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Boulons d'expansion selon DIN 2510 - Pour les assemblages vissés lourds avec arbre d'expansion

Qu'est-ce qu'un boulon à expansion?

Les boulons à expansion sont des fixations spécialement conçues qui se dilatent élastiquement sous l'effet d'une précharge axiale. Cette expansion longitudinale ciblée réduit la contrainte sur le filetage et augmente la fiabilité opérationnelle, en particulier dans les applications dynamiques ou soumises à des contraintes thermiques.

Ils appartiennent au groupe des boulons avec arbre d'expansion et sont fréquemment utilisés dans les assemblages boulonnés avec arbres d'expansion, par exemple dans:

  • Turbomachines
  • les moteurs à combustion interne
  • Chaudières à vapeur
  • Raccords à bride dans la construction de pipelines

Les propriétés susmentionnées font des boulons et des vis à expansion une solution idéale pour des assemblages précis et sûrs dans l'industrie. Ils sont particulièrement adaptés aux structures soumises à des forces et à des températures variables et pour lesquelles la durabilité de l'assemblage doit être assurée. Le comportement favorable des assemblages par boulons à expansion repose sur leur élasticité, en particulier sur le fait qu'ils présentent une variation élastique de longueur plus importante que les assemblages par boulons dits rigides avec la même précontrainte.

 

Ce comportement présente un certain nombre d'avantages:

  • Les boulons à expansion ont un niveau élevé de durabilité, car les charges supplémentaires sur les boulons dues aux variations des forces de fonctionnement, à la dilatation thermique et aux moments de flexion sont réduites.
  • La chute de précharge, qui contribue de manière significative au desserrage des assemblages vissés en cours de fonctionnement en raison du fluage du matériau, des phénomènes de tassement dans les surfaces de transmission des forces de l'assemblage et des pièces serrées, ainsi que de la flexion des filets, est plus faible.
  • Dans certaines conditions, la précharge appliquée peut être facilement mesurée par la variation de longueur de la vis.

 

Applications des boulons à expansion dans l'industrie

Les boulons à expansion ont un large éventail d'applications. Ils sont fréquemment utilisés dans la construction mécanique, la construction automobile, la construction navale, la construction aéronautique et bien d'autres secteurs industriels. Ils servent à relier des composants soumis à des charges élevées.

L'un des principaux avantages des boulons à expansion est leur flexibilité. Ils peuvent s'adapter à différentes charges, garantissant ainsi une connexion optimale. Ceci est particulièrement important dans les applications où les charges peuvent varier en cours de fonctionnement. Les boulons à expansion peuvent se dilater et se contracter pour compenser ces charges et maintenir la stabilité de la connexion.

Un autre avantage des boulons à expansion est leur grande précision. L'expansion du boulon crée une précharge uniforme et contrôlée, ce qui garantit la sécurité de l'assemblage. Ceci est particulièrement important dans les applications où une grande précision et une grande fiabilité sont requises, comme dans l'industrie aérospatiale.

La qualité des boulons d'expansion est un facteur décisif de leur performance. Nos boulons à expansion sont fabriqués à partir de matériaux de haute qualité et soumis à des contrôles de qualité stricts. Cela nous permet de garantir une capacité de charge élevée et une longue durée de vie.

En résumé, les boulons à expansion offrent une flexibilité maximale et constituent la solution parfaite pour des connexions précises et sûres dans l'industrie. Leurs applications polyvalentes et leur qualité exceptionnelle en font un choix fiable pour les applications exigeantes.

Caractéristiques techniques des vis d'expansion

Géométrie et structure des vis d'expansion

La fonctionnalité d'un boulon d'expansion dépend en grande partie de sa géométrie et de son matériau:

  • Longueur de l'arbre d'expansion: Au moins 2 à 4 fois le diamètre nominal (d). Une tige d'expansion plus longue augmente l'élasticité de l'assemblage.
  • Rayon de transition: Un rayon généreux entre l'arbre et le filetage réduit les pics de tension.
  • Diamètre de l'arbre (ds): Environ 90-95% du diamètre de l'âme du filetage. Cela fait de l'arbre la principale zone d'expansion.

Matériaux et résistance

  • Matériaux: Aciers à haute résistance tels que 42CrMo4, 21CrMoV57, ou variantes inoxydables (par exemple, X5CrNi18-10) - en fonction des exigences en matière de température et de corrosion.
  • Résistance à la traction: Généralement de 800 à 1100 MPa, en fonction de la conception et de la norme.

En savoir plus sur les matériaux

Les aspects suivants doivent être pris en compte lors de la conception des vis d'expansion et des boulons d'expansion:

  • La longueur minimale de la tige d'expansion pour les vis d'expansion doit être au moins deux fois, idéalement quatre fois, le diamètre du filetage pour garantir une élasticité suffisante.
  • Le rapport entre le diamètre de l'âme du filet et le diamètre de la tige d'expansion doit être d'environ 1,1 afin d'optimiser la capacité de charge et l'élasticité de la vis.
  • L'angle de transition entre l'arbre d'expansion et le filetage doit rester relativement faible. Il en résulte un flux de force favorable et une meilleure répartition de la charge dans le filetage.
Vis d'expansion dans l'assurance qualité : Des tests précis avec des appareils de mesure modernes - pour une sécurité maximale et une qualité de fabrication documentée.

Avantages des boulons d'expansion

Le principal avantage des boulons et des vis à expansion est qu'ils permettent une répartition uniforme de la charge sur l'assemblage et offrent une grande résistance. Ils sont souvent utilisés dans des applications où un assemblage fiable et durable est nécessaire, comme dans l'industrie de la construction, l'ingénierie mécanique et la fabrication de véhicules.

Il est important de noter que les boulons et les vis d'expansion doivent être soigneusement dimensionnés et correctement serrés pour garantir une connexion sûre et fiable. Vous trouverez plus d'informations à ce sujet dans notre guide d'expertise.

  • Précharge constante: Réduction des pertes de réglage dues à la dilatation élastique longitudinale.
  • Plus grande sécurité de fonctionnement: Moins de risque de desserrage du boulon en cas de variation de la charge.
  • Précharge mesurable: La variation de longueur peut être utilisée pour vérifier la force de précharge.
  • Conception conforme aux normes: Conforme à la norme DIN 2510 - pour une qualité et une interchangeabilité normalisées.

Les boulons à expansion conformes à la norme DIN 2510 présentent d'autres avantages:

  • Flexibilité: Réduction des pertes de réglage dues à la dilatation longitudinale élastique.
  • Précision: L'expansion de la vis crée une précharge uniforme et contrôlée. Cela garantit un assemblage sûr qui reste stable même sous des charges élevées.
  • Fiabilité: Les vis à expansion se caractérisent par une capacité de charge et une durabilité élevées. Elles peuvent absorber des forces élevées et fournir une connexion fiable qui résiste même à des conditions extrêmes.
  • Facilité d'installation: Les vis à expansion sont faciles et rapides à installer. Elles ne nécessitent pas de travaux préparatoires complexes tels que la fixation des rondelles ou le réglage de la précharge.
  • Facilité d'entretien: Les boulons d'expansion permettent une maintenance et une inspection faciles. En cas de besoin, ils peuvent être remplacés facilement sans avoir à démonter d'autres composants.

Différences entre les boulons et les vis d'expansion

Les boulons et les vis d'expansion selon la norme DIN 2510 sont des fixations utilisées pour créer une connexion sûre entre deux composants. La principale différence entre les boulons d'expansion et les vis d'expansion réside dans leur conception et leur fonction.

Les boulons d'expansion sont des boulons spéciaux très résistants qui se dilatent lorsqu'ils sont serrés. Ils se composent d'un corps allongé avec un filetage d'un côté et une extrémité conique de l'autre. Lorsque l'écrou est serré sur l'extrémité filetée, le boulon se dilate, créant ainsi une connexion sûre entre les composants. Les boulons à expansion sont souvent utilisés avec un écrou à expansion spécial pour créer l'expansion requise et sécuriser la connexion.

Les vis à expansion, quant à elles, sont des boulons qui s'allongent lorsqu'ils sont serrés. Elles ont un profil de filetage spécial qui permet une expansion axiale. Lorsque l'écrou est serré sur le boulon, ce dernier s'allonge, créant ainsi une connexion sûre entre les composants. Les boulons d'expansion sont souvent utilisés avec un écrou d'expansion spécial pour créer l'expansion nécessaire et sécuriser la connexion.

Comparaison technique des vis et boulons à expansion selon la norme DIN 2510 - des fixations de haute qualité pour des charges maximales.
Caractéristique Vis d'expansion Boulons d'expansion
Utilisation Fréquemment utilisé dans les moteurs, les culasses, les turbines et autres connexions soumises à de fortes contraintes. Principalement dans le domaine de la construction mécanique ou pour les raccords à bride.
Fonction Les vis d'expansion sont étirées élastiquement lorsqu'elles sont serrées et génèrent une précharge définie. Les boulons à expansion sont également étirés de manière élastique, mais ils font souvent partie d'un assemblage de boulons avec un écrou.
Avantages Précharge répétable, réduction du risque de desserrage, meilleure répartition de la force. Les boulons à expansion ne sont généralement pas filetés sur toute leur longueur. Ils peuvent être utilisés plusieurs fois, en fonction de l'application et de la charge, et sont souvent plus grands et conçus pour des forces plus élevées.
Particularité Souvent utilisable une seule fois, la déformation plastique altérant ses propriétés. Robustes et souvent réutilisables.

Normes et variantes selon DIN 2510

Nous proposons des vis d'expansion de différentes formes - en fonction des besoins:

  • Forme L: exécution standard avec arbre d'expansion cylindrique
  • Forme Z / ZU: Avec arbre rallongé pour une zone d'expansion définie
  • Forme K / KU: Avec tête ou goupille d'écartement - idéale pour les brides
  • Forme NF: pour les zones à risque d'explosion (sans étincelles)

Les boulons à expansion sont utilisés dans diverses industries, notamment:

l'ingénierie mécanique: Les boulons à expansion sont utilisés pour relier des composants de machines tels que des engrenages, des arbres et des roulements.

Fabrication de véhicules: Dans l'industrie automobile, les boulons à expansion sont utilisés pour fixer solidement les moteurs, les transmissions et d'autres composants.

Construction navale: Les boulons à expansion sont utilisés pour assembler des composants de navires tels que les plaques de coque, les ponts et les structures.

Construction aéronautique: Dans l'industrie aéronautique, les boulons à expansion sont utilisés pour fixer les structures des avions telles que les ailes, les trains d'atterrissage et les moteurs.

 

Les avantages des boulons d'expansion sont les suivants:

Flexibilité: Les boulons à expansion peuvent se dilater et se contracter sous l'effet de la charge pour s'adapter à différentes charges. Cela garantit une connexion optimale, même si les charges changent en cours de fonctionnement.

Précision: L'expansion du boulon crée une précharge uniforme et contrôlée. Cela garantit une connexion sûre qui reste stable même sous de lourdes charges.

Fiabilité: Les boulons à expansion offrent une capacité de charge élevée et une longue durée de vie. Ils sont capables d'absorber des forces élevées et de fournir un assemblage fiable qui résiste même à des conditions extrêmes.

Facilité d'installation: Les boulons à expansion sont faciles et rapides à installer. Ils ne nécessitent pas de travaux préparatoires fastidieux tels que la mise en place de rondelles ou le réglage de la précontrainte.

Facilité d'entretien: Les boulons d'expansion permettent une maintenance et une inspection faciles. En cas de besoin, ils peuvent être facilement remplacés sans avoir à démonter d'autres composants.

Dans l'ensemble, les boulons à expansion offrent une solution fiable et précise pour les connexions soumises à de lourdes charges. Leur flexibilité, leur précision et leur fiabilité en font un choix populaire dans diverses industries.

La norme DIN 2510 Forme L est une norme spéciale pour les boulons à expansion définie par la norme industrielle allemande (DIN). Elle définit les exigences relatives aux boulons d'expansion, notamment en ce qui concerne leurs dimensions, leurs matériaux et leurs propriétés mécaniques. Selon la norme, les boulons à expansion doivent avoir une certaine géométrie qui leur permet de se dilater sous l'effet de la charge. Ils doivent présenter une zone de filetage étendue, appelée zone d'expansion. Cette zone d'expansion permet au boulon de se dilater sous la charge et de créer ainsi une précharge uniforme et contrôlée. La norme DIN 2510 Forme L stipule également que les boulons à expansion doivent être fabriqués dans des matériaux à haute résistance afin de pouvoir supporter des charges élevées. En règle générale, ils sont fabriqués en acier allié ou en acier inoxydable. Les exigences exactes en matière de matériaux sont précisées dans la norme. En outre, la norme DIN 2510 Forme L spécifie les propriétés mécaniques des boulons à expansion, telles que la résistance minimale à la traction, la limite d'élasticité minimale et l'allongement minimal. Ces propriétés garantissent que les boulons d'expansion répondent aux exigences de résistance et de fiabilité. La norme DIN 2510 Forme L est une norme internationalement reconnue pour les vis d'expansion et est utilisée par de nombreux fabricants et utilisateurs dans le monde entier. Elle garantit que les vis à expansion présentent une qualité et des performances uniformes et qu'elles peuvent être utilisées en toute sécurité dans différentes applications.
Filetage (d1) M12 M16 M20 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45
d2 8,5 12 15 18 20,5 23 25,5 27,5 30,5 32,5 35,5
d3 8 12 14 14 18 18 25 25 28 28 32
b1 20 23 28 32 35 39 42 45 48 52 55
z1 1,75 2 2,5 3 3 3,5 3,5 4 4 4,5 4,5
z2 4 5 6 6 6 6 9 9 10 10 11
SW 7 10 11 11 13 13 22 22 24 24 27
DIN 2510 Forme NF est une version spéciale des boulons à expansion fabriqués conformément à la norme industrielle allemande (DIN) 2510. La désignation "NF" signifie "non retardateur de flamme" et fait référence aux exigences spécifiques pour les boulons à expansion utilisés dans des atmosphères potentiellement explosives. La norme DIN 2510 Forme NF spécifie des exigences particulières pour la conception et les matériaux des boulons à expansion afin de garantir leur conformité aux exigences de protection contre les explosions. Il s'agit notamment d'utiliser des matériaux qui ne produisent pas d'étincelles et de prévenir les sources d'inflammation potentielles. Les boulons à expansion DIN 2510 Forme NF sont souvent utilisés dans des industries telles que la chimie, le pétrole et le gaz, la pétrochimie et d'autres environnements potentiellement explosifs. Ils offrent une connexion sûre et fiable qui répond aux normes de sécurité élevées dans ces domaines.
Filetage (d1) M12 M16 M20 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45
d2 21 26 31 35 40 45 49 53,5 58,5 63,5 68,5
d3 14,5 18,5 22,5 26,5 30,5 33,5 36,5 39,5 42,5 45,5 49,5
m 12 16 20 24 27 30 33 36 39 42 45
s 22 27 32 36 41 46 50 55 60 65 70
t 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3
DIN 2510 Forme Z est une conception spécifique de boulons à expansion fabriqués conformément à la norme industrielle allemande (DIN) 2510. Elle définit les exigences relatives aux boulons à expansion, y compris leurs dimensions, leurs matériaux et leurs propriétés mécaniques. La forme Z caractérise une variante spéciale de boulons d'expansion qui ont une tige et un filetage allongés. Cette conception permet une plus grande élongation du boulon sous charge, ce qui se traduit par une précharge plus uniforme et mieux contrôlée. La norme DIN 2510 Forme Z est souvent utilisée dans des domaines où une grande précision et une grande fiabilité sont requises. Il est souvent utilisé dans les secteurs de l'ingénierie, de l'automobile et de l'aérospatiale pour assembler des composants qui doivent résister à de lourdes charges.
Filetage (d1) M12 M16 M20 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45
d2 8,5 12 15 18 20,5 23 25,5 27,5 30,5 32,5 35,5
d3 8 12 14 14 18 18 25 25 28 28 32
b3 27 31 36 42 47 50 53 57 60 64 66
z1 1,75 2 2,5 3 3 3,5 3,5 4 4 4,5 4,5
SW 7 10 11 11 13 13 22 22 24 24 27
La norme DIN 2510 Forme K spécifie un type particulier de boulon à expansion qui répond aux exigences de la norme industrielle allemande (DIN) 2510. Cette norme spécifie les exigences relatives aux boulons à expansion, y compris leurs dimensions, leurs matériaux et leurs propriétés mécaniques. La forme K fait référence à un type particulier de boulon à expansion caractérisé par une tête spécialement conçue. Cette tête est conçue pour offrir une plus grande surface de contact, ce qui permet une meilleure répartition de la force. Cela permet de réduire la charge sur le composant raccordé et de prolonger la durée de vie de l'assemblage. Les boulons à expansion DIN 2510 forme K sont souvent utilisés dans des domaines où une capacité de charge et une durabilité élevées sont requises. Ils sont souvent utilisés dans les secteurs de la construction mécanique, de l'automobile et de l'aérospatiale pour relier solidement des composants qui doivent résister à des charges élevées.
Filetage (d1) M12 M16 M20 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45
d2 8,5 12 15 18 20,5 23 25,5 27,5 30,5 32,5 35,5
d3 8 12 14 14 18 18 25 25 28 28 32
b2 13 16 20 24 27 30 33 36 39 42 45
z1 1,75 2 2,5 3 3 3,5 3,5 4 4 4,5 4,5
z2 4 5 6 6 6 6 9 9 10 10 11
SW 7 10 11 11 13 13 22 22 24 24 27
La norme DIN 2510 Forme KU caractérise un certain type de boulon à expansion qui répond aux exigences de la norme industrielle allemande (DIN) 2510. Lors de l'installation d'un boulon de forme KU, caractérisé par un filetage court et un tourillon d'écartement, la concentration des contraintes dans les premiers filets porteurs du côté de la tige est réduite par un filetage d'écrou "par-dessus". Cette forme spéciale est exclusivement utilisée en combinaison avec des écrous à capsule des deux côtés jusqu'à M56 DIN 2510. Les vis à expansion selon DIN 2510 forme KU sont utilisées en particulier pour les assemblages de brides de réservoirs sous pression.
Filetage (d1) M12 M16 M20 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45
d2 8,5 12 15 18 20,5 23 25,5 27,5 30,5 32,5 35,5
d3 8 12 14 14 18 18 25 25 28 28 32
d7 8 12 13 16 18 21 24 26 30 32 34
b2 13 16 20 24 27 30 33 36 39 42 45
z1 1,75 2 2,5 3 3 3,5 3,5 4 4 4,5 4,5
z2 4 5 6 6 6 6 9 9 10 10 11
z3 11 14 16 17 19 19 21 23 23 24 25
SW 7 10 11 11 13 13 22 22 24 24 27
La norme DIN 2510 Forme ZU identifie un type spécifique de boulon à expansion qui répond aux exigences de la norme industrielle allemande (DIN) 2510. Les boulons à expansion conformes à la norme DIN 2510 Forme ZU sont utilisés pour les raccordements de brides d'appareils à pression. Comme pour la forme KU, cette norme définit également les exigences relatives à la conception, aux matériaux et aux essais de ces raccordements. La forme "ZU" se réfère à un type spécifique de connexion utilisé dans des applications spécifiques.
Filetage (d1) M12 M16 M20 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45
d2 8,5 12 15 18 20,5 23 25,5 27,5 30,5 32,5 35,5
d3 8 12 14 14 18 18 25 25 28 28 32
d7 8 12 13 16 18 21 24 26 30 32 34
b3 27 31 36 42 47 50 53 57 60 64 66
z1 1,75 2 2,5 3 3 3,5 3,5 4 4 4,5 4,5
z4 7 8 9 8 10 12 14 14 14 15 15
SW 7 10 11 11 13 13 22 22 24 24 27

Instructions d'installation et d'application des boulons d'expansion

Lors de l'utilisation de boulons à expansion, les points suivants doivent être respectés:

  • Calculez précisément le couple d'installation - si nécessaire, en mesurant la force de précharge.
  • Lubrifiez les surfaces de glissement pour minimiser le frottement.
  • Tenez compte de la dilatation thermique, en particulier en cas de changements de température.
  • Vérifiez la réutilisation – le remplacement est nécessaire si la limite d'élasticité est dépassée.

Un bref aperçu des boulons d'expansion

Les boulons à expansion conformes à la norme DIN 2510 offrent une solution fiable pour les assemblages boulonnés soumis à de fortes contraintes. Leur élasticité ciblée protège contre la perte de précharge et augmente la durée de vie de l'assemblage - en particulier sous des charges dynamiques ou thermiques.

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Certifications et normes

  • ISO 9001: Gestion de la qualité
  • Essais des matériaux conformément aux normes EN et ASTM
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