BECA 806
Description
Le profil BECA 806 est une bague d'étanchéité constituée d'une lèvre primaire avec rainures de refoulement réalisée en PTFE chargé, d'une partie optionnelle en feutre prévenant des effets de dépression dans la zone, et d'un revêtement avec bossages en élastomère.
Avantages
Excellente inertie chimique
Très bon coefficient de frottement, pas d'effet stick-slip
Etanchéité statique optimisée
Données techniques
| Température | -60°C / +200°C |
|---|---|
| Pression | 0,50 MPa |
| Vitesse | 50 m/s |
Applications
Moteurs
Vilebrequins
Matériaux
Elastomère
ACM 70 - 75 Shore A
FKM 70 - 75 Shore A
HNBR 70 - 75 Shore A
NBR 70 - 75 Shore A
Lèvre d'étanchéité
PTFE vierge
PTFE chargé Verre
PTFE chargé Carbone
Cage métallique
Acier - AISI 1010
Acier inoxydable - AISI 304
Acier inoxydable - AISI 316
Déflecteur
Feutre (optionnel)
Dimensions
Matériaux
Cage métallique
Le tableau ci-dessous présente les matériaux qu'il nous est possible de proposer au niveau des cages métalliques.
| Application | Matériau | Norme | Caractéristiques |
|---|---|---|---|
| Cage métallique | Acier standard non allié | AISI 1010 (DIN 1624) |
Acier laminé à froid |
| Cage métallique | Acier Chrome - Nickel | AISI 304 (DIN 1.4301 - V2A) |
Acier inoxydable standard |
| Cage métallique | Acier Chrome - Nickel - Molybdène | AISI 316 (DIN 1.4401 - V4A) |
Acier inoxydable haute résistance contre la corrosion |
PTFE
Le PTFE est un polymère thermoplastique se composant de tétrafluoroéthylène et présentant des propriétés exceptionnelles - coefficient de frottement très faible (frottement d'adhérence et de glissement presque égaux), physiologiquement neutre par des températures jusqu'à +200°C, propriétés d'isolation électrique excellentes, compatibilité chimique avec la plupart des fluides excellente. En revanche, ce matériau étant plastique et non élastique, il ne peut remplacer facilement les bases élastomères.
NBR (Caoutchouc Butadiène - Acrylonitrile)
Caoutchouc nitrile (NBR) est le terme général pour l'acrylonitrile butadiène copolymère. La teneur en ACN peut varier entre 18% à 50%. Plus la teneur en acrylonitrile est importante, meilleure est la résistance à l'huile et au carburant. A l'inverse, l'élasticité et la déformation rémanente à la compression sont moins bonnes. Le NBR présente de bonnes propriétés mécaniques et une bonne résistance à l'usure. Cependant sa tenue aux agents atmosphériques et à l'ozone est relativement faible.
| Résistance chimique | Hydrocarbures aliphatiques (propane, butane, le pétrole, le carburant diesel) Huiles minérales et graisses Fluides difficilement inflammables (HFA, HFB et HFC) Acides dilués, solutions alcalines et salines à basses températures Eau (jusqu'à +100°C max) |
|---|---|
| Problème de compatibilité | Carburants à haute teneur aromatique Hydrocarbures aromatiques (benzène) Hydrocarbures chlorés (trichloréthylène) Solvants polaires (cétone, acétone, acide acétique, éthylène-ester) Acides forts Liquides de frein avec une base de glycol Agents atmosphériques et ozone |
| Plage de température | -30°C / +100°C (pointe sur courte durée à +120°C) -40°C / +100°C avec des NBR spéciaux |
FKM (Caoutchouc Fluoré)
En fonction de leur structure et de leur teneur en fluor, les élastomères fluorés peuvent varier en terme de résistance chimique et de résistance au froid. Cet élastomère à base de FKM est très souvent employé pour l'hydraulique et le pneumatique à température élevée, pour la robinetterie industrielle, pour l'injection / carburation, pour les joints de moteur, pour le vide poussé.
| Résistance chimique | Huiles minérales et graisses, huiles ASTM n°1, IRM 902 et IRM 903. Fluides difficilement inflammables (HFD) Huiles de silicone et graisses Huiles minérales et végétales et graisses Hydrocarbures aliphatiques (propane, butane, pétrole) Hydrocarbures aromatiques (benzène, toluène) Hydrocarbures chlorés (trichloréthylène) Essence (y compris à haute teneur en alcool) Agents atmosphériques et ozone |
|---|---|
| Problème de compatibilité | Liquides de frein avec une base de glycol Gaz ammoniac Acides organiques à faible poids moléculaire (acides formiques et acétiques) |
| Plage de température | -20°C / +200°C (pointe sur courte durée à +230°C) -40°C / +200°C avec des FKM spéciaux |
Conditions d'utilisation
Vitesse
Le tableau ci-dessous indique les rapports entre la vitesse linéaire, la vitesse de rotation et le matériau préconisé.
Calcul de la vitesse linéaire :
v (m/s) = [Ø arbre (mm) x vitesse (tr/min) x π] / 60.000
La vitesse linéaire ne peut excéder 50 m/s.
Température
Le tableau ci-dessous informe sur les limites de température selon le PTFE et les fluides utilisés.
| Fluides en contact | Température maxi en fonction des matériaux | |
|---|---|---|
| PTFE | ||
| Huiles minérales | Huiles pour moteurs | +150°C |
| Huiles pour boîtes de vitesse | +150°C | |
| Huiles pour engrenages hypoïdes | +150°C | |
| Huiles ATF | +150°C | |
| Huiles hydrauliques | +150°C | |
| Graisses | +150°C | |
| Fluides difficilement inflammables |
Groupe HFA - Emulsion avec plus de 80% d'eau | + |
| Groupe HFB - Solution inverse (eau dans l'huile) | + | |
| Groupe HFC - Solutions aqueuses de polymères | + | |
| Groupe HFD - Fluides de synthèse sans eau | +150°C | |
| Autres fluides | Fuel de chauffage EL + L | + |
| Air | +150°C | |
| Eau | + | |
| Eau lessivelle | + | |
| Plage de température | Min. | -60°C |
| Max. | +200°C | |
+ : résistant mais non couramment employé avec ces fluides
Fluides
Huiles minérales
De manière générale, ce type d'huile comporte peu d'additifs et est donc parfaitement adéquate avec l'ensemble des élastomères utilisé pour les joints pour arbre tournant. On retrouve les huiles suivantes pour les applications tournantes :
- huiles de moteurs
- huiles de boîtes de vitesses
- huiles hypoïdes
- huiles ATF pour les boîtes de vitesses automatiques
- huiles de transmissions
Huiles synthétiques
Ce type d'huile est utilisé pour améliorer différentes caractéristiques telles que la résistance au vieillissement, la tenue aux températures élevées, la viscosité, etc. et présente une bonne compatibilité avec la plupart des élastomères utilisés pour les joints pour arbre tournant. Des tests doivent pourtant être effectués au préalable pour mesurer le degré de compatibilité de ce type d'huile avec les matières utilisées. Parmi les huiles synthétiques, on retrouve :
- les liquides de freins
- les fluides pour boîtes de vitesses automatiques
- les liquides pour les suspensions
- les liquides pour les systèmes de direction
- les liquides pour les transmissions hydrauliques
Les huiles hypoïdes
Ce type d'huile contient des composants spéciaux tels que les additifs EP. Ces derniers permettent de favoriser la lubrification et limiter ainsi tout grippage au niveau des roulements par exemple. Ces additifs, sous l'effet de la chaleur, vont avoir tendance à provoquer des dépôts sur la lèvre d'étanchéité. C'est pourquoi, nous conseillons d'utiliser les joints pour arbre tournant avec une lèvre d'étanchéité comportant des stries de refoulement afin de limiter l'augmentation de la température et de réduire surtout ces dépôts éventuels de calamine.
Graisses
Les graisses sont appliquées généralement sur des roulements, etc. et demandent une adaptation spécifique pour favoriser les conditions de fonctionnement du joint pour arbre tournant. Afin d'éviter que la lèvre du joint ne subisse des pressions plus importantes que prévues, nous recommandons d'orienter la bague à lèvre sur un côté du palier de telle sorte que la lèvre ne soit pas détruite de manière prématurée. Nous conseillons aussi de réduire de 50% la vitesse de rotation sous une lubrification à la graisse du fait de conditions moins favorables pour l'évacuation de la chaleur de frottement.
Fluides agressifs
Il est déterminant de bien choisir le bon matériau qui résistera le mieux face aux différents fluides agressifs (acides, solvants, produits chimiques, etc.). Pour des applications en milieu rotatif, nous préconisons d'utiliser des matériaux tels que le FKM plutôt que le NBR. Pour un fonctionnement à sec ou à très faible lubrification dans le cas où les élastomères ne résistent pas à certains fluides agressifs, nous conseillons d'utiliser nos joints pour arbre tournant en PTFE.
Conception du joint
Tolérance du diamètre extérieur du joint (ØD)
Le tableau ci-dessous informe du pré-serrage des bagues d'étanchéité sur le diamètre du logement selon la norme ISO 6194-1.
| Diamètre d'alésage ØD1 (mm) |
Tolérances sur le diamètre extérieur ØD de la bague | Tolérance de circularité | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Cage métallique apparente | Revêtement en élastomère | Revêtement avec bossage | Cage métallique apparente | Revêtement en élastomère | |
| ØD1 ≤ 50,0 | +0,10 / +0,20 | +0,15 / +0,30 | +0,20 / +0,40 | 0,18 | 0,25 |
| 50,0 < ØD1 ≤ 80,0 | +0,13 / +0,23 | +0,20 / +0,35 | +0,25 / +0,45 | 0,25 | 0,35 |
| 80,0 < ØD1 ≤ 120,0 | +0,15 / +0,25 | +0,20 / +0,35 | +0,25 / +0,45 | 0,30 | 0,50 |
| 120,0 < ØD1 ≤ 180,0 | +0,18 / +0,28 | +0,25 / +0,45 | +0,30 / +0,55 | 0,40 | 0,65 |
| 180,0 < ØD1 ≤ 300,0 | +0,20 / +0,30 | +0,25 / +0,45 | +0,30 / +0,55 | 0,25% de ØD | 0,80 |
| 300,0 < ØD1 ≤ 500,0 | +0,23 / +0,35 | +0,30 / +0,55 | +0,35 / +0,65 | 0,25% de ØD | 1,00 |
| 500,0 < ØD1 ≤ 630,0 | +0,23 / +0,35 | +0,35 / +0,65 | +0,40 / +0,75 | - | - |
| 630,0 < ØD1 ≤ 800,0 | +0,28 / +0,43 | +0,40 / +0,75 | +0,45 / +0,85 | - | - |
Conception de l'arbre
Matériau de l'arbre
Les matériaux appropriés sont :
- les aciers courants dans la construction mécanique de type C35 et C45
- les aciers inoxydables de type 1.4300 et 1.4112 pour l'étanchéité à l'eau
- des projections de métal appliquées par lance plasma
- le graphite
- la fonte malléable
- les matériaux avec un revêtement appliqué par les procédés CVD et PVD
Ne sont pas appropriés :
- les couches de chrome solidifiées du fait de l'usure non uniforme
- les matières plastiques du fait de la faible conductivité thermique qui peut entraîner une perturbation du transport de la chaleur, une augmentation de la température au niveau des zones de frottement avec la bague d'étanchéité, et aussi potentiellement un ramollissement
Dureté de l'arbre
La dureté de l'arbre va dépendre de la vitesse linéaire (en m/s) et du niveau de pollution.
| Vitesse de rotation | Dureté en HRC |
|---|---|
| v ≤ 4,0 m/s | 45 HRC |
| 4,0 < v ≤ 10,0 m/s | 55 HRC |
| v > 10,0 m/s | 60 HRC |
Etats de surface
La qualité de surface de l'arbre doit tenir compte des recommandations ci-dessous.
Conditions standard :
- Ra = 0,1 à 0,4 µm
- Rz = 1,0 à 4,0 µm
- Rmax ≤ 6,3 µm
Tolérance de l'arbre
L'arbre doit être de tolérance h11 selon la norme ISO 286-2
| Diamètre de l'arbre Ød1 (mm) |
Tolérance h11 (mm) |
|---|---|
| Ød1 ≤ 3,0 | -0,060 / 0 |
| 3,0 < Ød1 ≤ 6,0 | -0,075 / 0 |
| 6,0 < Ød1 ≤ 10,0 | -0,090 / 0 |
| 10,0 < Ød1 ≤ 18,0 | -0,110 / 0 |
| 18,0 < Ød1 ≤ 30,0 | -0,130 / 0 |
| 30,0 < Ød1 ≤ 50,0 | -0,160 / 0 |
| 50,0 < Ød1 ≤ 80,0 | -0,190 / 0 |
| 80,0 < Ød1 ≤ 120,0 | -0,220 / 0 |
| 120,0 < Ød1 ≤ 180,0 | -0,250 / 0 |
| 180,0 < Ød1 ≤ 250,0 | -0,290 / 0 |
| 250,0 < Ød1 ≤ 315,0 | -0,320 / 0 |
| 315,0 < Ød1 ≤ 400,0 | -0,360 / 0 |
| 400,0 < Ød1 ≤ 500,0 | -0,400 / 0 |
Chanfrein et Rayon
Pour ne pas altérer la lèvre primaire de la bague d'étanchéité lors du montage, il est vivement conseillé de prévoir un chanfrein sur l'arbre. Veuillez-vous référer au tableau ci-dessous.
| Diamètre de l'arbre Ød1 (mm) |
Diamètre du chanfrein Ød3 (mm) |
Rayon R (mm) |
|---|---|---|
| Ød1 ≤ 10,0 | Ød1 - 1,50 | 2,00 |
| 10,0 < Ød1 ≤ 20,0 | Ød1 - 2,00 | 2,00 |
| 20,0 < Ød1 ≤ 30,0 | Ød1 - 2,50 | 3,00 |
| 30,0 < Ød1 ≤ 40,0 | Ød1 - 3,00 | 3,00 |
| 40,0 < Ød1 ≤ 50,0 | Ød1 - 3,50 | 4,00 |
| 50,0 < Ød1 ≤ 70,0 | Ød1 - 4,00 | 4,00 |
| 70,0 < Ød1 ≤ 95,0 | Ød1 - 4,50 | 5,00 |
| 95,0 < Ød1 ≤ 130,0 | Ød1 - 5,50 | 6,00 |
| 130,0 < Ød1 ≤ 240,0 | Ød1 - 7,00 | 8,00 |
| 240,0 < Ød1 ≤ 500,0 | Ød1 - 11,00 | 12,00 |
Battement de l'arbre
Le battement de l'arbre correspond à une déviation entre l'axe réel de l'arbre et l'axe théorique de rotation. Il est important de réduire au maximum le battement de l'arbre en positionnant la bague d'étanchéité au plus près du roulement. Le tableau ci-dessous décrit les valeurs maximales admissibles en fonction de la vitesse de rotation et le matériau de la lèvre d'étanchéité.
Excentricité
L'arbre et le logement doivent être montés centrés l'un par rapport à l'autre afin d'éliminer toute charge radiale unilatérale au niveau de la lèvre d'étanchéité de la bague.
Usinage de l'arbre
L'usinage correct de l'arbre est un élément primordial pour un bon fonctionnement du système d'étanchéité.
- Rectification en plongée : méthode d'usinage privilégiée assurant l'absence de stries sur l'arbre (0 +/- 0,05°)
- Tournage : adapté sur des arbres utilisés avec un sens de rotation unidirectionnel
Directives d'usinage pour la rectification des surfaces
| Paramètres | Exigence |
|---|---|
| Vitesse de la pièce à usiner | 30 à 300 tr/min |
| Vitesse de la meule | 1500 à 1700 tr/min |
| Avance de dressage | < 0,02 mm/tour |
| Outil de dressage | diamant de dressage à grains multiples, diamant de dressage à un seul grain |
| Avance de la meule | environ 0,02 mm |
| Durée d'étincelage | étincelage complet, 30 sec. mini |
| Profondeur de passe | > Rmax de l'ancienne opération d'usinage |
| Coaxialité de l'outil et de la pièce à usiner | la meilleure possible |
Conception du logement
Etats de surface
La qualité de surface du logement doit tenir compte des recommandations ci-dessous.
Conditions standard pour les bagues avec revêtement en élastomère :
- Ra = 1,6 à 6,3 µm
- Rz = 10,0 à 25,0 µm
- Rmax ≤ 25,0 µm
Tolérance du diamètre d'alésage du logement
Le diamètre d'alésage du logement doit être de tolérance H8 selon la norme ISO 286-2
| Diamètre d'alésage ØD1 (mm) |
Tolérance H8 (mm) |
|---|---|
| 3,0 < ØD1 ≤ 6,0 | 0 / +0,018 |
| 6,0 < ØD1 ≤ 10,0 | 0 / +0,022 |
| 10,0 < ØD1 ≤ 18,0 | 0 / +0,027 |
| 18,0 < ØD1 ≤ 30,0 | 0 / +0,033 |
| 30,0 < ØD1 ≤ 50,0 | 0 / +0,039 |
| 50,0 < ØD1 ≤ 80,0 | 0 / +0,046 |
| 80,0 < ØD1 ≤ 120,0 | 0 / +0,054 |
| 120,0 < ØD1 ≤ 180,0 | 0 / +0,063 |
| 180,0 < ØD1 ≤ 250,0 | 0 / +0,072 |
| 250,0 < ØD1 ≤ 315,0 | 0 / +0,081 |
| 315,0 < ØD1 ≤ 400,0 | 0 / +0,089 |
| 400,0 < ØD1 ≤ 500,0 | 0 / +0,097 |
| 500,0 < ØD1 ≤ 630,0 | 0 / +0,110 |
Largeur du logement
Le tableau ci-dessous informe sur la largeur de gorge préconisée.
| Hauteur H1 (mm) |
Largeur | |
|---|---|---|
| L2min (mm) | L1min (mm) | |
| 7,00 | 5,95 | 7,50 |
| 8,00 | 6,80 | 8,50 |
| 10,00 | 8,50 | 11,00 |
| 12,00 | 10,30 | 13,00 |
| 15,00 | 12,75 | 16,00 |
| 20,00 | 17,00 | 21,00 |
Rayon du logement
Le tableau ci-dessous informe sur le rayon préconisé.
| Hauteur H1 (mm) |
Rayon R2 max (mm) |
|---|---|
| 7,00 | 0,50 |
| 8,00 | |
| 10,00 | |
| 12,00 | 0,70 |
| 15,00 | |
| 20,00 |
Uniquement sur demande