Garnitures mécaniques
Les garnitures mécaniques assurent l'étanchéité des arbres tournants sous pression, là où les joints à lèvres atteignent leurs limites.
Principe
Deux faces planes (stator et rotor) en contact avec un film lubrifiant minimal. L'une tourne avec l'arbre, l'autre est fixe.
Constitution
Face tournante (rotor)
- Fixée sur l'arbre
- Matériau dur (carbure, céramique)
Face fixe (stator)
- Maintenue dans le carter
- Matériau plus tendre (carbone, composite)
Étanchéités secondaires
- Joint torique sur l'arbre
- Joint torique sur le stator
Ressort
- Maintient le contact des faces
- Compense l'usure
Types
Simple effet
- Une paire de faces
- Fluide d'un côté
Double effet
- Deux paires de faces
- Fluide de barrage entre les faces
- Haute sécurité (toxique, dangereux)
Cartouche
- Pré-assemblée, pré-réglée
- Montage simplifié
- Remplacement rapide
Matériaux des faces
| Matériau | Avantages | Applications |
|---|---|---|
| Carbone | Autolubrifiant, peu abrasif | Usage général |
| Carbure de silicium | Très dur, résistant | Abrasifs |
| Carbure de tungstène | Dur, résistant | Haute pression |
| Céramique (Al2O3) | Inerte chimiquement | Chimie |
Conditions de fonctionnement
Pression
- Simple effet : jusqu'à 2-3 MPa
- Double effet : jusqu'à 10 MPa
- Versions spéciales : plus élevé
Vitesse
Jusqu'à 25 m/s selon les matériaux et la lubrification.
Température
De -40°C à +400°C selon les matériaux et joints secondaires.
Montage
Tolérances de l'arbre
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Battement axial | < 0,1 mm |
| Battement radial | < 0,05 mm |
| Rugosité (portée) | Ra 0,8 µm |
Procédure
- Nettoyer soigneusement toutes les surfaces
- Vérifier les dimensions
- Lubrifier les joints toriques
- Respecter la cote de serrage (compression du ressort)
- Ne pas endommager les faces
Défaillances
| Symptôme | Cause |
|---|---|
| Fuite importante | Faces endommagées, ressort cassé |
| Usure rapide | Fonctionnement à sec, abrasifs |
| Échauffement | Pression de contact excessive |
| Corrosion | Incompatibilité chimique |
Surveillance
- Contrôle visuel des fuites
- Température du presse-étoupe
- Consommation du fluide de barrage (double effet)