemblage avec un matériau plus épais, comme des rondelles ou des plaques de recouvrement, puis les règles peuvent s'appliquer à nouveau.

• Facteur 3 - Fonction

Que doivent faire les boulons ? Sont-ils des boulons traversants (boulon avec un écrou) ? Ou le boulon va-t-il dans un trou fileté ? Peut-être que le trou fileté traverse ? Ou peut-être est-il borgne (va dans un trou fileté qui ne traverse pas) ?

La plupart des discussions dans cet article montrent des boulons avec des écrous (et des rondelles), mais il y a beaucoup d'applications où les filetages se trouvent dans une autre pièce. Vraiment, la discussion est presque la même dans les deux cas. Les boulons de roue de remorque sont un bon exemple où certains sont boulonnés dans un moyeu fileté, tandis que d'autres sont des goujons avec un écrou. Lisez-en plus dans l'article sur les boulons de roue de remorque.

Quels sont les boulons censés faire ? Tenir des choses, ouais, mais réfléchissez à ce qu'ils tiennent ? Comment ils les tiennent ? Et, peut-être le plus important, à quel point c'est critique ? Les boulons que vous choisissez - grade, taille et nombre - doivent refléter ce que les boulons doivent faire.

• Facteur 4 - Nombre de Boulons

Avez-vous déjà remarqué que les boulons apparaissent rarement seuls ? Combien de boulons avez-vous besoin ?

Lorsque vous boulonnez quelque chose, vous le contraintez dans une direction. Argumentativement, il contraint davantage avec le frottement et le contact prolongé, mais si vous voulez vraiment maintenir la pièce, il faut plus de boulons. 2 boulons contrainent la rotation, et au moins 3 boulons (pas en ligne) pour la contrainte de flexion. Nous voyons souvent des ensembles de 4 car c'est un motif facile, et cela contraint très bien de nombreuses choses.

Placez les motifs de boulons de manière à ce que les boulons soient espacés - dans la mesure du raisonnable. Généralement, plus il y a de distance entre eux, plus la connexion est solide. Du point de vue de la fixation des choses, plus il y en a, mieux c'est, mais cela rend aussi les choses plus difficiles à manipuler.
L'autre raison d'avoir plus de boulons est la sécurité. Si la connexion implique la sécurité, il vaut mieux en faire trop.

L'image ici de l'attelage illustre certains de ces facteurs de choix de boulons. La taille du boulon est de 1/2" (définie par les trous de l'attelage) - ce qui est un peu plus de 2,5 fois l'épaisseur du matériau (moins de 3 fois), donc c'est bon dans un matériau de 3/16" d'épaisseur. Ils sont de Grade 8 pour la résistance car la sécurité est définitivement une préoccupation. Filetage fin avec des écrous Nylock pour la sécurité dans un environnement vibratoire. Les forces de connexion principales sont en cisaillement, et ils ont une distance suffisante pour la stabilité de l'assemblage.

Dans l'exemple de l'attelage, il y a 4 connexions. Chaque boulon relie les matériaux deux fois, une fois de chaque côté. Les 4 connexions ne sont pas linéaires, donc c'est bon pour la stabilité en flexion.

• Facteur 5 - Résistance

Choisissez la résistance du boulon en fonction de ce que vous demandez au boulon de faire. Pour la sécurité, pensez à des boulons de plus grande résistance comme le Grade 8 ou plus. En cas de forces de cisaillement, pensez à un diamètre qui supportera facilement les charges. Avec des forces de tension, pensez également aux filetages fins ainsi qu'au matériau de grade supérieur.

Il y a 2 façons d'obtenir une résistance plus élevée. La première est le matériau du boulon - le grade du boulon. La deuxième est le diamètre du boulon.

En tant que perspective, d'après le tableau de la Partie 1, nous voyons que (généralisé) le Grade 5 est environ deux fois plus fort que le Grade 2. C'est un excellent moyen d'augmenter la résistance. Une autre grande amélioration est le diamètre. Lorsque nous considérons le diamètre, un boulon de 3/8" est plus de deux fois plus résistant qu'un boulon de 1/4". En fait, il faut un boulon à tête hexagonale de haute qualité de 1/4" pour égaler un boulon de grade 2 de 3/8". Vraiment, le diamètre est également un facteur majeur. Tenez-en compte lors de l'utilisation de boulons en acier inoxydable.

Le choix approprié de boulon pour la résistance dépend d'un équilibre des autres facteurs sur cette page. Parfois, nous voulons un boulon moins résistant pour des considérations d'impact ou de limite élastique.

Soit dit en passant, lors du calcul de la résistance d'un boulon, utilisez le diamètre de base des filets (le plus petit diamètre à l'intérieur des filets), pas le diamètre complet du boulon. De plus, pensez aux facteurs de sécurité - et utilisez-les généreusement.

• Facteur 6 - Pas de filetage

Fil fin ou fil épais ? C'est une bonne question sans réponse définitive. Voici quelques considérations.

1. Les filets épais n'ont pas autant de filets, donc ils peuvent s'installer plus rapidement.
2. Les filets fins peuvent créer plus de force de serrage avec l'angle de filetage réduit.
3. Un boulon à filetage fin est légèrement plus résistant qu'un boulon à filetage épais.
4. Pour les vibrations, les filets fins ont un avantage (bien que les écrous Nylock, LocTite, etc., soient encore meilleurs).

Lors du choix des boulons, il n'y a pas de critère définitif, alors prenez une décision en fonction des avantages.

Pour ma part, j'ai tendance à utiliser des filets épais pour les petits boulons (1/4", 6 mm et moins) la plupart du temps. Avec des boulons plus gros, j'utilise des filets fins dans les situations de vibration et lorsque la force de serrage est critique. Sur la langue de remorque pliante, par exemple, les boulons de serrage sont de 1/2"-20 (filetage fin). Grade 8 pour une résistance excessive. Les boulons de pivot ne sont pas serrés (sinon ils ne pivoteraient pas), donc ils n'entrent pas dans le calcul, mais ils sont de la même taille et du même filetage pour que tout corresponde. (Et utilisez les mêmes clés sur tout.)

• Facteur 7 - Longueur

Quelle longueur est suffisante ? Quelle longueur est excessive ?

Une longueur suffisante est lorsque la partie filetée dépasse de l'écrou avec quelques filets à l'extérieur. Une longueur excessive est lorsque l'extrémité inutilisée du boulon interfère avec quelque chose - ou lorsque le boulon ne peut pas se serrer complètement. Juste ce qu'il faut pourrait être le boulon que vous avez dans le bac (car vous n'avez pas besoin d'aller acheter quelque chose).

Cela dit, n'ayez pas peur de couper un boulon. S'il est un peu trop long, coupez-le pour le rendre correct, puis finissez l'extrémité. De même, si vous avez besoin d'un boulon long ou personnalisé, fabriquez-le avec une tige filetée. Lisez cet article complet sur le travail avec une tige filetée.

N'oubliez pas les rondelles (si vous en avez besoin) lorsque vous réfléchissez à la longueur. De plus, des écrous spéciaux, comme les écrous Nyloc, nécessitent un peu plus de longueur que les écrous standard.

Pour les boulons qui se vissent dans quelque chose (pas un écrou), le concept de "suffisamment long" doit également prendre en compte l'engagement des filets qui est notre prochain facteur de choix de boulon.

• Facteur 8 - Engagement des filets

Il est facile de penser aux boulons avec des écrous pour la fixation - surtout pour le bricolage. Cela simplifie les choses. Cependant, de temps en temps, vous devez tarauder un trou. Les tarauds sont assez faciles à utiliser et, lorsqu'ils sont bien faits, créent de superbes filets pour visser un boulon. Lorsque vous créez vos propres filets, voici quelques choses à prendre en compte.

Les règles de base pour l'engagement des filets impliquent le matériau dans lequel le boulon se visse ainsi que le diamètre du boulon. Il s'agit d'un ratio avec la longueur d'engagement des filets en fonction du diamètre du boulon. Par exemple, 2x signifie que la profondeur de l'engagement des filets est deux fois le diamètre du boulon. Dans ce cas, pour un boulon de 1/4", l'engagement des filets est de 2x le diamètre, soit 1/2". C'est juste un exemple.

En général, utilisez 1x pour les boulons en acier dans des filets en acier. 1,5x minimum et de préférence 2x ou plus pour l'aluminium. Le magnésium et les plastiques à haute résistance sont de 2,5x à 3x.

Encore une fois, ce sont des règles de base, et les alliages des matériaux se comportent différemment. Pour les Boulons 101, utilisez simplement ces chiffres comme une perspective dans votre choix de boulon.

Vous remarquerez que la plupart des écrous sont inférieurs à la valeur de 1x mentionnée ci-dessus. Cela a beaucoup à voir avec la façon dont les filets sont formés. Couper des filets avec un taraud n'est pas aussi solide que former des filets par roulage. Encore une fois, juste une perspective.

• Facteur 9 - Chargement

Où placez-vous les boulons lorsque vous construisez quelque chose ? Alors qu'il existe plusieurs façons dont les forces peuvent interagir avec un boulon, certaines directions sont définitivement meilleures que d'autres. Si vous avez le choix, réfléchissez à la position des boulons et à la direction des forces ainsi qu'à la commodité et à l'accès.

Le premier choix est de placer les boulons uniquement en tant que repères. Cela fonctionne lorsque les pièces se poussent l'une contre l'autre et que les boulons ne servent qu'à localiser et maintenir la position. Pas beaucoup de résistance du boulon n'est nécessaire pour ce type d'assemblage. Bien que ce soit idéal, ce n'est souvent pas la direction des forces.

Le deuxième choix est de placer les boulons en cisaillement. Cela signifie que les forces veulent couper les boulons. Regardez ci-dessus la photo de l'attelage. Les forces de traction de la remorque et de freinage sont perpendiculaires aux boulons. C'est du cisaillement. Les boulons sont très résistants en cisaillement, et même lorsqu'ils ne sont pas complètement serrés, ils restent solides en cisaillement. Cela dit, le boulon doit être dimensionné pour les forces, donc la résistance et le diamètre sont tous deux importants.

Le dernier choix est les boulons en Tension. Je dis que c'est le dernier choix, mais c'est souvent la seule option - ou dans le cas de la charnière de la langue de la remorque bleue, c'est la meilleure option pour atteindre d'autres objectifs. Lisez la section sur le boulonnage dans notre revue de la langue pliante pour plus d'explications. En tension, le boulon repose sur les filets pour supporter les charges. Lorsque cela est nécessaire, utilisez des boulons plus gros, plus résistants et plusieurs boulons pour une meilleure sécurité.
Forces De Boulon

• Facteur 10 - Forces Mixtes

La vérité est que la plupart des connexions par boulonnage ne sont pas simplement l'une de ces forces, ce sont des combinaisons. Et souvent, les forces changent à différents moments, donc prenez tout cela en compte.

Comme exemple, regardez la photo du roue pivotante. Dans un sens pratique, les boulons sont là principalement comme des repères. Les roues supportent les charges jusqu'à la bride, puis la bride est contre le support en acier. En réalité, il y a aussi des forces de cisaillement lorsque le frein est enclenché, ou lorsqu'on tourne la roue pivotante. Ensuite, il y a des forces de tension lorsque la roue heurte quelque chose (comme une couture dans un sol en béton).

Enfin, parfois les forces s'inversent, comme de la Cisaillement dans un sens, à la Cisaillement dans l'autre. Ces situations oscillantes ou vibrantes sont les pires pour le choix du boulon car elles posent un défi pour maintenir les choses serrées. Dans ces cas, nous recommandons d'utiliser plus de boulons, des filetages fins, et peut-être surtout, une méthode de résistance aux vibrations. (Comme des écrous de blocage ou des fils ou des écrous à goupille fendue)

• Facteur 11 - Environnement

Alors que ce n'est pas vraiment la dernière chose à considérer, l'environnement pour le boulon est assez important. Consultez la Page 1 de Boulons 101 pour plus d'informations sur les finitions. Veuillez également consulter la Page 3 pour des informations sur les boulons en acier inoxydable si votre environnement inclut une humidité ou des produits chimiques importants.

Complications Pour Le Boulonnage

Nous pensons souvent aux boulons de manière classique comme tant d'images sur cette page. Boulon à travers un trou, et serre fermement. Mais il y a d'autres applications comme l'image "fonctionnalité" tout en haut. Ce boulon dépasse en utilisant des écrous pour l'ancrer en place. La partie saillante utilise la tête et la partie supérieure du boulon comme un endroit pour accrocher un ressort.

Le boulon de crochet de ressort est assez normal pour le serrage - avec des écrous de chaque côté de la structure. Mais que dire des situations plus difficiles comme le boulonnage d'une chaîne de sécurité de remorque? Que dire d'une chaîne maintenue par un boulon? Notez les maillons de chaîne qui se croisent et qui n'autorisent pas au maillon de chaîne boulonné de se fixer solidement contre la surface métallique. Il est difficile de serrer solidement le boulon car les maillons adjacents sont en travers du chemin. Le choix du boulon ici concerne davantage la taille et le verrouillage que le fait de le serrer correctement.

Dans ce cas, des rondelles sont empilées pour fournir une base aux forces de serrage. (Rondelles avec un peu de meulage pour s'adapter à la chaîne.) Cela peut fonctionner, mais lorsque les boulons ne sont pas "serrés", ils bougeront lorsqu'ils seront sollicités. De telles situations ne sont pas nécessairement mauvaises, mais nécessitent certainement une force de boulon supplémentaire (et une taille).

Il ne s'agit pas seulement du choix du boulon, mais aussi du choix de l'assemblage. Parfois, repenser la fonction est la meilleure façon de procéder, donc les boulons sont solidement serrés.

Tailles De Trou De Boulon

Combien d'espace laissez-vous pour un trou de boulon? Beaucoup de projets DIY souffrent de boulons qui sont soit trop lâches dans leurs trous, soit trop serrés et difficiles à assembler. Quelle est la juste mesure?

Le problème, honnêtement, n'est généralement pas la taille d'un trou donné, mais plutôt l'alignement des trous les uns par rapport aux autres. Si vous faites des choses en DIY avec un pointeau et une perceuse à colonne, parfois les trous ne s'alignent pas parfaitement.

Typiquement, j'ajoute quelque chose comme 10% à 15% au diamètre du boulon pour la taille du trou. Exemple : boulon de 1/4" + 15% = 0,287" donc arrondi à un foret de 9/32" = 0,281" de diamètre. J'ai tendance à arrondir vers le bas à mesure que les boulons deviennent plus gros. Exemple : boulon de 1" + 15% = 1,15". Cela suggérerait un trou de 1-1/8". Pour moi, le trou de 1/8" est un peu trop lâche (ajustement approximatif), donc pour les boulons plus gros, je le fais plutôt autour de 10%. Exemple : boulon de 1" + 10% = 1,1" ou avec arrondi = 1-3/32" ou même 1-1/16".

Une bonne règle de base est d'ajouter autant de tolérance au trou que vous êtes capable de maintenir en tolérance sur l'emplacement du trou.

Récapitulatif Du Choix Du Boulon

Aussi simples que les boulons puissent paraître, il y a en réalité beaucoup à savoir à leur sujet. Il s'agit d'un aperçu assez simple en tant qu'introduction DIY de type Bolts 101. Cependant, il y a tellement plus à savoir. Heureusement, il s'agit également d'un sujet avec beaucoup d'excellentes informations sur le web. Il suffit de rechercher sur les sujets dont vous avez besoin de connaître. Des choses comme "Pas de filetage de boulon" ou "Résistance à la cisaillement du boulon". Vous trouverez une tonne de bonnes choses en détail plus approfondi.

Encore une fois, cet article est une introduction avec une approche pratique plutôt que scientifique. Il s'agit du choix du boulon, spécifiquement parce que le côté pratique semble manquer sur les sites de boulonnage que nous avons vus. Faites-nous savoir si nous avons omis quelque chose d'important. Bonne chance pour vos projets.