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Le serrage en croix : définition
Le serrage en croix, également appelé serrage croisé, est une technique de serrage utilisée dans l’industrie pour assurer un serrage uniforme et équilibré des boulons ou des vis sur une structure, une pièce mécanique ou tout autre assemblage. Cette méthode est particulièrement cruciale dans des applications où la répartition uniforme de la charge ou la prévention de distorsions sont essentielles.
Le serrage en croix n’est pas une méthode de serrage contrôlé. C’est plutôt une technique de serrage des vis et boulons qui permet de réaliser un serrage progressif d’une manière professionnel.
Pour information, serrer les boulons suivant un ordre de serrage en croix se dit “Tighten bolts in a cross pattern” en anglais.
Pourquoi réaliser le serrage en croix d'une bride ?
Le serrage en croix permet une approche progressive des deux pièces à assembler. Elle est couramment utilisée afin de réduire le décalage entre les pièces. Ce type de serrage par étape centre naturellement les pièces et permet un contact homogène des surfaces. Le serrage en étoile évite d’écraser les pièces entre elle et nous épargne d’allonger ou de casser les vis de l’assemblage. Autrement dit cette technique empêche, dans certains cas, d’atteindre la limite élastique des vis.
Le processus de serrage en croix implique de serrer successivement les boulons ou les vis opposés ou adjacents, formant ainsi une sorte de motif en croix. L’objectif est de répartir la tension de manière uniforme sur toute la surface de l’assemblage, minimisant ainsi les risques de déformation, de contraintes inégales et de fuites.
Voici comment le serrage en croix est généralement réalisé :
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Identifier les points de serrage : Avant de commencer le serrage, les points de serrage sur l’assemblage sont identifiés. Ces points sont souvent situés de manière symétrique autour de l’assemblage.
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Réaliser un serrage initial avec un couple minimal : On commence par serrer légèrement chaque boulon ou vis à leur point de départ respectif. Cela permet d’établir un contact initial entre les surfaces en contact.
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Effectuer le serrage en croix : Une fois les serrages initiaux effectués, on procède au serrage en croix. On serre ensuite les boulons ou les vis de manière alternée, formant un motif en croix. Par exemple, si l’on commence par serrer le boulon en haut à gauche, on passe ensuite à celui en bas à droite, puis à celui en haut à droite, et ainsi de suite. Cette séquence est répétée jusqu’à ce que tous les boulons soient correctement serrés. La séquence de serrage exacte est détaillée dans la suite de l’article.
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Contrôler l’homogénéité du serrage: Après le serrage, nous vous recommandons de mesurer la tension de serrage, aussi appelée précharge, pour vous assurer que la charge est uniformément répartie entre chaque boulon. Cette opération peut être réalisée à l’aide d’un appareil de mesure de force de serrage TRAXX-M2.
Quelle méthode suivre pour réussir un serrage en étoile ?
Vous trouverez ici le bon ordre de serrage en croix pour serrer progressivement les vis de votre assemblage. Il permet de définir un ordre de serrage optimum pour limiter les déformations et les contraintes des éléments à serrer et assurer une bonne répartition de la pression de serrage. Que ce soit pour un serrage en croix d’un carter, d’une culasse, d’une roue ou plus généralement d’une bride, voici la démarche à suivre.
Ici, la séquence de serrage est donnée pour un nombre maximum de 24 vis. Avec cette technique vous pourrez donc serrer des assemblages de 3 à 24 boulons. Il s’agit de définir dans quel ordre ils seront serrés à partir de la série numérique ci-dessous:
Numérotation des boulons à serrer : 1 – 9 – 6 – 17 – 21 – 14 – 4 – 12 – 7 – 20 – 24 – 15 – 2 – 10 – 5 – 18 – 22 – 13 – 3 – 11 – 8 – 19 – 23 – 16
Le serrage en croix d'une bride de 6 boulons
Vous souhaitez faire le serrage en croix de 6 éléments de fixation.
D’abord choisissez un boulon comme n°1, peu importe lequel. Ensuite, attribuez un nombre à chaque boulon suivant sur le cercle, en vous déplaçant dans le sens trigonométrique. Les nombres choisis doivent correspondre au nombre d’éléments à serrer. Ici 6 éléments, donc on choisit les nombres de 1 à 6 en gardant l’ordre donné par la série. Après le 1 et le 6 vous tombez sur le 4, et ainsi de suite.
La série : 1 – 9 – 6 – 17 – 21 – 14 – 4 – 12 – 7 – 20 – 24 – 15 – 2 – 10 – 5 – 18 – 22 – 13 – 3 – 11 – 8 – 19 – 23 – 16
Le serrage en croix de 8 vis
D’abord choisissez un boulon comme le n°1, peu importe lequel. Ensuite attribuez un nombre à chaque boulons suivants, en vous déplaçant dans le sens trigonométrique.
Les nombres choisis doivent correspondre au nombre d’éléments à serrer. Ici 8 éléments, donc on choisit les nombres de 1 à 8 en gardant l’ordre donné par la série.
Donc ici après le 1 vous aurez le 6, puis le 4, le 7 , le 2, le 5, le 3 puis le 8.
La série : 1 – 9 – 6 – 17 – 21 – 14 – 4 – 12 – 7 – 20 – 24 – 15 – 2 – 10 – 5 – 18 – 22 – 13 – 3 – 11 – 8 – 19 – 23 – 16
Vous pouvez effectuer le serrage dans l’ordre indiqué par la numérotation, soit de 1 à 8 comme l’indique les flèches vertes.
Le serrage en croix de 20 boulons
Suivez le même principe que précédemment mais pour 20 boulons.
La série : 1 – 9 – 6 – 17 – 21 – 14 – 4 – 12 – 7 – 20 – 24 – 15 – 2 – 10 – 5 – 18 – 22 – 13 – 3 – 11 – 8 – 19 – 23 – 16
Le même concept est applicable quelque soit le nombre de vis de votre assemblage : serrage en croix 12 vis, 15 vis, etc…
Comment perfectionner une séquence de serrage en croix ?
La technique évolue constamment, et aujourd’hui, des outils puissants existent pour améliorer et perfectionner le serrage en croix des assemblages vissés et boulonnés.
Parmi ces innovations récentes, il y a le logiciel de gestion de serrage TMS (Tightening Management System), disponible en option avec l’appareil TRAXX-M2. Ce programme agit comme une aide au pilotage pour le serrage en croix de tous les assemblages composés d’un ou plusieurs sous-ensembles, tels que des couronnes ou des platines.
En résumé, le TMS accompagne les opérateurs sur site en les guidant pas à pas lors de l’opération d’assemblage.
Après avoir configuré la séquence de serrage en croix souhaitée et le nombre de passes, il vous suffit de suivre les indications du TMS sur l’ordre de serrage, et de visualiser le processus grâce à la représentation graphique de l’assemblage en temps réel.
Les avantages d’utiliser un logiciel de pilotage du serrage
- Le TMS affiche et indique les limites de serrage de chaque vis (en kN) afin que l’opérateur reste dans les plages de serrage préconisées.
- L’appareil TRAXX-M2 mesure la tension de serrage de chaque vis durant le serrage afin de garantir un serrage homogène et précis de l’ensemble des boulons de l’assemblage.
- Les données de serrage de chaque boulon de l’assemblage sont exportables et exploitables pour un suivi à long terme par les services qualité et maintenance.
Un exemple d’une utilisation performante du TRAXX-M2 et du TMS
Chez General Electric, dans le département assemblage à Belfort, Benoît Pilliat est responsable des opérations d’assemblage et de serrage des tirants des rotors de turbines à gaz pour les modèles 7HA et 9HA. Il assemble et inspecte environ une dizaine de turbines à gaz par an en utilisant le TRAXX-M2 et son logiciel de gestion de serrage (TMS) intégré. Le logiciel de gestion de serrage (TMS) organise et contrôle le serrage des turbines.Le TMS aide Benoît à gérer en temps réel et étape par étape le serrage des rotors. Il lui permet de définir une séquence de serrage, le nombre de passes, ainsi que de nombreux autres paramètres utiles pour cette opération délicate.
