Joints mécaniquessont des dispositifs d'étanchéité clés pour les machines fluides, et leurs performances dépend de la conception structurelle des composants centraux. L'analyse suivante se concentre sur les formes structurelles des composantes principales, révélant leurs fonctions et leurs caractéristiques dans le système d'étanchéité.
L'anneau rotatif tourne de manière synchrone avec l'arbre et est un composant clé pour le scellement dynamique. Les formes structurelles courantes comprennent le type de bout à face plate, le type étanche et le type de visage effilé. L'anneau tournant à face plate a un visage d'extrémité lisse, formant une surface d'étanchéité étroitement ajustée avec l'anneau stationnaire, qui convient aux conditions moyennes et à basse pression, avec une faible difficulté de traitement et une bonne stabilité d'étanchéité. L'anneau rotatif étalé améliore la perturbation des fluides grâce à la conception de pas en plusieurs étapes pour réduire l'usure du visage, ce qui le rend adapté aux scénarios avec des milieux contenant des particules. L'anneau rotatif de la face effilée utilise l'effet auto-relâché de la surface effilée pour augmenter la pression d'étanchéité et est largement utilisé dans l'équipement à haute pression. Les anneaux rotatifs sont principalement en alliage dur ou en carbure de silicium pour assurer la résistance à l'usure et la résistance à la corrosion.
L'anneau stationnaire est fixé sur la coque de l'équipement et forme une paire d'étanchéité avec l'anneau rotatif. Ses formes structurelles incluent le type intégré, le type fixé à la glande et le type soudé. L'anneau stationnaire intégré est connecté à la coque à travers des rainures, avec une installation pratique et un positionnement précis, et est souvent utilisé dans les pompes petites et moyennes. L'anneau stationnaire fixé à la glande est directement pressé par des boulons de glande, et la quantité d'usure peut être compensée en ajustant la position de la glande, ce qui le rend adapté aux occasions avec de grandes fluctuations des conditions de fonctionnement. L'anneau stationnaire soudé est soudé intégralement dans la coquille, offrant des performances d'étanchéité extrêmement fortes mais une grande difficulté de démontage et de maintenance, et est principalement utilisé dans les navires à haute pression. Les anneaux stationnaires sont généralement en graphite ou en céramique, qui ont à la fois des propriétés de lubricité et d'étanchéité.
Les éléments élastiques fournissent une force de compression continue pour l'anneau rotatif ou stationnaire, avec des formes structurelles, notamment le type de ressort, le type de soufflet et le type de diaphragme. Les éléments élastiques de type printemps sont divisés en types de ressorts unifères et multi-ressorts: un seul ressort a une structure simple mais une distribution de force inégale, tandis que le multi-ressort est réparti uniformément et adapté aux scénarios de rotation à grande vitesse. Les éléments élastiques de type soufflet combinent la fonction élastique avec l'étanchéité auxiliaire pour réduire les points de fuite et effectuer de manière stable dans des environnements à haute température. Les éléments élastiques de type diaphragme fournissent une force élastique à travers la déformation des feuilles de métal, avec une vitesse de réponse rapide, adaptée à la précisionjoints mécaniques.
Les joints auxiliaires comprennent les joints toriques, les anneaux en V et les joints combinés. Les joints toriques ont une structure simple et un faible coût, atteignant le scellement en raison de l'élasticité du caoutchouc et conviennent aux conditions à basse pression et à température normale. Les anneaux en V sont composés de plusieurs couches, formant plusieurs barrières d'étanchéité par compression axiale, avec une excellente résistance à la pression. Les joints combinés intègrent les avantages de différents matériaux (par exemple, les squelettes métalliques enrobés en caoutchouc), avec l'élasticité et la rigidité, et ont une fiabilité plus élevée dans des conditions de travail complexes. Le matériau des joints auxiliaires doit être sélectionné en fonction des caractéristiques moyennes: par exemple, le caoutchouc résistant à l'huile est utilisé dans les systèmes hydrauliques, et le fluororubber est utilisé dans des environnements résistants à la corrosion.
Les formes structurelles de ces composants coopèrent les uns avec les autres pour former unscellage mécaniquesystème. Leur conception nécessite une sélection complète sur la base de facteurs tels que les conditions de fonctionnement des équipements et les caractéristiques moyennes pour obtenir des effets d'étanchéité stables à long terme.
