La transmission hydraulique est un moyen de conversion, de transmission et de contrôle de l'énergie avec un fluide sous pression comme fluide de travail. La pompe à engrenages hydraulique est l'élément de conversion d'énergie dans le système de transmission hydraulique, largement utilisé dans l'ingénierie, l'exploitation minière, le chariot élévateur et d'autres machines.
Les joints dynamiques et statiques des pompes à engrenages hydrauliques sont souvent utilisés : joint dynamique avec joint mécanique rotatif, joint à lèvres en caoutchouc ; Le joint statique a des joints, des joints toriques et des produits d'étanchéité. La pompe à engrenages hydraulique est le joint externe le plus couramment utilisé (pression interne) pour le joint torique, la limite du joint est principalement une face d'extrémité de bague plane.
1. Étanchéité et fuite
L'étanchéité est strictement une question de degré, elle n'est jamais absolue, la technologie d'étanchéité peut résoudre le problème uniquement pour prévenir ou réduire les fuites. Il n'y a pas d'étanchéité absolue au sens physique, et tout espace, aussi petit soit-il, permet à la molécule liquide d'avoir un canal dans les deux sens, familièrement appelé fuite. Le mode de fuite le plus fréquent dans les systèmes hydrauliques est causé par le débit de pression et se produit sous forme de goutte à goutte ou de liquide qui s'écoule.
La forme et la taille de l'espace d'étanchéité varient considérablement dans une variété de systèmes d'étanchéité, et l'épaisseur du film de l'interface d'étanchéité varie d'environ {{0}}.1μm à 1mm. Dans le joint de contact, l'espace d'étanchéité est très petit, le glissement relatif de l'interface d'étanchéité, la formation de film de fluide dynamique de l'interface d'étanchéité, cette épaisseur de film de fluide dynamique est généralement 0.1 ~ 1μm, c'est-à-dire avec la rugosité et la rugosité de l'équivalent de l'interface d'étanchéité. Étant donné que la taille des molécules d'huile ne dépasse pas environ 1 nm (0,001 μm), les molécules de fluide sont encore petites par rapport au film dynamique le plus mince et les fuites sont inévitables.
2. Mécanisme d'étanchéité du joint torique et sélection
2.1 Mécanisme d'étanchéité
Les joints toriques dans la pompe à engrenages hydraulique sont largement utilisés, les matériaux pour le caoutchouc (de l'angle d'étanchéité fluide pour analyser le mécanisme d'étanchéité peuvent également être appelés élastomère), il présente les avantages suivants : (1) faible module élastique E et grand allongement de rupture (100 % ou plus), à savoir que les performances adaptatives du caoutchouc sont fortes, après l'installation initiale de la contrainte de contact dans une plage acceptable ; (2) Le coefficient de Poisson élevé ν avec la limite théorique proche de 0,5 reflète l'incompressibilité du caoutchouc ; ③ Faible module de cisaillement G, ne modifie pas le volume du boîtier, il est facile de modifier la forme pour s'adapter aux différentes cavités.
Le mécanisme d'étanchéité du joint torique dépend de l'élasticité et de l'incompressibilité du matériau et de la présence d'une interférence initiale ou d'une précompression. A l'état libre, seule l'étanchéité de la surface de compression et d'extrusion symétrique est considérée. Une fois le joint torique assemblé dans la rainure d'étanchéité, la surface de contact produit une certaine charge δ0 avant la pression. Lorsque la pression est appliquée en tant que δP, la pression du fluide agit sur la surface exposée du joint et favorise le déplacement du joint torique vers le côté basse pression. Dans le même temps, la déformation élastique est encore augmentée et la contrainte de contact sur la surface du joint torique a une distribution parabolique.
2.2 Questions nécessitant une attention particulière pour la sélection
(1) Les joints toriques peuvent perdre de leur élasticité en raison du vieillissement thermique ou de l'érosion chimique, et peuvent également subir une fragilisation, des fissures de surface, une expansion ou une contraction, de sorte que la sélection des joints toriques doit faire attention à la compatibilité avec l'environnement d'étanchéité (consulter les fournisseurs ).
(2) Le matériau principal du caoutchouc du joint torique a une dilatation thermique élevée et sa charge a une faible dilatation thermique, une conception haute ou basse température, il faut faire attention au changement de volume de la rainure du joint torique interférence relative et linéaire changement.
(3) Lorsque le joint torique est soumis à une contrainte de traction, si la température de l'environnement d'utilisation est trop élevée, l'effet Goff-Joule se produit et le joint torique est plus enclin à rétrécir et facile à fuir.
(4) Sur la surface de contact coulissante ou la surface de contact avec une mauvaise rugosité de surface ou la zone environnante de distribution de frottement non uniforme, le joint torique peut glisser dans une certaine position, une certaine position est bloquée, entraînant une torsion incontrôlable, conduisant à la fissuration en spirale du joint torique, même si le joint torique n'est pas endommagé, il produira également des fuites. Les bonnes solutions sont : les joints avec des profils anti-roulis, comme les anneaux rectangulaires.
(5) La fuite de la pompe à huile à engrenages qui vient de démarrer en hiver dans les zones à basse température indique que la température de transition vitreuse Tg des joints est élevée, en particulier pour les joints contenant des composés à haute teneur en fluor. À cette température critique, le joint torique ressemble plus à du cuir qu'à du caoutchouc, et la pression statique des fluides ne peut pas être transmise, ce qui entraîne des fuites.
(6) La zone rectangulaire de la rainure d'installation du joint torique doit être supérieure à 25 % de la section transversale du joint torique (sauf pour l'étanchéité sous vide, elle doit être de 100 %). Une fois le joint torique installé dans la rainure d'étanchéité, la face d'extrémité du joint torique est généralement soumise à une déformation de compression de 8 à 30 %. La compression initiale pendant l'étanchéité statique est de 15 à 30 %, c'est-à-dire que la valeur du taux plein du réservoir doit être de 70 à 85 %. Dans le joint dynamique (hydraulique) compression initiale 10 % ~ 18 %. Il convient de noter que le joint statique prend la plus grande valeur de taux de compression, car le caoutchouc synthétique se comprime à basse température, de sorte que la précompression du joint torique du joint statique doit être envisagée pour compenser sa compression à basse température.
(7) Sous haute pression, le joint torique dans la rainure est pressé par le liquide vers le côté sans pression, qui devient un rectangle approximatif et se comprime dans l'espace à l'extrémité basse pression. En cas de pulsation de pression, le joint torique peut continuer à se détacher légèrement. Afin de minimiser le risque d'extrusion et d'assurer le faible espace de la surface d'étanchéité principale, il est préférable d'assembler la bague anti-extrusion avec une résistance plus élevée entre le joint torique et l'espace d'extrusion, communément appelée "bague de retenue" ou "barre de retenue". Tels que: le joint interne sur la plaque latérale ou le manchon de la pompe à engrenages, le jeu axial est certain, lorsque la pression du fluide est élevée, l'effet d'empêcher les dommages par extrusion du joint torique est important.
3.Conclusion
Bien que le joint torique ne soit pas la technologie de pointe, mais qu'il soit l'une des technologies clés de la pompe à engrenages hydraulique, il détermine la sécurité, la fiabilité et la durabilité de la pompe à engrenages hydraulique. Dans la réduction des fuites, réduire l'usure, améliorer la fiabilité et la stabilité, prolonger la durée de vie des avantages du joint torique en position irremplaçable de la pompe à engrenages hydraulique.
