CONSIDERATIONS RELATIVES AU CHOIX DU JOINT D’HUILE RADIAL : CE QUE VOUS DEVEZ SAVOIR



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Publié par Seals-Shop GmbH le 21.11.2018

La fonction des joints consiste à éviter ou prévenir les fuites entre deux pièces. Choisir le bon joint requiert une bonne prise en compte de l’application et de bonnes connaissances techniques. Le choix indique que l’acheteur comprend les effets potentiels de l’environnement sur le joint et comprend le fonctionnement de la machine ou de l’équipement sur lequel il va être monté.

Choisir le bon joint d’huile radial pour toute application quelle qu’elle soit dépend des conditions d’utilisation et des dimensions physiques du joint. Voici les quatre choses indispensables à savoir pour choisir le bon joint.

La température

La température d’utilisation du joint est le facteur principal à prendre en compte pour choisir le matériau du joint d’huile radial. Il existe généralement une plage de températures indiquée optimale à l’usure particulière du joint rotatif. Par exemple, la plage peut s’étendre de 4 à 49° C. Si l’environnement de service est trop froid, le joint peut devenir friable. À l’inverse, à hautes températures, la matière du joint peut présenter une élasticité croissante. Une température élevée peut donc accélérer le vieillissement du caoutchouc. Lorsque des fissures axiales sont visibles sur le bord du joint, cela signifie que ce dernier a été exposé à des températures excessives, clairement en dehors de la plage recommandée. Une augmentation de la température ambiante de 10° C peut diminuer de moitié la durée de vie théorique du caoutchouc.

Mais il n’y a pas que la température d’utilisation qui puisse endommager les joints. Les températures peuvent diverger de part :

Joints d'huile radiaux TSS type TRA et Stefa type CB
Illustration 1 : Joints d’huile radiaux TSS type TRA et Stefa type CB. Source : Seals-Shop GmbH

  • La rotation à grande vitesse générant un excès de chaleur
  • La lubrification insuffisante et/ou des propriétés thermiques du lubrifiant
  • La vélocité circonférentielle
  • La pression appliquée

La position ou la taille

La taille est un élément clé pour le choix du bon joint d’huile radial. Il est indispensable de mesurer précisément l’endroit où le joint va être placé, de sorte qu’il soit parfaitement ajusté. C’est une tâche délicate parce que si votre joint rotatif ne correspond pas, il ne sera pas efficace et une fuite ou une contamination est assurée.

La taille du joint est définie par le diamètre de l’orifice de l’endroit où le joint sera placé, les diamètres intérieur et extérieur du joint (ID et OD) et la largeur du joint, ou bien la largeur totale du joint incluant les colliers intérieur et extérieur.

  • L’alésage représente le diamètre de l’orifice dans lequel le joint d’huile radial sera placé.
  • Diamètre extérieur du joint : Les mesures doivent être prises à trois endroits espacés de manière égale tout autour du joint. La moyenne de ces mesures peut être utilisée comme diamètre extérieur.
  • L’épaisseur du joint est la mesure de la hauteur du joint lorsqu’il est posé sur une surface plane, incluant les colliers intérieur et extérieur.
  • Identification de l’arbre : le diamètre intérieur d’un joint d’huile radial peut varier, de sorte que le diamètre de l’arbre est utilisé comme dimension intérieure. Si vous ne connaissez pas le diamètre réel de l’arbre, vous pouvez l’estimer en mesurant les dimensions intérieures du joint.

Dessin technique d'un joint d'huile radial
Illustration 2 : Dessin technique d'un joint d’huile radial. Source : Seals-Shop GmbH

La pression

Quand la pression augmente, la charge radiale et la friction de la lèvre du joint augmentent en entrant en contact avec l’arbre. Tout comme la température, il est indispensable de prendre en compte la pression recommandée pour garantir une performance absolue de chaque joint d’huile radial. Une pression excessive provoque l’usure des joints et raccourcit leur durée de vie.

Lorsqu’un joint subit une pression trop élevée, le la rapidité périphérique ne peut pas être maintenue et doit être réduite en fonction de la pression. À hautes pressions, les fuites entre la périphérie du joint et son emplacement peuvent être évitées en utilisant des boitiers recouverts de caoutchouc. Lorsqu’un joint d’huile radial est sous pression, le risque de mouvement axial dans le trou d’emplacement subsiste, pouvant être prévenu en plaçant le joint contre une épaulement avec une bague entretoise.

La vitesse

La vitesse opérationnelle d’un joint d’huile radial dépend des conditions telles que la pression, la température, le lubrifiant ou liquide utilisé, la finition de l’arbre et l’aspect du joint. La lubrification entre la lèvre du joint et une surface mobile réduit les frictions et les endommagements du joint. L’épaisseur du film lubrifiant établit le niveau de friction. Au début, lorsque la vitesse augmente, la friction diminue et le lubrifiant est réparti. Même à une vitesse élevée, les forces de friction augmentent, ce qui cause l’usure.

Les différents types de joints permettent une variété de vitesses périphériques maximales. Les vitesses périphériques plus élevées sont davantage adaptées aux diamètres d’arbre plus grandes, car la surface de la section transversale augmente proportionnellement au carré du diamètre, augmentant ainsi la capacité de dissipation de la chaleur.

Alors que les vitesses élevées affectent la performance et la durée de vie des joints, les vitesses inférieures et supérieures à la plage recommandée provoquent de plus grandes frictions, endommageant ainsi le matériau du joint.

Les causes courantes de rupture

Bien que tous les joints finissent par s'user, les causes les plus courantes de défaillance rapide sont les suivantes :

  1. Le montage : endommagé par la mauvaise manipulation, les mesures incorrectes, etc.
  2. La face du joint s’ouvre pendant l’opération, ce qui permet aux particules de pénétrer et d’entraver la fixation du joint
  3. Mauvais choix de joint d’huile radial
  4. Mauvaise conception
  5. Contrôles environnementaux inadéquats

La composition chimique des composants d'étanchéité, la résistance à la corrosion, les effets de la compression, les attaques chimiques, le choix des matériaux et les conditions ambiantes changeantes pendant l'utilisation ne sont pas souvent pris en compte.

Joints rotatifs
Illustration 3 : Différents joints rotatifs. Source : Seals-Shop GmbH

Récapitulatif

Aujourd’hui, il existe des outils interactifs tels que le calculateur de tolérances et de dimensions qui vous permet de définir les déviations des  limites inférieures et supérieures et les interférences maximales et minimales basées sur les catégories de tolérance sélectionnées pour l’alésage et le joint d’arbre.

Les informations fournies dans cet article indiquent les critères de sélection de base. De plus, en cas de défaillance d’un joint d’huile radial, examinez les causes de celle-ci. Le joint est-il cassant ou trop élastique ? La cause est-elle la température ? Des particules s’infiltrent-elles dans le joint ? Vérifiez l’ouverture de surface du joint.

Trouver le meilleur joint pour votre application ne requiert aucun exercice surnaturel. Pour le meilleur joint, commencez ici.

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