Un joint torique est un joint mécanique circulaire utilisé pour créer une étanchéité entre deux composants. Le joint torique s’insère dans une rainure et est comprimé lors de l’assemblage entre deux ou plusieurs pièces, créant ainsi une étanchéité fiable à l’interface. Les joints toriques sont couramment utilisés dans les conceptions mécaniques parce qu’ils sont faciles à fabriquer, peu coûteux et que leurs exigences d’assemblage sont généralement simples.
Qu’est-ce qu’un joint torique ?
Les joints toriques sont des boucles élastiques circulaires qui servent de joints dans les applications fixes et mobiles. Sa fonction principale est de fournir un mécanisme d’étanchéité entre des structures telles que des tuyaux, des tubes, des pistons et des cylindres. En fonction de l’utilisation prévue, les joints toriques sont composés de différents matériaux et sont très flexibles.
Les joints toriques sont utilisés dans une grande variété d’applications domestiques et industrielles, allant des systèmes hydrauliques et pneumatiques aux moteurs automobiles et aux composants aérospatiaux. Leur élasticité leur permet de conserver leur forme et leurs propriétés d’étanchéité au fil du temps, même après des compressions et décompressions répétées.
Comment ils fonctionnent
Un joint torique se compose d’un joint torique et d’un presse-étoupe, dans lequel le joint torique s’insère. Le presse-étoupe est généralement une rainure ou un canal creusé dans un composant métallique ou plastique, tel qu’un cylindre ou un corps de vanne, où le joint torique est placé et comprimé entre deux surfaces en contact. Le presse-étoupe garantit que le joint torique est correctement placé et étanche afin d’éviter les fuites de fluides ou de gaz.
- Lorsqu’il est comprimé entre les deux surfaces en contact, le matériau du joint torique se déforme et remplit les espaces ou les imperfections. Cela crée une barrière qui résiste aux fuites de fluide, même à des pressions extrêmement élevées ou basses.
- Les matériaux dont sont faits les joints toriques (élastomères) sont naturellement élastiques et reprennent leur forme initiale. Par conséquent, lorsque la pression cesse, ils reviennent à leur position initiale, maintenant l’étanchéité et étant prêts pour le cycle suivant.
Avantages
Les joints toriques présentent plusieurs avantages par rapport à d’autres méthodes d’étanchéité, notamment leur capacité à créer un joint fiable et sans fuite dans un grand nombre d’applications. Voici quelques-uns de ces avantages :
- Etanchéité dans une large gamme de pressions, de tolérances et de températures
- Facile à utiliser
- Ne pas endommager la structure de l’appareil pendant ou après l’assemblage
- Majoritairement réutilisable
- Léger et compact
- La défaillance du joint torique prend du temps à se produire et peut être facilement identifiée.
- Économique
Dans un environnement industriel, l’usure d’un joint torique peut avoir un impact significatif sur la productivité. Il est donc recommandé d’assurer un approvisionnement suffisant en joints toriques de rechange dans les tailles appropriées, ce qui permet le remplacement immédiat d’un joint torique usé. Les joints toriques sont généralement classés en fonction de leur fonction et des matériaux utilisés pour les fabriquer.
Anneaux statiques et dynamiques
Joint torique statique
Un joint torique statique crée un joint fiable et étanche entre deux parties fixes, telles qu’un tuyau et un raccord. À cette fin, une rainure est creusée dans la surface plane et un joint torique de taille et de dimension appropriées y est inséré. Le joint torique est ensuite comprimé par une deuxième surface plane (la surface qui appuie sur le joint torique). Une fois la connexion établie, l’application reste statique et le joint torique reste immobile.
Anneau dynamique
Un joint torique dynamique crée une étanchéité entre deux surfaces en mouvement relatif ou en mouvement l’une contre l’autre. Ces joints toriques sont généralement utilisés dans des applications avec mouvement ou rotation, telles que les moteurs, les systèmes hydrauliques et pneumatiques et d’autres dispositifs mécaniques. Contrairement aux applications statiques, les applications dynamiques entraînent une usure plus rapide des joints toriques en mouvement constant. Il est donc essentiel de lubrifier régulièrement les joints toriques dynamiques pour garantir leur longévité et leur efficacité. Par rapport aux joints toriques statiques, les matériaux des joints toriques dynamiques doivent être.. :
- Plus fort
- Plus résistants
- Plus résistant au frottement et à l’abrasion
Les joints toriques dynamiques sont couramment utilisés pour créer des joints alternatifs ou rotatifs.
- Joint à mouvement alternatif : Un joint à mouvement alternatif est utilisé dans les applications à mouvement alternatif, telles que les pistons ou les cylindres. Les joints alternatifs sont conçus pour maintenir l’étanchéité entre deux surfaces se déplaçant dans des directions opposées, tout en résistant au frottement et à l’usure résultant de ce mouvement.
- Joint rotatif : Un joint rotatif assure l’étanchéité entre deux surfaces qui tournent l’une contre l’autre, comme dans un arbre ou un palier. Les raccords tournants sont conçus pour éviter les fuites de fluide tout en résistant au frottement et à l’usure résultant de la rotation.
Matériaux des joints toriques
Les joints toriques sont souvent utilisés dans des applications à haute pression où la pression déforme le joint torique à l’intérieur de la gorge, ce qui entraîne une contrainte mécanique uniforme sur la surface. Le maintien d’un gradient de pression inférieur à la tension nominale du joint torique est crucial pour éviter les fuites ou les infiltrations. Toutefois, dans certains cas, des défaillances mécaniques peuvent entraîner l’extrusion et la destruction du joint torique. Pour éviter cela, il est nécessaire de sélectionner le bon matériau pour chaque application. Ces matériaux comprennent une gamme de composés de caoutchouc, de silicone et de polymères. La sélection des matériaux pour la fabrication des joints toriques est basée sur leur capacité à présenter des caractéristiques spécifiques telles que l’élasticité et la résistance, qui sont cruciales en raison des environnements critiques et exigeants dans lesquels les joints toriques sont souvent utilisés.
FKM. Viton
- Bonne résistance chimique, propriétés mécaniques et résistance à la déformation par compression
- Conçu pour fonctionner entre -10 °C et 120 °C (-14 – 248 °F)
- Bonne résistance aux huiles et solvants tels que les hydrocarbures aliphatiques, aromatiques et halogénés, les acides, les huiles animales et végétales ; ne résiste pas au méthanol.
- Faible résistance à l’eau chaude et à la vapeur, car le FKM gonfle à haute température
- Ne convient pas aux solvants polaires, à certains esters et éthers, et aux liquides de frein à base de glycol.
Plus d’informations sur Viton
EPDMPolyéthylène propylène diène monomère caoutchouc(polymère)
- Convient pour l’eau, la vapeur, les cétones, les alcools, les liquides de frein, les acides et les alcalis à faible concentration.
- Très bonne résistance aux intempéries et à l’ozone
- Mauvaise résistance aux huiles, graisses et solvants et inadaptée aux hydrocarbures aromatiques
NBR (caoutchouc nitrile-butadiène)
- Également connu sous le nom d’acrylonitrile butadiène ou Buna-N
- Bonne résistance à la compression, à la déchirure et à l’usure
- Compatible avec les produits pétroliers, les solvants et l’alcool
- sensible aux intempéries, résistance modérée aux températures, ne convient pas pour les liquides de frein et les solvants polaires
PTFE (téflon ou polytétrafluoroéthylène)
- Résistance chimique exceptionnelle
- Conçu pour fonctionner entre -20 °C et 180 °C (-4 – 356 °F)
- Les anneaux en PTFE sont naturellement blancs et peuvent résister à une large gamme de substances telles que les produits chimiques, les acides, les huiles et la vapeur.
- Le PTFE présente une ténacité et une résistance à l’abrasion élevées, mais il ne peut pas être facilement comprimé, ce qui peut nuire à l’efficacité de l’étanchéité.
Silicone
- Résistant aux effets néfastes des huiles, des produits chimiques, de la chaleur, de l’ozone et des solvants
- Flexible même à basse température
- Il fonctionne dans une plage de températures allant de -60 °C à 225 °C (-76 – 437 °F), tandis que des types spécifiquement conçus peuvent supporter des températures allant de -100 °C à 300 °C (-148 – 572 °F).
Sélection d’un joint torique
Voici un guide étape par étape sur la manière de sélectionner un joint torique pour une application particulière.
- Déterminer le matériau du joint torique: déterminer le matériau du joint torique en fonction des exigences de l’application, telles que la température, la pression et le fluide. Il peut être difficile d’obtenir un joint torique de remplacement si le matériau du joint torique existant n’est pas connu. Utilisez un test d’indicateur de caoutchouc pour déterminer le matériau.
- Mesurer la taille du joint torique: les joints toriques sont généralement spécifiés par leur diamètre intérieur, leur diamètre extérieur et la largeur de leur section transversale. Il arrive que les joints toriques de taille standard ne soient pas adaptés aux exigences spécifiques des systèmes existants ; dans ce cas, il convient d’utiliser des joints toriques sur mesure. Lisez notre article sur les tailles de joints toriques pour plus d’informations.
- Déterminer la dureté: la dureté du joint torique détermine sa capacité à résister à l’extrusion et à la déformation. La dureté est mesurée en duromètres et peut varier de 30 à 90. Par exemple, un joint torique d’une dureté de 60 est plus souple qu’un joint torique d’une dureté de 70, tandis qu’un joint torique d’une dureté de 90 est plus dur qu’un joint torique d’une dureté de 70.
- Normes internationales: les joints toriques sont fabriqués conformément à diverses normes internationales, telles que ISO, DIN et JIS. Ces normes garantissent que les joints toriques ont des dimensions, des tolérances et des propriétés matérielles uniformes, ce qui les rend interchangeables et compatibles avec différentes applications. Les normes ISO 3601, DIN 3771 et JIS-B2401 sont des exemples de ces normes spécifiques pour les joints toriques.
- Cas particuliers: Il existe plusieurs types de joints toriques conçus pour des connexions ou des applications spécifiques. Par exemple, les joints
Applications
La polyvalence et la fiabilité des joints toriques en font un composant essentiel dans de nombreuses industries et applications. Voici quelques exemples :
- Aérospatiale et aviation: moteurs d’avion, systèmes hydrauliques et autres composants critiques.
- Dispositifs médicaux: équipements médicaux tels que seringues, pompes et valves.
- Plomberie: tuyaux, robinets, vannes et autres éléments de plomberie pour éviter les fuites.
- Hydraulique et pneumatique: étanchéité des pièces mobiles telles que les cylindres, les actionneurs et les pistons.
- Transformation des aliments et des boissons: équipements de transformation pour prévenir la contamination et garantir l’hygiène
- Électronique: composants électroniques tels que les connecteurs et les commutateurs pour empêcher la pénétration de l’humidité et de la poussière.
- Applications domestiques courantes: portes, fenêtres et conteneurs pour prévenir les fuites et maintenir des joints étanches à l’air ou à l’eau.
Si vous souhaitez en savoir plus sur les joints toriques et l’étanchéité, consultez ce cours en ligne de Trelleborg Sealing Solutions, le premier fabricant mondial de joints toriques.
