Les machines motrices dotées d'un arbre rotatif, telles que les pompes et les compresseurs, sont généralement appelées « machines tournantes ». Les garnitures mécaniques sont un type de joint installé sur l'arbre de transmission de puissance d'une machine tournante. Elles sont utilisées dans diverses applications, allant des automobiles, navires, fusées et équipements industriels aux appareils domestiques.
Les garnitures mécaniques sont conçues pour empêcher les fuites de fluide (eau ou huile) utilisé par une machine vers l'environnement extérieur (atmosphère ou cours d'eau). Ce rôle contribue à la prévention de la pollution environnementale, aux économies d'énergie grâce à une meilleure efficacité de fonctionnement de la machine et à la sécurité de cette dernière.
La figure ci-dessous présente une vue en coupe d'une machine tournante nécessitant l'installation d'une garniture mécanique. Cette machine comporte une grande cuve et un arbre rotatif en son centre (par exemple, un mélangeur). L'illustration montre les conséquences de l'utilisation et de l'absence d'une garniture mécanique.
Étuis avec et sans joint mécanique
Sans sceau
Le liquide fuit.
Avec bourrage de glandes (garniture)
L'axe s'use.
Il faut prévoir quelques fuites (lubrification) pour éviter l'usure.
Avec un joint mécanique
L'axe ne s'use pas.
Il n'y a pratiquement aucune fuite.
Ce contrôle des fuites de liquide est appelé « étanchéité » dans l'industrie des garnitures mécaniques.
Sans sceau
Si aucun joint mécanique ou garniture d'étanchéité n'est utilisé, le liquide fuit par l'espace entre l'arbre et le corps de la machine.
Avec un presse-étoupe
Si le seul objectif est d'empêcher les fuites de la machine, l'utilisation d'un matériau d'étanchéité appelé garniture de presse-étoupe sur l'arbre est efficace. Cependant, une garniture de presse-étoupe trop serrée autour de l'arbre entrave son mouvement, ce qui provoque son usure et nécessite donc une lubrification pendant le fonctionnement.
Avec un joint mécanique
Des bagues séparées sont installées sur l'arbre et sur le carter de la machine afin de minimiser les fuites du liquide utilisé par la machine sans affecter la force de rotation de l'arbre.
Pour ce faire, chaque pièce est fabriquée selon une conception précise. Les joints mécaniques empêchent les fuites, même avec des substances dangereuses difficiles à manipuler mécaniquement ou dans des conditions extrêmes de haute pression et de vitesse de rotation élevée.
Date de publication : 30 juin 2022