En savoir plus sur le couple
Nos amis de pinkbike.com ont interviewé Pedro sur l'importance des spécifications de couple et de l'utilisation de clés dynamométriques pour leur série technique "To the Point". Jetez un œil ci-dessous ou consultez l'histoire originale ici : To the Point : Spécifications de couple
Qu'est-ce que le couple ? Comment est-il mesuré ?
En termes simples, le couple est une force de torsion susceptible de faire tourner un article. Le couple est calculé comme la force multipliée par la longueur, la longueur étant la distance entre l'axe de rotation et le point où la force est appliquée. Le couple est le plus souvent mesuré en unités Newton mètre (Nm), livre-pouce (lb-in) ou livre-pied (lb-ft). Les deux derniers sont courants aux États-Unis, mais sont souvent appelés pouces-livres et pieds-livres. Les compteurs Newton sont standard sur la plupart des composants de vélo. En ce qui concerne la mécanique du vélo, le couple est le plus souvent lié aux fixations des composants. Ces fixations sont filetées, ce qui convertit le couple en une force linéaire utilisée pour maintenir les composants en place ou pour fournir une force de serrage pour maintenir deux composants ensemble. Un exemple courant de ceci est l'interface entre une potence et un guidon.
Pourquoi est-il important de connaître la spécification de couple appropriée pour les composants de vélo ? Que se passe-t-il si vous serrez trop un boulon ?
En tant que véhicule à propulsion humaine, le poids d'un vélo est un facteur majeur de performance. Cela oblige les ingénieurs à repousser les limites de chaque matériau et conception qu'ils choisissent. L'ingénieur doit tenir compte des propriétés des matériaux, de la forme des pièces, des conditions de conduite, de la durée de vie du produit, etc. La spécification de couple fournie avec un vélo ou un composant garantit que les forces appliquées à ces pièces sont dans les limites prévues. Si le couple est trop faible, un composant est susceptible de glisser ou de tomber. Inversement, si le couple est trop élevé, le composant ou les fixations peuvent être surchargés et tomber en panne. Dans les deux cas, des blessures importantes pourraient en résulter. Bien que les spécifications de couple soient importantes avec tous les types de matériaux, le nombre croissant de composants en fibre de carbone a conduit à se concentrer de plus en plus sur le couple et l'utilisation de clés dynamométriques. Alors que la fibre de carbone permet une conception plus optimale et offre un rapport résistance/poids beaucoup plus élevé que l'acier et l'aluminium, elle est également plus susceptible de s'écraser et de se fissurer lorsqu'elle est mal installée. Autrement dit, la marge d'erreur est beaucoup plus petite. Pour cette raison, l'utilisation d'une clé dynamométrique est devenue indispensable.
Comment fonctionne une clé dynamométrique ? Existe-t-il différents types ?
Le principe général d'une clé dynamométrique est que, lorsqu'un couple est appliqué à une fixation, la clé dynamométrique utilise un mécanisme calibré pour afficher le couple appliqué ou indiquer autrement lorsqu'un couple spécifié a été atteint. Les trois types de clés dynamométriques les plus courants sont le type à faisceau, le type à clic et le numérique. Une clé dynamométrique de type poutre utilise deux tiges parallèles, l'une étant la poignée de la clé et la seconde ayant une échelle d'affichage du couple. La tige de la poignée est conçue pour se plier lorsque le couple est appliqué à la fixation. L'échelle d'affichage du couple reste non pliée, ce qui permet à l'angle relatif entre chaque tige d'indiquer le couple. Il s'agit du type de clé dynamométrique le moins cher et le plus simple, mais l'utilisateur doit constamment regarder l'échelle de couple. Cela peut être difficile dans certaines applications de vélo où le positionnement de la clé est limité.
Une clé dynamométrique à clic est le type le plus couramment proposé dans l'industrie du cyclisme. Ce type de clé dynamométrique utilise un mécanisme d'embrayage calibré et une tête pivotante connectée pour indiquer quand un couple prédéfini a été atteint. Lorsque le réglage de couple est atteint, la tête se déplace légèrement et fait un bruit de cliquetis en conséquence. Les clés dynamométriques à clic sont disponibles en réglage fixe, spécifique à une seule valeur de couple, et en réglage réglable, qui peut être réglé sur une plage de valeurs de couple. La clé dynamométrique Demi Torque Wrench et la clé dynamométrique Pro de Pedro sont des clés à déclic réglables respectivement de 3 Nm à 15 Nm et de 6 Nm à 30 Nm. Nous avons choisi d'offrir ce type de clé dynamométrique parce que nous estimions que c'était le meilleur mélange de précision, de facilité d'utilisation, de facilité d'étalonnage et de valeur. Une clé dynamométrique numérique utilise une jauge de contrainte fixée à une tige de torsion pour mesurer le couple et le convertir en unités de couple courantes à l'aide d'un processeur. Les clés dynamométriques numériques fonctionnent sur des principes similaires à ceux d'une clé dynamométrique de type poutre, mais sont plus avancées, affichant la valeur de couple numériquement lorsque la fixation est serrée. De plus, de nombreuses clés dynamométriques numériques déclenchent une alarme numérique lorsqu'une valeur de couple prédéfinie est atteinte. Ces types sont les plus chers.
Quelle est la bonne technique pour utiliser une clé dynamométrique ?
La technique d'utilisation de chaque type de clé dynamométrique varie, mais les principes généraux sont les mêmes. Tout d'abord, lisez tous les documents techniques fournis pour déterminer la spécification de couple et le traitement du filetage indiqués par le fabricant. Deuxièmement, réglez votre clé dynamométrique au couple spécifié et vérifiez les unités de couple. Il y a une énorme différence entre 10 pouces livres et 10 pieds livres ! Une astuce pratique, bien qu'un peu capricieuse, est que la recherche Google effectuera les conversions d'unités pour vous. Essayez-le en entrant « 5 newtons mètres en livres pouces » et voyez ce que vous obtenez. Dans le pire des cas, vous trouverez de nombreux outils de conversion gratuits. Troisièmement, appliquez un traitement, tel que de la graisse ou du frein-filet, sur les filets de fixation si requis par le fabricant. Quatrièmement, tout en tenant la clé dynamométrique par sa poignée, commencez à serrer la fixation. Lorsque le couple correct est atteint, comme indiqué par l'échelle de couple sur un type à poutre, ou par le clic/l'alerte sur les types à clic ou numériques, arrêtez de serrer la fixation. Ne continuez pas à serrer la fixation. Ceci est particulièrement important sur les types à clic/numériques car continuer au-delà du couple défini peut endommager la clé dynamométrique.
Ces quatre étapes couvriront les bases de l'utilisation d'une clé dynamométrique. Lors du serrage de composants à l'aide de plusieurs fixations, comme on en trouve couramment sur les tiges, il est très important de les serrer en utilisant une méthode alternée, en serrant d'un demi-tour ou moins avant de revenir à l'autre fixation, et en répétant jusqu'à ce que les deux soient serrés au couple spécifié. . Ceci est important car lorsqu'une attache est serrée, elle desserre les autres. À l'aide d'une clé dynamométrique, chaque fixation doit être serrée selon la spécification de couple, puis revérifiée pour le couple après le serrage des autres fixations, en répétant pour chaque fixation jusqu'à ce que toutes respectent le couple spécifié.
Tout aussi important, cette méthode alternative doit également être utilisée lors du retrait du matériel spécifique au couple, car lorsqu'un boulon est desserré, l'autre est serré, ce qui peut endommager le filetage. S'il y a quatre attaches ou plus, elles doivent être serrées selon un schéma croisé en se déplaçant vers l'attache opposée à celle qui vient d'être serrée dans la mesure du possible. Il s'agit de la même technique utilisée pour serrer les écrous de roue sur une roue de voiture assurant une tension égale sur toutes les fixations.
Qu'en est-il du stockage ? Une clé dynamométrique doit-elle être à un certain réglage avant de la ranger ?
En tant qu'appareil calibré, toutes les clés dynamométriques doivent être utilisées avec précaution et stockées dans un étui de protection. Pour les clés dynamométriques à déclic réglables, la clé doit être réglée à son réglage de couple le plus bas ou à environ 20 % du couple maximum. Par exemple, le Demi Torque de Pedro doit être réglé sur 3 Nm pour le stockage car il s'agit de 20 % du couple maximal de 15 Nm. Si la clé n'a pas été utilisée pendant une longue période, réglez la clé à 50 % du couple maximal et actionnez le mécanisme d'encliquetage cinq à dix fois avant d'utiliser la clé sur une fixation. Ceci est également suggéré avant la première utilisation d'une nouvelle clé dynamométrique.
À quelle fréquence une clé dynamométrique doit-elle être calibrée ? Comment est-ce fait?
L'étalonnage est le plus important pour les clés dynamométriques à clic. Le processus exact varie d'une clé à l'autre, mais le processus implique généralement le réglage de la précharge sur un ressort calibré à l'intérieur de la clé. La clé est ensuite vérifiée par rapport à un appareil avec un couple connu et calibré. Nous suggérons de calibrer les clés dynamométriques de Pedro tous les trois à six mois avec une utilisation intensive (quotidienne). L'utilisateur occasionnel pourrait probablement attendre plus longtemps si la clé est bien traitée et n'a pas été lâchée ou maltraitée. Nous recommandons également fortement aux propriétaires de clés de travailler avec un service d'étalonnage professionnel pour s'assurer que l'équipement et les techniques appropriés sont utilisés. Nous avons eu de la chance avec ESSCO Lab situé dans le Massachusetts, mais tout service d'étalonnage similaire devrait être en mesure de fournir un étalonnage ou à tout le moins de déterminer si la clé est calibrée dans les limites de tolérance.
De temps en temps, vous entendrez quelqu'un dire "Je n'ai pas besoin d'utiliser une clé dynamométrique - je peux juste dire quand c'est assez serré." Des réflexions sur cette déclaration?
La plupart des mécaniciens sont coupables de ne pas utiliser de clé dynamométrique au moins de temps en temps. Cependant, les vélos et l'équitation elle-même ont considérablement changé en très peu de temps. Compte tenu des variables du matériau de fixation, des colliers de serrage multiples, du matériau du composant, de la taille de la clé, du traitement du filetage, de la conception du composant, etc., il n'y a tout simplement aucun moyen d'obtenir une spécification de couple correcte au toucher. De nombreux mécaniciens ne sont toujours pas d'accord, arguant que leurs années d'expérience leur ont donné la "sensation" nécessaire pour serrer correctement le matériel, mais test après test a montré que c'est rarement vrai.