13 questions courantes concernant les joints d'arbre rotatifs

Les joints d'arbre rotatifs peuvent être trouvés dans pratiquement toutes les facettes de la vie quotidienne : appareils électroménagers, voitures et camions et dans tous les secteurs. Bien que souvent traitées comme un produit de base, leur défaillance peut entraîner des temps d'arrêt coûteux et une perte de productivité. Malgré leur utilisation dans d’innombrables applications, beaucoup se posent encore des questions fondamentales sur la manière de les utiliser. Voici quelques questions fréquemment posées.

Une plaque de recouvrement est un morceau de métal (ou un autre matériau dur) installé après que le joint d'étanchéité a été placé dans l'alésage du boîtier. La plaque de recouvrement pousse sur la face arrière du joint d'huile et le comprime dans le boîtier. Les joints fendus entièrement en caoutchouc nécessitent des plaques de recouvrement car ce style n'a pas de renfort extérieur pour aider à retenir le joint, il a donc besoin d'une compression à l'intérieur du boîtier pour garantir la meilleure capacité d'étanchéité possible.

Un joint à lèvre unique est unidirectionnel et ne scelle que dans une seule direction. La lèvre d'étanchéité principale doit toujours être tournée vers ou pointée vers le support à sceller. Le fluide à sceller est généralement une lubrification à la graisse ou à l'huile, mais il peut également s'agir d'un fluide chimique qui doit rester à l'intérieur d'un réservoir. Si le joint doit fonctionner comme une exclusion et empêcher la contamination d’entrer, il doit être tourné vers le contaminant, qui pourrait être de la saleté et de la poussière ou un lavage chimique. Parfois, les joints comportent soit une lèvre secondaire, soit deux lèvres opposées pour éloigner la saleté ou la contamination du système de roulement et/ou du support à sceller.

Une sélection appropriée des matériaux est essentielle pour de bonnes performances d’étanchéité. L’un des facteurs qui déterminent la sélection des élastomères est la température d’application. Un caoutchouc couramment utilisé dans de nombreuses applications d'étanchéité dans des conditions de fonctionnement douces est le nitrile (NBR), qui est généralement conçu pour une utilisation jusqu'à 200 F (continu). Les nitriles offrent un faible coût et une bonne résistance à l'usure, mais durciront et/ou se fissureront s'ils sont utilisés à des températures d'application élevées. À des températures supérieures à 200 F, certains choisissent le nitrile carboxylé ou hydrogéné (HNBR), qui sont généralement conçus pour une utilisation jusqu'à 300 F (continu). Un autre type d'élastomère utilisé à des températures plus élevées serait un fluoroélastomère (FKM), conçu pour une utilisation jusqu'à 400 F (continu). Cependant, en échange d’une capacité à températures plus élevées, le coût de ces matériaux sera plus élevé que celui du nitrile standard.

Outre les considérations de température, certaines applications contiennent des fluides chimiques qui peuvent nécessiter un matériau plus compatible comme le fluoroélastomère (FKM) ou même le polytétrafluoroéthylène (PTFE), qui peut être imperméable à de nombreux produits chimiques. Il est important de noter que le matériau des lèvres en PTFE est plus proche d’un plastique que d’un élastomère et aura des considérations d’application différentes.

L'industrie agroalimentaire exige souvent des sceaux conformes à la FDA. Cela signifie que les matériaux des lèvres et du boîtier doivent répondre aux normes sanitaires de la FDA. Certains matériaux pour lèvres disponibles qui sont conformes à la FDA incluent le silicone FDA, le Viton FDA et certaines formulations de PTFE, pour n'en nommer que quelques-uns. Si le sceau a un boîtier métallique, la conformité FDA nécessite l'utilisation de 316SS. De plus, une grande partie des équipements utilisés dans les applications agroalimentaires doivent être nettoyés ou cuits à la vapeur lors de leur utilisation. Les joints doivent résister aux produits chimiques de nettoyage et aux températures élevées associées à ces processus.

Selon l'application, certaines applications exposées à des produits chimiques peuvent nécessiter un joint à lèvre en PTFE, qui sera compatible avec la plus large gamme de produits chimiques. De plus, certaines conceptions de joints à lèvres en PTFE peuvent résister à des pressions élevées et à des conditions de fonctionnement à sec, ce que les joints en élastomère standard ne peuvent pas résister. Les joints PTFE peuvent être trouvés avec ou sans boîtier métallique et peuvent être installés dans la même rainure qu'un joint d'huile traditionnel.

Les joints avec un boîtier métallique présentent généralement le plus d'interférences OD ou la capacité de rester à l'intérieur du boîtier. Le compromis de cet ajustement extrêmement serré est que des dommages au boîtier peuvent survenir lors de l'installation d'un joint métallique. Certains utilisateurs préfèrent un joint extérieur en caoutchouc car il ne rayera ni n'endommagera le boîtier pendant le processus d'installation. Le passage à un joint extérieur en caoutchouc pourrait également permettre de mieux sceller statiquement les dommages antérieurs au boîtier causés par un joint à boîtier métallique. Une autre considération est que les boîtiers métalliques en acier standard peuvent s'oxyder ou rouiller avec le temps. Cela ne poserait pas de problème avec un joint extérieur en caoutchouc entièrement en caoutchouc ou encapsulé dans du métal.