Types de joints d'étanchéité (2) - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Types de joints d'étanchéité (2)

1. Procédures de découpage des joints statiques

On doit souvent démonter le couvercle du carter d'une machine ou défaire des brides sur la tuyauterie pour en changer le joint.

Habituellement, les fabricants d'appareils recommandent d'utiliser des joints prétaillés.

Mais en industrie, vous devrez quelquefois les fabriquer.

Il existe trois méthodes de découpage :

  • par impression,
  • par martelage,
  • à l'aide d'un compas.

Découpage par impression :

La figure suivante montre le joint du couvercle d'un carter.

Avant de le découper, il faut tracer la forme du joint (par exemple sur un carton huilé).

Joint du couvercle d'un carter :

Pour le traçage par impression, on applique du bleu à tracer sur la face du carter de la machine afin d'imprimer la forme du joint sur la pièce de matériel servant à fabriquer le joint.

  • Le découpage se fait à l'aide d'un couteau à joint ou d'un ciseau.
  • Les trous pour les boulons sont découpés à l'aide d'un poinçon emporte-pièce, comme le montre la figure suivante.
  • On prendra soin de placer une planche de bois dur sous le joint afin d'éviter d'endommager les lèvres du poinçon lors du découpage.

Découpage avec un poinçon emporte-pièce :

Découpage par martelage :

Le traçage et le découpage par martelage sont effectués simultanément.

  • On place le morceau de matériel servant à la fabrication du joint sur le couvercle ;
  • on découpe le diamètre intérieur en le martelant avec un marteau à panne sphérique ;
  • on découpe le diamètre extérieur du couvercle ;
  • Les trous pour les boulons sont découpés avec la panne ronde du marteau ou à l'aide d'un poinçon emporte-pièce.

Dans certains cas, on ne peut se servir de cette méthode parce que le couvercle n'est pas toujours accessible.

Découpage à l'aide d'un compas de joints statiques :

Le traçage à l'aide d'un compas n'est pas la méthode idéale pour le joint du couvercle d'un carter étant donné ses formes variées.

La figure suivante montre la forme d'un joint à brides à tracer.

Forme d'un joint à brides à tracer :

Dans le cas de la figure ci-dessus, il faut prendre une feuille de matériel à joint (figure ci-dessous) approprié et la découper en forme de carré dont le coté est supérieur au diamètre extérieur D de la bride.

Sur la feuille de matériel à joint :

  • tracez l'axe des X et l'axe des Y de manière que le centre corresponde presque au centre du carré du joint à découper ;
  • Mesurez le diamètre extérieur D et le diamètre intérieur d la bride ;
  • A l'aide d'un compas, pointez le centre et tracez les deux cercles (figure 2.16) selon le diamètre extérieur D et le diamètre intérieur d, juste un peu plus grand que celui de la bride.
L'ouverture du compas est égale au rayon du cercle à tracer. Le diamètre du cercle est égal à deux fois son rayon.

Traçage des axes et des cercles :

Pour trouver le diamètre du cercle des boulons, il faut mesurer la longueur T à laquelle on additionne le diamètre d'un des trous (figure plus haut).

Ensuite, on trace le cercle des trous, comme le montre la figure ci-dessous. Ce cercle permet d'identifier le centre des trous A et D.

Traçage du cercle des trous des boulons :

Pour repérer la position du centre des autres trous sur le cercle des boulons (figure ci-dessous), on pointe le compas sur D en utilisant DO comme rayon et on trace l'arc CE ; cela permet d'identifier le centre des trous C et E.

Ensuite, on pointe le compas sur A pour tracer l'arc BF ; cela permet d'identifier le centre des derniers trous B et F.

Une fois les quatre points BCEF trouvés :

  • on trace les trous ;
  • on procède au découpage du joint à l'aide de l'outillage cité précédemment.

Position des centres des trous B, C, E et F :

2. Pose des joints statiques

La surface sur laquelle doit être monté le joint doit présenter une finition susceptible :

  • de garantir une bonne étanchéité ;
  • et de prévenir les phénomènes d'extrusion ou d'usure.

Cette surface doit présenter :

  • une planéité parfaite;
  • une rugosité de l'ordre de 0.8 µm sans rayures radiales.

Le couple de serrage des vis sera suffisant pour empêcher tout décollement.

3. Joints dynamiques

Un joint d'étanchéité entre deux éléments est dynamique lorsque l'un des éléments est mobile par rapport à l'autre.

Le mouvement mobile peut être :

- linéaire,

- en rotation (garniture à l'huile) ,

- continu ou alternatif (joint d'un piston).

Vous allez maintenant faire l'étude des principaux joints dynamiques :

  • les garnitures presse-étoupe,
  • les garnitures à l'huile,
  • les joints hydrauliques et pneumatiques;
  • les garnitures mécaniques.

De plus, vous remplacerez une garniture presse-étoupe au cours d'un exercice pratique.

Garniture presse-étoupe :


Le premier joint dynamique, qui est encore utilisé dans l'industrie, est la garniture presse-étoupe.

La figure suivante montre un exemple d'une garniture presse-étoupe.

  • L'étanchéité y est assurée en pressant la fibre végétale (étoupe) enduite de graisse graphitée contre la partie mobile.

En industrie, on retrouve ce type de garniture dans les valves à vanne et les pompes centrifuges.

  • Le principal défaut de ce type de joint provient de l'assèchement de la fibre.

Garniture presse-étoupe :

 

Garnitures à l'huile :

Les garnitures à l'huile sont des joints dynamiques utilisés dans le cas des mouvements en rotation.

Elles sont généralement constituées d'une cage métallique sur laquelle l'élément de scellement est moulé.

La figure suivante montre plusieurs combinaisons de cages et de lèvres.

  • La lèvre, qui est un élastomère moulé, est l'élément de scellement.
  • Elle dispose d'une certaine élasticité qui permet de compenser des petites irrégularités de mouvement.
  • Certaines garnitures à l'huile sont munies d'un ressort de tension entourant l'élément de scellement, ce qui assure une meilleure étanchéité.

Ce type de garniture peut également être utilisé pour d'autres liquides.

 

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