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©2024 Technetics Group. Tous droits réservés. Technetics Group est une société d'EnPro Industries, Inc. (NYSE : NPO).
Depuis 1967, Technetics Group conçoit et produit une large gamme de garnitures mécaniques, conçues pour des applications exigeantes et variées de machines tournantes.
Avec des marques reconnues telles que QUALISEAL®, GULLIVER® et CEFILAC GPA®, nos garnitures mécaniques offrent une durée de vie prolongée et de faibles taux de fuite dans une large gamme de dimensions, vitesses, pressions et températures pour des applications sèches et lubrifiées.
Qu'est-ce qu'une garniture mécanique et qu'est-ce qui entre dans sa conception ?
L'objectif principal d'une garniture mécanique est de séparer l'air des fluides dans les applications rotatives. Les garnitures mécaniques sont constituées d'un composant rotatif, un rotor ou une bague d'accouplement, et d'un composant stationnaire souvent appelé joint. Qualiseal® Les applications de garnitures mécaniques exigent généralement une réduction des fuites et une longévité des garnitures.
L'élément central de la conception est une fonction de la pression du système et de la vitesse de surface du composant rotatif. Nos ingénieurs tiennent compte des contraintes d'espace physique limité, ou enveloppe, dans lesquelles le joint doit pouvoir s'insérer. Nous examinons les principales préoccupations de nos clients, qu'il s'agisse du taux de fuite ou de la durée de vie du joint. Lors du choix des matériaux pour la construction du joint, le milieu auquel le joint sera exposé est une question de la plus haute importance pour la conception du joint.
Les 4 principales raisons de la défaillance des garnitures mécaniques
Les garnitures mécaniques peuvent être défaillantes pour les raisons suivantes
- les techniques d'analyse incorrectes
- conceptions inefficaces
- ne pas concevoir pour l'environnement
- des processus de fabrication inefficaces.
Dans les applications aérospatiales, cela peut entraîner des échecs de qualification, des défaillances latentes sur le terrain, une réduction de la durée de vie du système, voire des défaillances catastrophiques au niveau du composant ou du système.
Applications typiques des garnitures mécaniques
0:10 - Joints de face de contact actionnés par ressort
1:17 - Soufflet énergisé contactant les joints de face
1:28 - Joints circonférentiels
Nous traitons généralement trois types de garnitures mécaniques dans les applications aérospatiales et industrielles critiques : les garnitures à contact, les garnitures sans contact et les garnitures à contact avec soufflet. Les garnitures mécaniques Technetics Qualiseal® sont conçues sur mesure pour répondre aux exigences de ces situations.
Les joints à face de contact actionnés par ressort sont utilisés dans des applications à basse pression et à basse vitesse. Dans les applications aérospatiales, ces garnitures mécaniques sont généralement utilisées pour les pompes à huile, les pompes de récupération, les systèmes de transfert de carburant et les boîtes de vitesses. Elles sont utilisées dans les mélangeurs et autres applications à rotation lente dans l'environnement industriel. Dans les applications à vitesse plus élevée, elles se trouvent dans les boîtes d'engrenages, les démarreurs et les démarreurs accessoires des moteurs. L'hydraulique, les pompes à carburant, les compresseurs industriels ou les compresseurs à vis nécessitent des garnitures mécaniques capables de résister à des pressions plus élevées.
Les applications de l'arbre principal des petits moteurs peuvent nécessiter des joints de contact à soufflet.
Les applications aérospatiales et industrielles de l'arbre principal, comme les compresseurs, peuvent nécessiter des joints circonférentiels.
Essentiellement, Technetics peut mettre un joint partout où il y a un roulement.
Types de garnitures mécaniques
Technetics est spécialisée dans diverses garnitures mécaniques, notamment les garnitures à contact et sans contact. Ces deux types de joints fonctionnent comme un système d'étanchéité avec un composant fixe couplé à une partie rotative axiale correspondante. Les applications à faible vitesse utilisent généralement des garnitures mécaniques à contact.
Les joints sans contact, ou lift-off, ont des rainures uniques conçues dans le rotor du joint qui créent une action de pompage qui entraîne la séparation du rotor et du nez du joint. Cette séparation génère moins de friction et de chaleur que les joints à face de contact et permet d'éviter presque toute fuite et d'allonger la durée de vie du joint.
Les joints circonférentiels fonctionnent radialement et non axialement entre l'arbre et le joint. Il existe deux types de joints circonférentiels : les joints à espace contrôlé et les joints à anneau de rupture. Le joint à espace contrôlé permet d'obtenir des tolérances/espaces plus serrés et des fuites mieux contrôlées, car tous les composants environnants se développent à la même vitesse lorsqu'ils chauffent. Les joints à anneau de rupture sont généralement utilisés dans les applications spatiales et les turbopompes, et assurent une étanchéité radiale avec un composant en carbone fragmenté. Cette fragmentation permet au matériau et au joint de se dilater avec l'arbre lorsqu'il chauffe et se refroidit, maintenant ainsi un contact constant.
Analyse et test des garnitures mécaniques
Technetics est fier de pouvoir fournir des garnitures mécaniques Qualiseal® qui fonctionnent du premier coup, à chaque fois. Nos clients ont confiance dans nos propositions de solutions grâce à nos outils et processus d'analyse complets. Cela conduit à un processus de conception plus efficace et plus rationnel qui minimise les risques liés au calendrier pour nos clients. Les logiciels propriétaires et les capacités d'essai de Technetics constituent une base solide pour la prédiction des performances et la garantie de la qualité.
En termes de capacités d'essai, Technetics utilise un laboratoire interne pour valider les conceptions de joints avec un ensemble étonnant de cinq bancs d'essai différents. L'équipement d'essai des garnitures mécaniques peut simuler les environnements d'application, y compris les conditions de fonctionnement du moteur, les pressions élevées du système, divers essais de fluides, les vibrations et les vitesses élevées. Le processus est validé par une analyse FEA et des essais sur banc d'essai personnalisé, ce qui permet à nos clients d'avoir confiance dans leur solution d'étanchéité.
Garnitures mécaniques hydrodynamiques et soufflets métalliques soudés sur chant
Joint à soulèvement sans contact
- Taux d'usure négligeable
- Basse température de fonctionnement
- Durée de vie plus longue des joints
Dans les cas d'utilisation critiques, comme l'aérospatiale, où un joint de contact classique n'est pas envisageable, le système Qualiseal® de Technetics est la solution idéale. joints d'étanchéité hydrodynamiques à face relevable sans contact constituent une alternative supérieure. Alors que d'autres joints sans contact échouent en raison des changements d'altitude, les joints à décollement hydrodynamique Qualiseal® de Technetics maintiennent un film d'air rigide et constant dans toutes les conditions de fonctionnement. Les caractéristiques géométriques uniques conçues dans les rainures du rotor créent une action de pompage pour maintenir la séparation du joint. Nous fabriquons et testons chaque système d'étanchéité en interne.
Technetics propose également un garniture mécanique comprenant un soufflet métallique soudé aux bords qui offrent des capacités de course supérieures et des taux de ressort précis. Cette conception garantit que l'équation d'équilibre des forces reste cohérente lorsque la garniture mécanique monte en altitude et passe par diverses conditions de fonctionnement. Technetics optimise la conception technique et la fabrication de ses garnitures mécaniques, même pour les applications les plus critiques de ses clients.
Questions fréquemment posées (FAQ) sur les garnitures mécaniques
Le matériau dans lequel sont fabriquées les garnitures mécaniques détermine leurs limites de température. Le carbone est bon jusqu'à 800 degrés Fahrenheit, tandis que les joints secondaires et les joints de face de contact typiques sont limités à 300-500 degrés Fahrenheit.
Lorsque nous évaluons les applications de garnitures mécaniques, nous nous intéressons à la vitesse de surface, et pas seulement à la vitesse de rotation. La vitesse de surface est une donnée essentielle pour déterminer la vitesse de pression (PV) du système. Nous travaillons avec des applications allant jusqu'à un million de PV.
Technetics peut personnaliser le joint pour l'adapter à des diamètres d'arbre allant de 3/8" à 10 pouces. Nous prenons également en compte l'enveloppe de l'espace (la quantité d'espace disponible pour le joint).
Chaque joint présente des fuites. Notre objectif est de concevoir la solution la plus appropriée pour répondre à cette exigence de fuite. Les joints de face autorisent de petites quantités de fuites, tandis que les joints circonférentiels peuvent en avoir davantage. Nous tenons compte de ces tolérances dans la conception et la recommandation du joint.
Les matériaux utilisés dans la fabrication des garnitures mécaniques sont également très personnalisables. Nous sélectionnons les matériaux en fonction des exigences de l'application : carbone et céramique pour un pouvoir lubrifiant accru, alliages haute pression ou aciers inoxydables pour les boîtiers, les ressorts et les soufflets, et élastomères de performance ou PTFE pour les joints secondaires.
0:15 - Limites de température
0:55 - Capacités de vitesse
3:00 - Limites de taille
4:05 - Taux de fuite
4:45 - Matériaux pour les garnitures mécaniques
