Principe d'étanchéité des joints alternatifs : comment les joints de tige hydrauliques, les joints en U-Cup et les joints en V- empêchent les fuites

[2026-06-05]|Par Xiamen Jinshun Sealing Technology Co., Ltd. Annie Xu

Comment les joints alternatifs scellent-ils l’huile ? Nous utiliserons un joint en forme de U- comme exemple pour expliquer.

Comme le montre le diagramme, lorsque la tige de piston se déplace vers la droite, le joint en forme de U- entre en contact avec la tige de piston sous une répartition de pression résultant d'une pression de pointe (P1max) supérieure à la pression interne (P1). À mesure que le gradient de pression de contact maximal |dp/dx|max de la distribution de pression d'huile augmente, P devient plus grand et l'épaisseur de l'huile traversant le joint devient plus fine.

A l'inverse, lorsque la tige de piston se déplace vers la gauche en raison de la pression interne (P2) sur le joint en U-, l'épaisseur de l'huile traversant le joint dépend de la valeur absolue du gradient maximal de pression de contact à la pression atmosphérique |dp/dx|max.M. Afin de réduire la friction, un film d'huile est nécessaire sur la surface coulissante du joint alternatif.

L'épaisseur minimale du film d'huile de la surface de glissement est affectée par le gradient maximal de pression de contact, la vitesse et la viscosité de l'huile, et peut être obtenue à partir de la formule suivante (1).

Dans le cas d'un vérin hydraulique, l'épaisseur du film d'huile générée lors de l'extension (lorsque la tige de piston s'étend) (hp) et de la rétraction (lorsque la tige de piston revient) (hM) peut être obtenue à partir des formules (2) et (3), respectivement.

Par conséquent, si les vitesses d'extension et de rétraction sont les mêmes (Up=UM), alors hp=hM est la condition d'étanchéité, et un joint qui satisfait à la formule suivante peut être considéré comme ayant de bonnes performances d'étanchéité.

Une faible usure et une longue durée de vie sont des caractéristiques importantes des joints alternatifs.

Pour réduire la friction, les surfaces de glissement des joints alternatifs nécessitent une quantité appropriée de lubrifiant (film d'huile). Comment les caractéristiques de lubrification changent-elles en fonction des conditions de fonctionnement ?

Pour bien comprendre l'état de lubrification des surfaces coulissantes du joint, il est nécessaire de connaître les caractéristiques de frottement dynamique lorsque la pression appliquée, la vitesse et la viscosité de l'huile changent. L'exemple d'un joint en forme de U- pour une tige de piston de vérin hydraulique permet d'illustrer ce point.

La relation entre la valeur caractéristique sans dimension (valeur caractéristique de frottement) G (qui est déterminée par la forme du joint en forme de U- et ses conditions de fonctionnement) et le coefficient de frottement f est déterminée conformément à la figure (1).

Dans la théorie de la lubrification, la plage dans laquelle le coefficient de frottement présente un gradient positif est considérée comme une lubrification fluide. Dans cette plage, la tige de piston et le joint sont en contact l'un avec l'autre à travers un film d'huile, le joint est donc considéré comme ayant une longue durée de vie sans usure, même pendant un mouvement alternatif relatif.

Dans la plage où le coefficient de frottement présente un gradient négatif, le film d'huile entre le joint et la tige de piston est rompu. Cette plage est appelée zone de lubrification non-fluide.

f : Coefficient de frottement

φ : Constante déterminée par les conditions du film d'huile

G : valeur caractéristique sans dimension (=μLU/Pr)

Pr : Compression du joint (N)

u : Viscosité de l'huile (Pa·s)

L : Circonférence de l'arbre (m)

U : Vitesse (m/s)

La modification de la valeur caractéristique sans dimension Gc de la zone de lubrification fluide à la zone de lubrification non fluide - dépend du gradient de pression de contact maximal du joint et de la rugosité de la surface de la tige de piston, et peut être obtenue à partir de la formule suivante.

b : Largeur de contact du joint (m)
p : Pression moyenne de contact du joint (Pa)
Rz : rugosité de surface maximale de la tige de piston (m)

Les forces générées lorsque les joints de tige de piston et les joints de piston entrent en contact avec les surfaces scellées (surface de la tige de piston et surface intérieure du cylindre) après avoir été installés dans la rainure sont appelées respectivement force de compression et force d'expansion.

Étant donné que les performances d'étanchéité des joints alternatifs sont affectées par l'ampleur du gradient de pression de contact maximal pendant l'extension et la rétraction, les performances d'étanchéité des joints alternatifs ne peuvent pas être jugées uniquement par l'ampleur de la force de compression et de la force d'expansion.

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Avantages :

• Excellente résistance à l'huile
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Plage de température :

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Applications :

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PU (Polyuréthane)

Avantages :

• Résistance exceptionnelle à l’abrasion
• Haute résistance à la traction
• Longue durée de vie

Plage de température :

• -35 degrés à +100 degrés

Applications :

• Équipement hydraulique-pour usage intensif

FKM (Viton®)

Avantages :

• Excellente résistance chimique
• Capacité à haute température

Plage de température :

• -20 degrés à +250 degrés

Applications :

• Traitement chimique
• Systèmes pétroliers et gaziers

PTFE

Avantages :

• Frottement ultra-faible
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Plage de température :

• -200 degrés à +260 degrés

Applications :

• Systèmes alternatifs-à grande vitesse

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Fondée en 2002, Xiamen Jinshun Sealing Technology est spécialisée dans les produits d'étanchéité sur mesure-pour les applications industrielles exigeantes.

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• Plus de 20 ans d'expérience en étanchéité.

Fabrication certifiée

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Conformité mondiale

Les composés disponibles répondent :

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Quelle est la fonction principale d’un joint alternatif ?

Un joint alternatif empêche les fuites de fluide tout en permettant un mouvement linéaire des tiges ou des pistons dans les systèmes hydrauliques et pneumatiques.

Quelle est la différence entre un joint de tige et un joint de piston ?

Un joint de tige assure l'étanchéité contre la tige de piston mobile et empêche les fuites de fluide du cylindre.

Un joint de piston assure l'étanchéité entre l'alésage du piston et du cylindre, maintenant la pression entre les chambres.

Pourquoi la lubrification est-elle importante pour les joints alternatifs ?

Un film d'huile contrôlé réduit la friction, diminue l'usure, minimise la génération de chaleur et prolonge considérablement la durée de vie des joints.

Quel matériau convient le mieux pour les joints hydrauliques ?

Pour la plupart des applications hydrauliques, le polyuréthane et le NBR offrent d'excellentes performances. Pour les produits chimiques agressifs ou les températures élevées, le FKM ou le PTFE peuvent être préférés.

Les V-Seals sont-ils adaptés aux applications-à usage intensif ?

Oui. Les joints V- offrent d'excellentes performances d'étanchéité sous différentes pressions et sont largement utilisés dans les vérins hydrauliques, les presses industrielles et les équipements lourds.

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Le choix du bon joint alternatif n’est pas seulement une question de dimensions. Le choix du matériau, les conditions de pression, la vitesse, la lubrification et l'état de surface influencent tous les performances d'étanchéité et la fiabilité de l'équipement.

Que vous ayez besoinSceaux V- personnalisés, joints de tige hydraulique, joints de piston, joints en U-coupelle ou solutions d'étanchéité complètes, notre équipe d'ingénieurs peut vous aider à optimiser les performances et à réduire les coûts de maintenance.

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