Pour remplacer un ressort, il faut relever cinq cotes : le diamètre du fil, le diamètre extérieur, la longueur libre, le nombre de spires et la forme des extrémités (crochets ou anneaux pour un ressort de traction, extrémités rapprochées et meulées ou non pour un ressort de compression). Le sens d'enroulement complète la fiche quand deux ressorts sont emboîtés. Avec ces données, on retrouve un ressort de même raideur, ou on la calcule. Voici la méthode, pour les ressorts de rappel comme pour les gros ressorts de sécurité de charrue.
Traction, compression, torsion : de quoi parle-t-on ?
- Ressort de compression : spires écartées, il travaille en s'écrasant. Sécurités non-stop de charrue, soupapes, amortisseurs de siège, pressions de disques de semoir.
- Ressort de traction : spires jointives, il travaille en s'allongeant. Rappels de pédale et de levier, tendeurs de courroie, suspentes.
- Ressort de torsion : il travaille en rotation autour de son axe, avec deux branches. Rappels de trappes, de galets, de cliquets.
Mesurer un ressort
| Cote | Comment la mesurer | Piège à éviter |
|---|---|---|
| Diamètre du fil (d) | Au pied à coulisse, sur une spire droite | Un dixième d'erreur change beaucoup la raideur |
| Diamètre extérieur (De) | Au pied à coulisse, sur plusieurs spires | Le diamètre moyen vaut De moins d ; l'intérieur, De moins 2 d |
| Longueur libre (L0) | Ressort au repos, posé sur une surface plane | Traction : mesurer intérieur des anneaux, crochets compris |
| Nombre de spires | Compter les tours complets d'une extrémité à l'autre | Distinguer spires totales et spires utiles |
| Extrémités | Observer la forme et l'orientation | Angle entre les deux crochets d'un ressort de traction |
| Sens d'enroulement | À droite si les spires montent comme un filetage ordinaire | Deux ressorts emboîtés sont enroulés en sens contraire |
Sur un ressort de compression aux extrémités rapprochées, les deux spires d'extrémité ne travaillent pas : le nombre de spires utiles vaut environ le nombre total moins deux. Un ressort usé s'est souvent raccourci : mesurez-en un neuf ou le ressort symétrique s'il y en a un, et comparez.
Les extrémités
- Compression : extrémités rapprochées et meulées (le ressort tient debout et appuie à plat, le cas le plus courant), rapprochées non meulées, ou ouvertes.
- Traction : anneau allemand (spire relevée entière), crochet anglais, anneau décalé, crochet allongé, ou embout vissé dans les spires. L'orientation d'un anneau par rapport à l'autre (dans le même plan ou à 90°) compte pour le montage.
- Torsion : longueur et angle des branches, forme de leur extrémité.
La raideur : ce qu'elle est, comment l'estimer
La raideur (k), en N/mm, est la force qu'il faut pour comprimer ou allonger le ressort d'un millimètre. Pour un ressort hélicoïdal en acier, elle se calcule ainsi :
k = G × d⁴ ÷ (8 × Dm³ × n), avec G ≈ 80 000 N/mm² pour l'acier à ressort (un peu moins pour l'inox), d le diamètre du fil, Dm le diamètre moyen et n le nombre de spires utiles, le tout en millimètres.
Exemple : fil de 3 mm, diamètre extérieur 27 mm (donc Dm = 24 mm), 10 spires utiles : k = 80 000 × 81 ÷ (8 × 13 824 × 10) ≈ 5,9 N/mm. Comprimé de 20 mm, il pousse d'environ 117 N, soit à peu près 12 kg.
La formule montre ce qui compte : la raideur varie comme la puissance quatre du diamètre de fil et comme l'inverse du cube du diamètre de spire. Passer d'un fil de 3 mm à 3,2 mm augmente la raideur de près de 30 %. C'est pourquoi un ressort « qui ressemble » ne convient pas forcément. Pour vérifier sans calcul, chargez le ressort avec une masse connue et mesurez la variation de longueur.
Un ressort de traction à spires jointives a aussi une tension initiale : il faut une certaine force avant que les spires ne se décollent. Deux ressorts de même raideur peuvent donc tirer différemment au repos.
Les limites d'utilisation
- Un ressort de compression ne doit pas travailler à bloc (spires jointives). La longueur à bloc vaut à peu près le nombre total de spires multiplié par le diamètre du fil ; gardez une marge d'au moins 10 à 15 % de la course.
- Un ressort de traction trop allongé se déforme définitivement : il ne revient plus à sa longueur libre.
- Un ressort long et fin de compression flambe s'il n'est pas guidé par une tige ou un fourreau.
Matières et traitements
| Matière | Norme courante | Emploi |
|---|---|---|
| Fil d'acier à ressort tréfilé (« corde à piano ») | EN 10270-1 | Petits et moyens ressorts, le cas général |
| Fil inoxydable | EN 10270-3 (1.4310) | Milieu humide, engrais, produits de traitement, alimentaire |
| Acier allié trempé revenu (51CrV4, 54SiCr6…) | EN 10089 | Gros ressorts de sécurité, suspensions, dents |
Les ressorts en acier sont protégés par huilage, peinture époxy ou zingage. Un ressort zingué électrolytiquement doit avoir été dégazé après traitement, sinon l'hydrogène le fragilise : c'est une raison de préférer un ressort de fournisseur sérieux à une bobine repeinte à l'atelier.
Les ressorts du matériel agricole
- Sécurité non-stop de charrue : un ou deux gros ressorts de compression précontraints laissent le corps s'effacer sur une pierre et le ramènent en terre. Un ressort fatigué fait « lever » le corps dans les terres dures ; changez-les par jeu pour que tous les corps travaillent pareil. Voir identifier les pièces de charrue.
- Dents de herse et de vibroculteur : les dents elles-mêmes sont des ressorts ; les ressorts de rappel des dents rigides se changent quand la dent reste couchée. Voir les pièces d'usure du travail du sol.
- Tendeurs de courroie et de chaîne : un ressort de traction affaibli fait patiner la courroie ; un trop fort use les roulements.
- Rappels de pédales, leviers et trappes : petits ressorts de traction ou de torsion.
Pour une course longue à force presque constante (capot, trappe lourde), un vérin à gaz remplace souvent avantageusement un ressort.
Commander
Changez les ressorts par paire quand ils travaillent en symétrie (deux côtés d'un outil, deux ressorts de pédale), et par jeu sur une charrue. Relevez les cotes du tableau et la référence d'origine si vous l'avez. Vous trouverez les ressorts dans le rayon ressorts, les tiges, axes et fils dans matières premières, et la visserie de fixation. Pour un ressort sans référence, envoyez-nous ses cotes et une photo avec un mètre depuis la page contact.
Questions fréquentes
Comment mesurer un ressort pour le remplacer ?
Relevez au pied à coulisse le diamètre du fil et le diamètre extérieur, puis la longueur libre au repos, le nombre de spires, la forme des extrémités (crochets, anneaux, extrémités meulées) et le sens d'enroulement. Ces cotes suffisent à retrouver un ressort équivalent.
Comment calculer la raideur d'un ressort ?
Pour un ressort hélicoïdal en acier : k (N/mm) = 80 000 × d⁴ ÷ (8 × Dm³ × n), avec d le diamètre du fil, Dm le diamètre moyen et n le nombre de spires utiles en mm. Un fil de 3 mm, un diamètre moyen de 24 mm et 10 spires donnent environ 5,9 N/mm.
Un fil un peu plus gros change-t-il beaucoup la raideur ?
Oui : la raideur varie comme la puissance quatre du diamètre de fil. Passer de 3 à 3,2 mm l'augmente de près de 30 %. Un ressort qui « ressemble » ne convient donc pas forcément.
Comment démonter un ressort de sécurité de charrue ?
Avec l'outil ou la tige de compression prévus par le constructeur, jamais en desserrant d'un coup l'écrou qui le retient : ces ressorts sont précontraints à plusieurs centaines de kilos. Remplacez-les par jeu pour que tous les corps travaillent pareil.
Envoyez-nous une photo et la marque de votre machine depuis la page contact : nous identifions la pièce et nous vous répondons sous 24 h ouvrées.