Tous les mécaniciens les ont utilisés, mais la plupart ne savent pas combien de types différents de rondelles il existe, de quels matériaux elles sont fabriquées et comment les utiliser correctement. Au fil des années, nous avons reçu de nombreuses questions concernant les laveuses, c'est pourquoi un article technique partageant des informations sur ces périphériques matériels se fait attendre depuis longtemps.

Nous avons récemment couvert l'art de fabriquer des fixations hautes performances avec Automotive Racing Products, Inc. (ARP), couvrant en détail les écrous et boulons du sujet. Il est maintenant temps de rendre hommage à l’élément de fixation qui est souvent tenu pour acquis, l’humble rondelle.

Dans les paragraphes suivants, nous expliquerons ce que sont les rondelles, les différents types de rondelles, ce qu'elles font, comment elles sont fabriquées, où et quand les utiliser – et oui, nous discuterons même si les rondelles sont directionnelles ou non.

De manière générale, une rondelle est simplement une plaque en forme de disque, en forme de plaquette, avec un trou au centre. Même si la conception peut sembler primitive, les rondelles constituent en réalité une tâche compliquée. Ils sont couramment utilisés pour répartir la charge d'une fixation filetée, comme un boulon ou une vis à capuchon.

Ils peuvent également être utilisés comme entretoises – ou dans certains cas – comme tampon d’usure, dispositif de verrouillage ou même pour réduire les vibrations – comme une rondelle en caoutchouc. La conception de base de la rondelle présente un diamètre extérieur deux fois plus grand que le diamètre intérieur de la rondelle.

Généralement fabriquées en métal, les rondelles peuvent également être en plastique ou en caoutchouc, selon l'application. Dans les machines, les joints boulonnés de haute qualité nécessitent des rondelles en acier trempé pour éviter de marquer les surfaces du joint. C'est ce qu'on appelle le Brinelling. Ces petites empreintes peuvent éventuellement entraîner une perte de précharge sur la fixation, des vibrations ou des vibrations excessives. À mesure que la maladie persiste, ces mouvements peuvent s’accélérer et donner lieu à une autre usure souvent définie comme un écaillage ou un grippage.

Les rondelles aident également à prévenir la corrosion galvanique, une condition qui existe lorsque certains métaux entrent en contact les uns avec les autres. Un métal fait office d’anode et l’autre de cathode. Pour ralentir ou empêcher ce processus dès le début, une rondelle est utilisée entre le boulon ou l'écrou et le métal à assembler.

En plus de répartir uniformément la pression sur la pièce à fixer et de réduire les risques d'endommagement de la pièce, les rondelles fournissent également une surface lisse pour l'écrou ou le boulon. Cela rend le joint fixé moins susceptible de se desserrer par rapport à une surface de fixation inégale.

Il existe des rondelles spéciales conçues pour fournir un joint, un point de mise à la terre électrique, aligner la fixation, maintenir la fixation captive, isoler ou fournir une pression axiale sur le joint. Nous discuterons brièvement de ces rondelles spéciales dans le texte ci-dessous.

Nous avons également vu plusieurs façons d'utiliser de manière inappropriée des rondelles dans le cadre d'un joint fixé. Il y a eu de nombreux cas où les mécaniciens d'arbres d'ombrage ont utilisé des boulons ou des écrous dont le diamètre était trop petit pour la pièce qu'ils assemblaient. Dans ces cas, la rondelle a un diamètre intérieur qui s'adapte au boulon, mais ne permet pas à la tête du boulon ou à l'écrou de glisser à travers l'alésage du composant à assembler. Cela crée des ennuis et ne devrait jamais être tenté sur une voiture de course.

Le plus souvent, les mécaniciens utiliseront un boulon trop long, mais manquant de suffisamment de filetage, ce qui ne permettra pas de serrer le joint. Il faut également éviter d'empiler une poignée de rondelles sur la tige comme entretoise jusqu'à ce que l'écrou puisse être serré. Choisissez la bonne longueur de boulon. Une mauvaise utilisation des rondelles peut entraîner des dommages ou des blessures.

De manière générale, il existe aujourd’hui plusieurs types de rondelles fabriquées dans le monde. Certains sont spécialement conçus pour être utilisés sur les joints de bois, tandis que d’autres sont destinés à la plomberie. En ce qui concerne les besoins automobiles, Jay Coombes, spécialiste R&D d'ARP, nous dit qu'il n'existe que cinq types utilisés dans la maintenance automobile. Il y a la rondelle ordinaire (ou rondelle plate), la rondelle de garde-boue, la rondelle fendue (ou rondelle frein), la rondelle étoile et la rondelle d'insertion.

Il est intéressant de noter que vous ne trouverez pas de rondelle fendue dans l'offre massive de fixations d'ARP. « Ils sont principalement utiles avec des fixations de petit diamètre dans des conditions de faible charge », a expliqué Coombes. ARP a tendance à se concentrer sur les fixations de course hautes performances qui fonctionnent dans des conditions de charge plus élevées. Il existe des variantes de ces types de rondelles qui servent à des fins spécifiques, comme la rondelle plate avec des dentelures sur la face inférieure.

Une rondelle plate est l'intermédiaire privilégié entre la tête d'un boulon (ou d'un écrou) et l'objet à fixer. Son objectif principal est de répartir la charge d'une fixation serrée pour éviter d'endommager la surface de jonction. "C'est particulièrement important avec les composants en aluminium", explique Coombes.

L'American National Standards Institute (ANSI) a fourni un ensemble de normes à usage général, les rondelles simples faisant appel à deux types. Le type A est défini comme une rondelle avec de larges tolérances où la précision n'est pas critique. Le type B est une rondelle plate avec des tolérances plus strictes où les diamètres extérieurs sont classés comme étroits, réguliers ou larges pour leurs tailles de boulons respectives (diamètre intérieur).

Comme nous l’avons mentionné précédemment, les laveuses sont plus compliquées qu’une simple explication d’une seule organisation. En fait, il y en a plusieurs. La Society of Automotive Engineers (SAE) classe les rondelles plates en fonction de l'épaisseur du matériau, avec des diamètres intérieur et extérieur plus petits par rapport à la façon dont l'organisation de normalisation des États-Unis (USS) a défini les rondelles plates.

Les normes USS sont les normes des rondelles en pouces. Cette organisation caractérise le diamètre intérieur et extérieur d'une rondelle pour s'adapter aux filetages de boulons grossiers ou plus gros. Les rondelles USS sont souvent utilisées dans les applications automobiles. Avec trois organisations spécifiant trois normes différentes pour les rondelles simples, il est clair que les rondelles sont plus compliquées que ce que leur simple apparence pourrait laisser croire.

Selon Coombes d'ARP, « la taille et la qualité de la laveuse elle-même méritent une attention particulière. Il doit avoir une épaisseur et une taille suffisantes pour répartir correctement la charge. Coombes ajoute : « Il est également très important que la rondelle soit rectifiée parallèlement et parfaitement plate pour les applications cruciales avec des charges de couple plus élevées. Tout le reste peut provoquer un préchargement inégal.

Ce sont des rondelles qui ont un diamètre extérieur extra-large proportionnellement à son trou central. Il est également conçu pour répartir la force de serrage, mais en raison de sa plus grande taille, la charge est répartie sur une plus grande surface. Pendant de nombreuses années, ces rondelles ont été utilisées pour fixer les ailes des véhicules, d'où leur nom. Les rondelles d'aile peuvent avoir un diamètre extérieur plus grand, mais sont généralement fabriquées à partir d'un matériau de faible épaisseur.

Les rondelles fendues ont une flexibilité axiale et sont utilisées pour empêcher le desserrage dû aux vibrations. Photo de www.amazon.com.

Les rondelles fendues, également appelées rondelles à ressort ou rondelles de blocage, ont une flexibilité axiale. Ceux-ci sont utilisés pour éviter le desserrage dû aux vibrations. Le concept derrière les rondelles fendues est simple : elles agissent comme un ressort pour exercer une pression sur l'objet à fixer et sur la tête du boulon ou d'un écrou.

ARP ne fabrique pas ces rondelles car la plupart des fixations qui jouent un rôle clé dans le moteur, la transmission, le châssis et la suspension sont serrées à un couple spécifique, appliquant la force de serrage appropriée. Il y a peu ou pas de chance que la fixation se desserre sans utiliser d'outil.

La plupart des ingénieurs conviennent qu'une rondelle élastique, lorsqu'elle est serrée selon des spécifications plus élevées, s'étire dans une certaine mesure. Lorsque cela se produit, la rondelle fendue perdra sa tension et peut même perturber la précharge précise du joint fixé.

Les rondelles étoiles ont des dentelures qui s'étendent radialement vers l'intérieur ou l'extérieur pour mordre dans la surface du substrat afin d'empêcher une fixation de se desserrer. Photo de www.amazon.com.

Les rondelles étoilées ont presque le même objectif qu’une rondelle fendue. Ils sont destinés à empêcher une attache de se desserrer. Ce sont des rondelles avec des dentelures qui s'étendent radialement (vers l'intérieur ou vers l'extérieur) pour mordre dans la surface du composant. De par leur conception, ils sont censés « s'enfoncer » dans la tête du boulon/l'écrou et le substrat pour empêcher la fixation de se desserrer. Les rondelles étoiles sont généralement utilisées avec des boulons et des vis plus petits associés aux composants électriques.

Empêcher la rotation, et ainsi affecter la précision de la précharge, a incité ARP à fabriquer des rondelles spéciales dentelées sur la face inférieure. L’idée est qu’ils saisissent l’objet attaché et fournissent une plate-forme stable.

Une autre rondelle spéciale fabriquée par ARP est la rondelle à insert. Ils sont conçus pour protéger le haut des trous afin d’éviter le grippage ou l’effondrement du haut du trou. Les utilisations courantes incluent les culasses, les composants du châssis et d'autres zones à forte usure nécessitant une rondelle.

Il est important de noter que la lubrification joue un rôle clé dans un préchargement précis. En plus de mettre un lubrifiant sur les filetages d'une fixation, il est recommandé d'en mettre une petite quantité sur le dessous de la tête du boulon (ou de l'écrou) ou sur le dessus de la rondelle. Ne lubrifiez jamais le dessous de la laveuse (sauf indication contraire dans les instructions d'installation) car vous ne voulez pas qu'elle tourne.

Prêter attention à l’utilisation appropriée des rondelles et à la lubrification est quelque chose qui mérite d’être pris en considération par toutes les équipes de course.

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