Le joint d'huile à squelette est un exemple typique de joint d'huile, et le terme générique « joint d'huile » désigne ce type de joint. Son rôle est d'isoler les pièces de la transmission nécessitant une lubrification de l'environnement extérieur, afin d'éviter les fuites de lubrifiant. Le squelette, comparable à une armature interne, renforce le joint et lui permet de conserver sa forme et sa tension. Selon sa structure, on distingue les joints à squelette à simple lèvre et à double lèvre. La lèvre secondaire du joint à double lèvre assure l'étanchéité à la poussière et aux impuretés, empêchant ainsi leur pénétration dans le mécanisme. On distingue également, selon le type de squelette, les joints à squelette interne, externe et assemblés. Enfin, selon leur mode de fonctionnement, on distingue les joints à squelette rotatif et les joints à squelette à rotation continue. Ces joints sont utilisés sur les vilebrequins de moteurs essence et diesel, les boîtes de vitesses, les différentiels, les amortisseurs, les moteurs, les essieux et d'autres pièces.
La structure d'un joint d'huile à squelette comprend trois parties : le corps du joint, le squelette renforcé et le ressort spiral autobloquant. Le corps du joint est divisé en quatre parties : fond, zone centrale, bord et lèvre d'étanchéité. Généralement, le diamètre intérieur du joint à squelette, à l'état libre, est inférieur à celui de l'arbre, ce qui crée un certain jeu. Ainsi, une fois le joint installé sur son logement et sur l'arbre, la pression exercée par le bord du joint et la force de contraction du ressort spiral autobloquant génèrent une force de serrage radiale sur l'arbre. Après une période de fonctionnement, cette pression diminue rapidement, voire disparaît. Le ressort compense ainsi la force de serrage du joint à tout moment.
Principe d'étanchéité : Grâce à un film d'huile formé par le bord du joint d'étanchéité entre celui-ci et l'arbre, ce film d'huile présente des propriétés de lubrification fluide. Sous l'effet de la tension superficielle du liquide, la rigidité du film d'huile crée une surface de contact en forme de croissant entre le film et l'air, empêchant ainsi les fuites du fluide de travail et assurant l'étanchéité de l'arbre rotatif. L'efficacité du joint d'huile dépend de l'épaisseur du film d'huile. Une épaisseur excessive entraîne des fuites ; une épaisseur insuffisante peut provoquer un frottement à sec, causant l'usure du joint et de l'arbre ; l'absence de film d'huile entre la lèvre du joint et l'arbre favorise la formation de chaleur et l'usure.
Par conséquent, lors de l'installation, il est impératif d'appliquer de l'huile sur la bague d'étanchéité tout en veillant à ce que le joint d'huile soit perpendiculaire à l'axe de l'arbre. Dans le cas contraire, la lèvre du joint d'huile risque de drainer le lubrifiant de l'arbre, ce qui entraînera une usure excessive de cette lèvre. En fonctionnement, le lubrifiant contenu dans le joint s'écoule légèrement afin d'obtenir un film d'huile optimal sur la surface d'étanchéité.
Le rôle du joint d'huile à squelette est généralement d'isoler les parties lubrifiées des composants de la transmission des parties externes afin d'éviter les fuites de lubrifiant. Il est couramment utilisé pour les arbres rotatifs, sous la forme d'un joint à lèvres. Le squelette, comparable à une armature interne, renforce le joint et lui permet de conserver sa forme et sa tension. Selon le type de squelette, on distingue les joints à squelette interne, externe et ceux présentant un squelette apparent (interne et externe). Fabriqués en caoutchouc nitrile de haute qualité et en acier, les joints d'huile à squelette offrent une grande stabilité et une longue durée de vie. Ils sont largement utilisés dans les automobiles et les motos, notamment au niveau des vilebrequins, des arbres à cames, des différentiels, des amortisseurs, des moteurs, des essieux et des roues avant et arrière.
1. Empêcher la boue, la poussière, l'humidité, etc. de pénétrer dans les roulements de l'extérieur.
2. Limiter les fuites d'huile de lubrification du palier. Les exigences relatives au joint d'huile sont les suivantes : ses dimensions (diamètre intérieur, diamètre extérieur et épaisseur) doivent être conformes à la réglementation ; il doit présenter une élasticité adéquate pour assurer un bon maintien de l'arbre et une étanchéité optimale ; il doit être résistant à la chaleur et à l'usure, avoir une bonne résistance mécanique, une bonne résistance aux fluides (huile, eau, etc.) et une longue durée de vie.
Pour utiliser correctement les joints d'étanchéité, il convient de tenir compte des points suivants.
(1) Vitesse de l'arbre En raison de la conception et de la structure, un joint d'huile à haute vitesse doit être utilisé pour un arbre à haute vitesse et un joint d'huile à basse vitesse pour un arbre à basse vitesse, et un joint d'huile à basse vitesse ne peut pas être utilisé sur un arbre à haute vitesse et vice versa.
(2) En cas de température ambiante élevée, il convient de choisir un caoutchouc en ester de polypropylène ou en silicone fluoré. Il est également recommandé de réduire la température de l'huile dans le réservoir. Si la température d'utilisation est trop basse, il est préférable d'utiliser un caoutchouc résistant au froid.
(3) Pression : Les joints d’huile classiques ont une faible résistance à la pression et se déforment sous une pression excessive. En cas de pression excessive, il convient d’utiliser une bague de support résistante à la pression ou un joint d’huile renforcé résistant à la pression.
(4) Degré d'excentricité lors de l'installation : Si l'excentricité entre le joint d'huile et l'arbre est trop importante, l'étanchéité sera compromise, notamment à haute vitesse de rotation de l'arbre. Dans ce cas, un joint d'huile de section en « W » peut être utilisé.
(5) La finition de surface de l'arbre affecte directement la durée de vie du joint d'huile, c'est-à-dire que si la finition de l'arbre est élevée, la durée de vie du joint d'huile sera longue.
(6) Veillez à mettre une certaine quantité de lubrifiant sur la lèvre du joint d'huile.
(7) Veillez particulièrement à empêcher la poussière de pénétrer dans le joint d'huile. Attention :
Prudence:
1. Choisissez un nombre fixe de joints d'huile.
2. De la collecte des joints d'huile à l'assemblage, il faut veiller à la propreté.
3. Avant le montage, inspectez soigneusement le joint d'huile et vérifiez que les dimensions de chaque partie du joint correspondent à celles de l'arbre et de la cavité. Avant d'installer le joint, comparez clairement le diamètre de l'arbre au diamètre intérieur du joint. Le diamètre de la cavité doit correspondre à la largeur du diamètre extérieur du joint. Vérifiez que la lèvre du joint n'est ni endommagée ni déformée et que le ressort est bien en place et non rouillé. Évitez que le joint ne soit aplati pendant le transport et qu'il ne subisse des contraintes extérieures telles que l'extrusion ou les chocs, ce qui pourrait altérer sa circularité.
4. Avant l'assemblage, effectuez une inspection minutieuse des pièces usinées. Vérifiez que les dimensions des cavités et des pièces d'arbre sont correctes, en particulier celles du chanfrein intérieur. Ce dernier ne doit présenter aucune inclinaison. Les faces d'extrémité de l'arbre et de la cavité doivent être lisses et exemptes de dommages et de bavures. Nettoyez les pièces à assembler. La zone de chargement (chanfrein) de l'arbre ne doit présenter aucune bavure, sable, copeaux de fer ni autres débris, car cela pourrait endommager la lèvre du joint d'huile. Il est recommandé d'utiliser un angle de 1/2 pouce pour le chanfreinage.
5. Lors de la manipulation, vous pouvez vérifier au toucher si la surface est lisse et bien ronde.
6. Ne déchirez pas le papier d'emballage trop tôt avant d'installer le joint d'huile squelette afin d'éviter que des débris ne se fixent à la surface du joint d'huile et ne l'introduisent dans le travail.
7. Avant l'installation, le joint d'huile squelette doit être enduit d'ester de lithium additionné d'une quantité appropriée de disulfure de molybdène entre les lèvres afin d'éviter le frottement à sec des lèvres lors du démarrage et d'assurer un remplissage optimal. L'assemblage doit être effectué dès que possible. Si le joint d'huile n'est pas installé immédiatement, il est recommandé de recouvrir son logement d'un chiffon pour éviter toute contamination. Les mains et les outils utilisés pour l'application de la graisse au lithium doivent être propres.
8. Le joint d'étanchéité squelette doit être installé à plat, sans inclinaison. Il est recommandé d'utiliser un outil de pression d'huile ou une douille de serrage pour l'installation. La pression ne doit pas être excessive et la vitesse d'installation doit être lente et régulière.
9. Pour la machine sur laquelle le joint d'huile squelette est installé, marquez-la pour faciliter le suivi et soyez attentif à l'ensemble du processus.
Date de publication : 14 mai 2023