Joints d'étanchéité en VMQ et en FKM à haute résistance à l'abrasion pour concasseurs à mâchoires, à cône et à percussion

Le broyage des roches est un processus extrêmement abrasif. Les concasseurs à mâchoires exercent une force de compression, les concasseurs à cône et les concasseurs giratoires utilisent un manteau giratoire, et les concasseurs à percussion accélèrent les roches vers des plaques de rupture ou des marteaux. Tous génèrent d’importantes quantités de poussière et de particules fines qui agissent comme une pâte abrasive sur toute surface exposée, y compris les joints d’étanchéité. En outre, ces machines reposent sur des systèmes de lubrification complexes (souvent à base de graisse ou d’huile pour engrenages lourds) afin de protéger les roulements et les engrenages, et les joints d’étanchéité doivent retenir ces lubrifiants tout en empêchant la pénétration des contaminants.

Le caoutchouc silicone (VMQ) offre une combinaison unique de propriétés : une plage de températures d’utilisation extrêmement étendue (−60 °°C à +225 °C) °C), excellente flexibilité à basse température et bonne résistance à l’ozone et aux intempéries. Toutefois, sa résistance à la traction et sa résistance à l’abrasion sont inférieures à celles de nombreux autres élastomères. Par conséquent, le VMQ est généralement utilisé dans des emplacements de joint secondaire au sein des concasseurs, tels que les joints d’enceintes électriques, les joints de capteurs ou dans des zones où le contact abrasif direct est minimal, mais où une stabilité thermique est requise.

Pour la défense d’étanchéité principale —par exemple sur les paliers de l’arbre principal, les douilles excentriques ou les vérins hydrauliques de réglage —Le fluorocarbure (FKM) et le nitrile hydrogéné (HNBR) constituent les matériaux de première ligne.

· FKM : Offre la meilleure combinaison de résistance aux hautes températures et de résistance chimique/aux huiles. Il est idéal pour les joints situés autour du système de lubrification et dans les zones exposées à la chaleur générée par le frottement.

· HNBR : Obtenu par hydrogénation du NBR, il améliore considérablement la résistance à la chaleur (jusqu’à 150 °C), résistance à l’ozone et propriétés mécaniques (résistance à la traction, résistance à l’abrasion) supérieures à celles du NBR standard. Il offre une excellente résistance aux huiles pour engrenages et aux graisses. Pour de nombreuses applications dans les concasseurs, le HNBR constitue un équilibre optimal entre performances, durabilité et coût, dépassant souvent le FKM dans les scénarios d’abrasion pure.

La norme AS213 est fréquemment citée pour des profils spécifiques de joints utilisés dans les machines lourdes telles que les concasseurs, afin d’assurer l’interchangeabilité. Une pratique essentielle en matière de maintenance concerne la conception du logement du joint : de nombreux concasseurs modernes intègrent des joints labyrinthiques ou plusieurs joints à lèvre en série, associés à des orifices de purge à graisse. Le joint élastomère principal (souvent en HNBR) fonctionne en synergie avec ces dispositifs mécaniques. La graisse est injectée périodiquement afin de créer une pression positive, ce qui expulse la poussière au lieu de la laisser pénétrer.

Des études de cas provenant de mines de cuivre en Indonésie et d’exploitations de minerai de fer en Inde montrent qu’un programme proactif de maintenance des joints, qui comprend :

1. Analyse régulière de la graisse afin de vérifier sa teneur en silice (indicateur d’une défaillance des joints d’étanchéité).

2. Thermographie infrarouge des logements de roulements pour détecter une surchauffe due à une défaillance des joints d’étanchéité.

3. Remplacement programmé des joints d’étanchéité de l’arbre lors des changements majeurs de garnitures.

   ...peut prolonger la durée de vie des roulements de broyeur de 60 à 80 %. Aux États-Unis, certaines usines d’agrégats ont adopté comme standard le HNBR pour tous les joints dynamiques de broyeur et le VMQ pour les joints statiques, ce qui simplifie la gestion des stocks et améliore la fiabilité des réparations.