Les joints toriques sont les joints les plus populaires utilisés dans les composants hydrauliques et pneumatiques et les dispositifs du système, et sont largement utilisés dans diverses occasions d'étanchéité.
Les joints toriques peuvent être utilisés comme éléments d'étanchéité ainsi que comme éléments d'application de force pour les joints coulissants hydrauliques et les anneaux anti-poussière. Sous des températures, des pressions et différents fluides liquides et gazeux spécifiés, ces produits peuvent agir comme des joints dans un état statique ou en mouvement. On peut dire que dans le domaine industriel, qu'il s'agisse d'un joint unique pour la réparation et la maintenance, ou dans des applications telles que l'aérospatiale, l'industrie automobile et l'industrie en général, les joints toriques sont presque partout.
Caractéristiques et applications du produit :
Les joints toriques présentent de nombreux avantages :
(1) Convient à une variété de formes d’étanchéité, y compris l’étanchéité statique et l’étanchéité dynamique.
(2) Convient à une variété de modes de mouvement, tels que le mouvement de rotation, le mouvement alternatif axial ou le mouvement combiné.
(3) Convient à une variété de différents supports d'étanchéité, notamment le pétrole, l'eau, le gaz, les produits chimiques ou d'autres supports mixtes ;
(4) La structure en coupe transversale est extrêmement simple et présente un effet d'auto-étanchéité, des performances d'étanchéité fiables, une structure compacte et un assemblage et un démontage faciles ;
(5) Il existe de nombreux types de matériaux ;
(6) Faible coût ;
(7) La résistance au frottement dynamique est relativement faible.
La liste des normes de joints toriques est présentée dans le tableau ci-dessous :
| Tableau 1-1 Liste des normes de joints toriques | |||||||
| Standard | Diamètre de section du joint torique d2 |
 |
|||||
| Norme américaine AS 568 Norme britannique BS 1516 |
1.7 8 |
2.62 | 3.53 | 5.33 | 6.99 | - | |
| Norme japonaise JIS B 2401 | 1.9 | 2.4 | 3.1 | 3.5 | 5.7 | 8.4 | |
| Norme internationale IS0 3601/1 Norme allemande DIN 3771/1 Norme chinoise GB 3452.1 | 1.8 | 2.65 | 3.55 | 5.30 | 7.00 | - | |
| Norme chinoise GB1235 | 1.9 | 2.4 | 3.1 | 3.5 | 5.7 | 8.6 | |
| Tailles métriques préférées | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | |
| 4.0 | 4.5 | 5.0 | 5.5 | 6.0 | 7.0 | ||
| 8.0 | 10.0 | 12.0 | - | - | - | ||
| Norme américaine AS 568 (Série 900) |
1.0 2 |
1.42 | 1.63 | 1.83 | 1.98 | 2.08 | |
|
2.2 1 |
2.46 | 2.95 | 3.00 | - | - | ||
Mécanisme d'étanchéité
Le joint torique est un élément d'étanchéité bidirectionnel automatique. Lors de l'installation, sa précompression radiale et axiale détermine la capacité d'étanchéité initiale du joint torique lui-même, qui augmente avec l'augmentation de la pression du système.
(1) État non compressé
(2) État comprimé sans pression
(3) Pression
Paramètres de performances
Tableau 1-2 Paramètres de performances du joint torique
| Standard | Joint statique | Joint dynamique |
| Pression de travail | Sans bague de retenue, le maximum peut atteindre 20MPa ; Avec bague de retenue, le maximum peut atteindre 40MPa : Avec bague de retenue spéciale, le maximum peut atteindre 200MPa | Sans bague de retenue, la pression maximale peut atteindre 5MPa ; avec bague de retenue, pression plus élevée |
| Vitesse | Alternatif 0,5 m/s max, rotation 2 m/s max | |
| Température | Occasions générales : -30~+110, occasions spéciales : -60~+250, occasions tournantes : -30~+80 | |
| Moyen | Voir (Tableau des propriétés des matériaux) | |
Sélection du joint torique
1. Milieu de travail et conditions de travail
Lors de la sélection du matériau du joint torique, la compatibilité avec le fluide de travail doit être prise en compte en premier, et les conditions de travail telles que la pression, la température, le temps de travail continu et le cycle de fonctionnement de la pièce d'étanchéité doivent également être prises en compte. S'il est utilisé dans une situation de rotation, l'augmentation de température provoquée par la chaleur de friction doit être prise en compte. Différents matériaux d'étanchéité ont des propriétés physiques et chimiques différentes, veuillez vous référer au « Tableau des propriétés des matériaux » pour plus de détails.
2. Type de joint et taille de la rainure d'installation
(1) Selon la forme d'étanchéité, il peut être divisé en : joint statique (joint sans mouvement relatif entre les surfaces adjacentes) et joint dynamique (joint avec mouvement alternatif entre les pièces scellées) ;
(2) Selon le but de l'étanchéité, il peut être divisé en : joint de trou, joint d'arbre et joint rotatif ;
(3) Selon la forme d'installation, il peut être divisé en : installation axiale (sa section transversale est déformée axialement après l'installation) et installation radiale (sa section transversale est déformée radialement après l'installation).
①Joint statique axial
Tableau 1-3 Dimensions des rainures d'installation du joint statique axial
| Diamètre du fil du joint torique d2 | Profondeur de rainure W+0,05 | Largeur de rainure L+0,25 | Diamètre du fil du joint torique d2 | Profondeur de rainure W+0,05 | Largeur de rainure L+0,25 | Diamètre du fil du joint torique d2 | Profondeur de rainure W+0,05 | Largeur de rainure L+0,25 |
| 1 | 0.7 | 1.4 | 2.7 | 2.1 | 3.8 | 5.7 | 4.6 | 7.6 |
| 1.2 | 0.9 | 1.6 | 2.8 | 2.1 | 4 | 6 | 4.8 | 8.1 |
| 1.25 | 0.9 | 1.7 | 3 | 2.3 | 4.1 | 6.5 | 5.3 | 8.6 |
| 1.3 | 1 | 1.7 | 3.1 | 2.4 | 4.2 | 6.99 | 5.7 | 9.7 |
| 1.5 | 1.1 | 2.1 | 3.5 | 2.7 | 4.8 | 7 | 5.7 | 9.7 |
| 1.6 | 1.2 | 2.2 | 3.53 | 2.7 | 4.9 | 7.5 | 6.2 | 10.1 |
| 1.78 | 1.3 | 2.5 | 3.55 | 2.7 | 5 | 8 | 6.6 | 10.7 |
| 1.8 | 1.3 | 2.6 | 3.6 | 2.8 | 5.1 | 8.4 | 7.1 | 11.1 |
| 1.9 | 1.4 | 2.7 | 3.7 | 2.9 | 5.2 | 8.5 | 7.2 | 11.3 |
| 2 | 1.5 | 2.8 | 4 | 3.1 | 5.5 | 9 | 7.6 | 12 |
| 2.2 | 1.6 | 3.1 | 4.3 | 3.3 | 5.9 | 9.5 | 8.1 | 12.5 |
| 2.4 | 1.8 | 3.3 | 4.5 | 3.5 | 6.1 | 10 | 8.5 | 13.6 |
| 2.5 | 1.9 | 3.5 | 5 | 4 | 6.7 | 10.5 | 8.9 | 14 |
| 2.6 | 2 | 3.6 | 5.3 | 4.2 | 7.2 | 11 | 9.4 | 14.7 |
| 2.62 | 2 | 3.7 | 5.33 | 4.2 | 7.3 | 12 | 10.4 | 15.7 |
| 2.65 | 2 | 3.8 | 5.5 | 4.5 | 7.4 | 15 | 13.2 | 19.4 |
②Joint statique radial
Joint de trou radial : la rainure d'installation se trouve sur l'arbre et le diamètre intérieur du joint torique est égal ou légèrement inférieur au diamètre du fond de la rainure d.
Joint d'arbre radial : la rainure d'installation se trouve dans le trou et le diamètre intérieur du joint torique et le diamètre de l'arbre scellé d sont aussi proches que possible.
| Tableau 1-4 Dimensions de la rainure d'installation du joint statique radial | |||||||||||
| Diamètre du fil du joint torique d2 | Profondeur de rainure W+0,05 | Largeur de rainure L ± 0,25 | C | Diamètre du fil du joint torique d2 | Profondeur de rainure W+0,05 | Largeur de rainure L ± 0,25 | C | Diamètre du fil du joint torique d2 | Profondeur de rainure W+0,05 | Largeur de rainure L ± 0,25 | C |
| 1 | 0.75 | 1.3 | 1.2 | 2.7 | 2.1 | 3.6 | 2 | 5.7 | 4.6 | 7.6 | 3.5 |
| 1.2 | 0.9 | 1.6 | 1.2 | 2.8 | 2.2 | 3.7 | 2 | 6 | 4.9 | 7.9 | 3.5 |
| 1.25 | 0.9 | 1.7 | 1.2 | 3 | 2.3 | 3.9 | 2.5 | 6.5 | 5.4 | 8.4 | 4 |
| 1.3 | 1 | 1.7 | 1.2 | 3.1 | 2.4 | 4 | 2.5 | 6.99 | 5.8 | 9.2 | 4 |
| 1.5 | 1.1 | 2 | 1.5 | 3.5 | 2.7 | 4.6 | 2.5 | 7 | 5.8 | 9.3 | 4 |
| 1.6 | 1.2 | 2.1 | 1.5 | 3.53 | 2.7 | 4.7 | 2.5 | 7.5 | 6.3 | 9.8 | 4 |
| 1.78 | 1.3 | 2.4 | 1.5 | 3.55 | 2.8 | 4.7 | 2.5 | 8 | 6.7 | 10.5 | 4 |
| 1.8 | 1.3 | 2.4 | 1.5 | 3.6 | 2.8 | 4.8 | 2.5 | 8.4 | 7.1 | 10.9 | 4.5 |
| 1.9 | 1.4 | 2.5 | 1.5 | 3.7 | 2.9 | 4.9 | 2.5 | 8.5 | 7.2 | 11 | 4.5 |
| 2 | 1.5 | 2.6 | 2 | 4 | 3.2 | 5.2 | 3 | 9 | 7.7 | 11.7 | 4.5 |
| 2.2 | 1.7 | 3 | 2 | 4.3 | 3.4 | 5.6 | 3 | 9.5 | 8.2 | 12.3 | 4.5 |
| 2.4 | 1.8 | 3.2 | 2 | 4.5 | 3.6 | 5.8 | 3 | 10 | 8.6 | 13 | 5 |
| 2.5 | 1.9 | 3.3 | 2 | 5 | 4 | 6.5 | 3 | 10.5 | 9 | 13.8 | 5 |
| 2.6 | 2 | 3.4 | 2 | 5.3 | 4.3 | 7 | 3 | 11 | 9.5 | 14.3 | 5 |
| 2.62 | 2 | 3.5 | 2 | 5.33 | 4.3 | 7.1 | 3.5 | 12 | 10.5 | 15.6 | 5 |
| 2.65 | 2 | 3.6 | 2 | 5.5 | 4.5 | 7.2 | 3.5 | 15 | 13.2 | 19.2 | 5 |
③Joint sous vide (joint statique)
L'emballage sous vide est un joint torique dans des circonstances particulières et la pression du système scellé est inférieure à 1 atmosphère standard (101,325 kpa).
Ses exigences en matière de taille de rainure d'application et d'installation sont les suivantes :
un. L'espace de la rainure d'installation est presque rempli à 100 % du volume du joint torique après déformation, ce qui peut augmenter la zone de contact et prolonger le temps de diffusion à travers l'élastomère.
b. La déformation par compression de la section transversale du joint torique est d'environ 30 %.
c. De la graisse sous vide doit être utilisée (pour réduire les fuites).
d. La rugosité de surface de chaque surface de la rainure d'installation doit être considérée comme supérieure aux exigences des joints hydrauliques statiques, et le pourcentage de plage de contact ftp doit être supérieur à 50 %.
e. Le joint torique doit être constitué de matériaux compatibles avec les gaz, à faible perméabilité et à faible déformation par compression. Nous recommandons ici l’utilisation de caoutchouc fluoré.
④Joint dynamique hydraulique radial
Étant donné que le joint torique sera déplacé pendant le mouvement, son application est limitée à une pression (sans bague de retenue) et à une vitesse plus faibles (mouvement alternatif = 0,5 m/s ; mouvement rotatif = 2,0 m/s).
3. Facteur de dureté
La dureté du matériau du joint torique est l'un des indicateurs importants pour évaluer les performances d'étanchéité. La dureté du joint torique détermine la compression du joint torique et l'espace d'extrusion maximum autorisé de la rainure. Généralement, le caoutchouc nitrile Shore A70 est fourni, qui peut répondre à la plupart des conditions d'utilisation.
4. Écart d'extrusion
L'écart d'extrusion maximum autorisé g max est lié à la pression du système, au diamètre de la section transversale du joint torique et à la dureté du matériau. Généralement, plus la pression de service est élevée, plus l'écart d'extrusion maximal autorisé g max. Si l'écart g dépasse la plage autorisée, le joint torique sera extrudé ou même endommagé.
Il est recommandé d'utiliser une bague de retenue dans les joints dynamiques radiaux, ce qui peut empêcher le joint torique d'être pressé dans l'espace radial et également augmenter la pression de service. Lorsque la pression dépasse 5 MPa et que le diamètre intérieur est > 50 mm, et que la pression est supérieure à 10 MPa et que le diamètre intérieur est < 50 mm, il est recommandé d'utiliser une bague de retenue.
Pour les applications d'étanchéité statique, il est recommandé de faire correspondre H7/g6.
5. Taux de traction et de compression
Lorsque le joint torique est installé dans la rainure, il sera étiré et comprimé dans une certaine mesure. Si les valeurs d'étirement et de compression sont trop grandes, la section transversale du joint torique sera excessivement agrandie ou réduite. Afin de ne pas affecter son effet d’étanchéité, il est recommandé de suivre strictement les deux points suivants :
(1) Pour l'étanchéité des trous radiaux : le joint torique est de préférence dans un état étiré (c'est-à-dire d>d2) et le taux d'étirement maximum autorisé est de 6 %, car un étirement de 1 % réduira en conséquence le diamètre de la section transversale W de 0,5 %.
Allongement = (d-2/d2) × 100 % ＜6 %
Dans l'équation : d le diamètre inférieur de la rainure de montage dans le joint à trou radial
d2-le diamètre intérieur du joint torique
(2) Pour les joints d'arbre radiaux, le joint torique est de préférence comprimé le long de sa circonférence (c'est-à-dire D1>D) et le taux de compression circonférentiel maximum autorisé est de 3 %.
Taux de compression = (D1-D)/D1×100 % ＜3 %
Dans l'équation : D1-diamètre extérieur du joint torique
Diamètre inférieur D de la rainure de montage du joint d'arbre radial
6. Les joints toriques sont utilisés comme joints d’arbre rotatifs
Les joints toriques peuvent également être utilisés comme joints pour les arbres rotatifs à basse vitesse et à cycle court. Lorsque la vitesse circonférentielle est inférieure à 0,5 m/s, la sélection du joint torique peut être basée sur les normes de conception normales ; lorsque la vitesse circonférentielle est supérieure à 0,5 m/s, il est nécessaire de prendre en compte le phénomène selon lequel l'anneau en caoutchouc allongé rétrécira après avoir été chauffé (phénomène de chaleur Joule), de sorte que le diamètre intérieur de la bague d'étanchéité est sélectionné pour être environ 2 % plus grand que le diamètre de l'arbre scellé, et le phénomène ci-dessus peut être évité. Une fois le joint torique installé dans la rainure, il est comprimé radialement pour former une fine ondulation, améliorant ainsi les conditions de lubrification.
7. Force de compression d'installation
Lors de l'installation, la force de compression est liée au degré de compression initiale et à la dureté du matériau. La figure montre la relation entre la force de compression unitaire et le diamètre transversal par centimètre de la circonférence du joint, qui est utilisée pour estimer la taille de la force de compression lors de l'installation du joint torique.
Conception de structures locales
Étant donné que le joint torique sera comprimé lors de l'installation, afin d'éviter des dommages graves, l'extrémité du trou ou l'extrémité de l'arbre doit être transformée en un chanfrein de 15°~20°, et les bords doivent être arrondis et les bavures éliminées. Si le joint torique doit passer à travers un trou transversal lors de l'installation, le trou de transition doit également être chanfreiné ou arrondi.
Chanfrein de trou
Chanfrein d'arbre
Chanfreinage/arrondi des trous de transition
Tableau 1-10 Longueur minimale du chanfrein Cmin
| Diamètre de section W | ≤1,78, 1,80 | ≤2,62, 2,65 | ≤3,53, 3,55 | ≤5,30, 5,33 | ≤7,00 | >8h40 | |
| Longueur minimale du chanfrein Cmin | 15° | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 5.0 | 6.0 |
|
|
20° | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 4.5 |
Rugosité de la surface du chanfrein : Rz≤4,0 μm Ra≤0,8 μm
Écarts admissibles de défauts de forme et de surface
Nous classons les formes et défauts de surface des joints toriques en deux catégories : N et S.
(1) N : représente notre qualité standard, qui peut pleinement répondre aux exigences de qualité élevées et aux applications quotidiennes.
(2) S : convient aux occasions avec des exigences très élevées en matière de défauts de forme et de surface, nécessitant généralement une production importante et un coût élevé.
Désalignement du moule d
Flash de fendage du moule h
Retrait au fendage du moule
Taille excessive
Marques d'écoulement
Autres défauts
| Tableau 1-8 Défauts de forme et de surface du joint torique | ||||
| Défauts | Catégorie | Déviation admissible de la section W | ||
| ≤2,65 | >2,65 | |||
| Module d'erreur | Largeur h | N | 0.06 | 0.12 |
| Montant flash | Largeur h | S | 0.05 | 0.09 |
| Retrait de séparation | Largeur h | N | 0,1 ·W | 0,1 ·W |
| Largeur h | 0.05 | 0.09 | ||
| Largeur h | S | 0,05 ·W | 0,05 ·W | |
| Largeur h | 0.05 | 0.09 | ||
| Largeur de coupe excessive (une coupe excessive est autorisée, mais elle doit se situer dans la plage de déviation de la section transversale et la surface doit rester lisse) | Largeur h | N | 0.4 | 1.2 |
| Largeur h | S | 0.4 | 0.7 | |
| Marques d'écoulement (direction circonférentielle) | Épaisseur un | N | 0,1 · ID | 0,1 · ID |
| Profondeur f | 0.03 | 0.06 | ||
| Épaisseur un | S | 0,05 · ID | 0,05 · ID | |
| Profondeur f | 0.03 | 0.06 | ||
| Autres défauts | Épaisseur un | N | 0,3 ·W | 0,3 ·W |
| Profondeur f | 0.05 | 0.09 | ||
| Épaisseur un | S | 0,1 ·W | 0,1 ·W | |
| Profondeur f | 0.03 | 0.06 | ||
| Rugosité de la surface | µm | N | 10 | 16 |
| µm | S | 5 | 6 | |
| Bruit | / | N | Permettre | |
| / | S | Permettre | ||
Guide de stockage
Afin d'éviter les propriétés physiques et chimiques des joints toriques causées par un stockage à long terme, un environnement de stockage raisonnable est nécessaire pour garantir que les joints toriques ne soient pas affectés pendant le stockage à long terme.
Pendant le stockage, les points suivants doivent être respectés :
(1) L'environnement de stockage doit être sec, exempt de poussière et bien ventilé ;
(2) La température doit être supérieure à +15℃ mais ne doit pas dépasser +20℃ ;
(3) Conserver autant que possible dans des sacs d'emballage creux et éviter les ingrédients qui endommagent le matériau du joint torique ;
(4) Évitez la lumière directe du soleil dans l’environnement de stockage et tenez-vous à l’écart des sources de lumière ultraviolette ;
(5) Lors du stockage, les joints toriques doivent être dans un état sans contrainte, c'est-à-dire ni étirés, ni comprimés, ni déformés :
(6) Il est interdit de nouer avec une ficelle ou de s'accrocher à des pièces métalliques.
Adresse
No.1 Ruichen Road, parc industriel de Dongliuting, district de Chengyang, ville de Qingdao, province du Shandong, Chine
Tél
Pression interne : Le diamètre extérieur du joint torique et le diamètre extérieur de la rainure D doivent être fondamentalement proches ou supérieurs à 1 ~ 3 %.
Pression externe : Le diamètre intérieur du joint torique doit être proche ou légèrement inférieur au diamètre intérieur d de la rainure, mais pas inférieur à 6 %.
