Types et applications des joints d'excavateur

Sur les chantiers de construction, ce ne sont pas vraiment les plaques d'acier qui subissent l'usure des bulldozers, mais les joints qui fonctionnent silencieusement. Les vérins hydrauliques montent et descendent en répétition, les moteurs de déplacement maintiennent une température élevée, et les arbres de transmission et du moteur tournent à grande vitesse. La boue, la poussière et les différences de température mettent chaque joint à l'épreuve. Choisir la bonne structure et le bon matériau pour les joints ne relève pas du "stockage", mais plutôt d'un compromis basé sur les conditions de fonctionnement.

Types courants et utilisations principales

Joints toriques : adaptés aux pompes, soupapes, brides et joints statiques. Ils peuvent également être utilisés avec des anneaux de retenue pour pistons et tiges. Le nitrile (NBR) et le fluorélastomère (FKM) sont couramment utilisés. Dans les vérins hydrauliques, ils peuvent être combinés à des bagues de soutien pour supporter des pressions de système de 25 à 40 MPa ainsi que des chocs à court terme.

· X-rings : Présentant une section transversale en forme de X et des bords d'étanchéité doubles pour limiter le roulement et le vrillage, ils conviennent aux composants soumis à des mouvements fréquents de va-et-vient et à courte course, tels que les tiges de clapets de commande et les circuits pilotes.

· U-cups/PU : La principale joint d'étanchéité dynamique, couvrant le piston et la tige. La plupart sont des combinaisons de polyuréthane ou de polytétrafluoroéthylène (PTFE) + élastomère, offrant une faible friction, une résistance à l'usure, une étanchéité bidirectionnelle et une bonne stabilité face aux charges latérales.

· V-Packings : Composés de plusieurs bagues empilées, ils conviennent aux grands diamètres, hautes pressions et légères excentricités. Ils sont couramment utilisés pour la rénovation des vérins de levage et des vérins de déchaussement sur les anciens matériels.

· Joints d'époussetage : Montés à l'extérieur à l'extrémité du cylindre, ils constituent la première barrière contre la boue, le sable et l'humidité. Les structures en polyuréthane ou avec armature métallique offrent une meilleure résistance à la déformation, tandis que les modèles à double lèvre permettent également d'éliminer les films d'huile résiduels.

· Joints d'étanchéité rotatifs (joints à lèvres) : Utilisés sur les vilebrequins des moteurs, les arbres d'entrée/sortie des transmissions, les moteurs électriques et les extrémités des arbres de pompe. Constitués principalement de caoutchouc nitrile (NBR) ou de fluorélastomère (FKM), des lèvres en PTFE peuvent être ajoutées si nécessaire pour réduire le frottement et la génération de chaleur.

· Joints rotatifs pour moteurs d'oscillation/de déplacement : Prendre en compte la contre-pression et l'élévation de température. Les joints en PTFE avec ressorts en acier inoxydable ou avec renforcement métallique offrent un bon équilibre entre résistance à la pression et concentricité. Correspondance entre les matériaux, les structures et les conditions de fonctionnement

Nitrile (NBR) : Résistant aux huiles minérales et aux carburants, fonctionnant à des températures descendant jusqu'à -40°C, offrant un excellent rapport coût-performance et adapté à la plupart des environnements hydrauliques et d'huiles de transmission.

Fluoroélastomère (FKM) : Adapté aux hautes températures et aux milieux chimiques, assurant une stabilité accrue dans les zones proches des sources de chaleur dans les moteurs et les transmissions.

PU : Très élastique et résistant à la déchirure, premier choix pour la protection contre la poussière et les joints en U, avec une résistance fiable à l'usure des particules.

PTFE : Frottement extrêmement faible, anti-frottement intermittent, adapté aux applications à haute vitesse et faible friction ; souvent utilisé avec des élastomères ou des ressorts pour fournir une précharge.

Bagues de soutien/Bagues de retenue : Résistent à l'extrusion, garantissant la protection des joints toriques contre le cisaillement à des températures supérieures à 25 MPa.

APPLICATIONS CONCERNÉES

· Assemblage et maintenance des engins de construction : Systèmes hydrauliques principaux, vérins des organes de travail, moteurs de direction et de déplacement.

· Intégrateurs et réparateurs de systèmes hydrauliques : Assemblage et révision des pompes, valves et vérins.

· Atelier de réparation de moteurs/boîtes de vitesses : Remplacement des joints d'étanchéité du vilebrequin, de l'arbre à cames et des arbres d'entrée/sortie.

· Fournisseur de châssis et roulements d'orientation : Entraînement de chenilles, joint d'orientation et gestion de la lubrification.

· Département des équipements des sites miniers/métallurgiques/chimiques : Adaptation des joints et gestion des pièces de rechange pour environnements poussiéreux et milieux corrosifs.

Quelques conseils

· Livraison et approvisionnement : Il est recommandé de stratifier les spécifications populaires par "diamètre de tige/diamètre de cylindre × niveau de pression courant" ; les joints d'étanchéité peuvent être regroupés par diamètre d'arbre/vitesse/plage de température afin de réduire les temps d'attente de réparation.

· Faisabilité de remplacement : Des pièces non d'origine peuvent être utilisées, mais elles doivent correspondre en taille, matériau, pression et structure des lèvres. Pour les blocs-cylindres plus anciens, il est recommandé d'inspecter simultanément l'usure des gorges et la dureté de surface de la tige afin d'éviter les "pièces neuves avec d'anciens problèmes".

· Durée de vie et maintenance : Les inspections des joints d'étanchéité sont généralement effectuées toutes les 1500 à 2500 heures. Sur les chantiers très poussiéreux ou à fort impact, les inspections doivent être anticipées. Les fuites et l'élévation de température des cylindres critiques peuvent être surveillées afin de prévoir un remplacement préventif.

· Pannes courantes : L'extrusion, les rayures, la carbonisation des lèvres et le frottement à sec sur les bords sont des causes typiques de chaleur et d'écaillage. Les solutions incluent l'optimisation des combinaisons de matériaux, l'ajout d'anneaux de support, ainsi que l'amélioration de la lubrification et de la qualité de surface.

· Contrôle et codification : Le codage par lots, l'emballage neutre et la correspondance des numéros de pièce sont disponibles pour faciliter le suivi des canaux et de l'après-vente. Il est recommandé de conserver des photos des anciennes pièces et des dimensions des canaux afin d'augmenter le taux de succès du réassemblage.

Les joints ne constituent pas un composant unique, mais un système. Le choix des joints pour bulldozer doit être envisagé de manière globale, en tenant compte des conditions de fonctionnement, de la structure, des matériaux et des détails de fabrication. Dans le cylindre, une combinaison de joint d'étanchéité et de joint d'essuie-poussière stabilise la pression et contrôle la contamination. À l'extrémité de la transmission de puissance, un joint à lèvres adapté équilibre température et vitesse. Associés à un stockage approprié et à une maintenance préventive, les risques de temps d'arrêt et de coûts liés aux fuites peuvent être minimisés.