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Dec 06, 2023

13 preguntas comunes sobre los sellos del eje giratorio

Los sellos de eje giratorio se pueden encontrar en prácticamente todas las facetas de la vida diaria.

Los sellos de ejes giratorios se pueden encontrar en prácticamente todas las facetas de la vida diaria: electrodomésticos, automóviles y camiones y en todas las industrias. Aunque a menudo se trata como un producto básico, su falla puede resultar en un tiempo de inactividad costoso y pérdida de productividad. A pesar de su uso en innumerables aplicaciones, muchos todavía tienen preguntas básicas sobre cómo usarlos. Aquí hay algunas preguntas frecuentes.

Una placa de cubierta es una pieza de metal (u otro material duro) que se instala después de colocar el sello de aceite en el orificio de la carcasa. La placa de cubierta empuja la parte posterior del sello de aceite y lo comprime en la carcasa. Los sellos partidos totalmente de caucho requieren placas de cubierta porque este estilo no tiene un refuerzo externo para ayudar a retener el sello, por lo que necesita compresión dentro de la carcasa para garantizar la mejor capacidad de sellado posible.

Un sello de un solo labio es unidireccional y solo sellará en una dirección. El labio de sellado principal siempre debe mirar o apuntar hacia el medio que se debe sellar. El medio que se sella suele ser una lubricación con grasa o aceite, pero también podría ser un medio químico que debe permanecer dentro de un tanque. Si el sello debe funcionar como un excluidor y evitar la contaminación, el sello debe mirar hacia el contaminante, que podría ser suciedad y polvo o lavado químico. A veces, los sellos tendrán un labio secundario o dos labios opuestos para mantener la suciedad o la contaminación alejadas del sistema de cojinetes y/o de los medios que se están sellando.

La selección adecuada del material es esencial para un buen rendimiento de sellado. Uno de los factores que impulsa la selección de elastómeros es la temperatura de aplicación. Un caucho común que se usa en muchas aplicaciones de sellado con condiciones de operación suaves es el nitrilo (NBR), que generalmente está clasificado para uso hasta 200 F (continuo). Los nitrilos ofrecen bajo costo y buena resistencia al desgaste, pero se endurecerán y/o agrietarán si se usan a temperaturas de aplicación elevadas. A temperaturas superiores a 200 F, algunos eligen nitrilo carboxilado o hidrogenado (HNBR), que generalmente están clasificados para uso hasta 300 F (continuo). Otro tipo de elastómero utilizado a temperaturas más altas sería un fluoroelastómero (FKM), clasificado para uso hasta 400 F (continuo). Sin embargo, a cambio de la capacidad de temperatura más alta, el costo de estos materiales será más alto que el nitrilo estándar.

Aparte de las consideraciones de temperatura, algunas aplicaciones contienen medios químicos que pueden requerir un material más compatible como fluoroelastómero (FKM) o incluso politetrafluoroetileno (PTFE), que pueden ser impermeables a muchos productos químicos. Es importante tener en cuenta que el material del labio de PTFE está más cerca de un plástico que de un elastómero y tendrá diferentes consideraciones de aplicación.

La industria de alimentos y bebidas a menudo requiere sellos que cumplan con la FDA. Esto significa que los materiales del labio y la caja deben cumplir con los estándares de higiene de la FDA. Algunos materiales de labios disponibles que cumplen con la FDA incluyen FDA Silicone, FDA Viton y algunas formulaciones de PTFE, por nombrar algunas. Si el sello tiene una caja de metal, el cumplimiento de la FDA requiere el uso de 316SS. Además, gran parte del equipo en aplicaciones de alimentos y bebidas necesita limpieza o vapor cuando está en uso. Los sellos deben soportar los productos químicos de limpieza y las altas temperaturas asociadas con estos procesos.

Dependiendo de la aplicación, algunas aplicaciones expuestas a medios químicos pueden requerir un sello de labios de PTFE, que será compatible con la gama más amplia de productos químicos. Además, algunos diseños de sellos de labios de PTFE pueden soportar altas presiones y condiciones de funcionamiento en seco que los sellos de elastómero estándar no pueden. Los sellos de PTFE se pueden encontrar con y sin carcasa metálica y se pueden instalar en la misma ranura que un sello de aceite tradicional.

Los sellos con una caja de metal generalmente tienen la mayor interferencia de OD o la capacidad de permanecer dentro de la carcasa. La contrapartida de este ajuste extremadamente apretado es que se pueden producir daños en la carcasa cuando se instala un sello de caja de metal. Algunos usuarios prefieren un sello de caucho OD porque no rayará ni dañará la carcasa durante el proceso de instalación. Cambiar a un sello de caucho de OD también podría hacer un mejor trabajo de sellado estático de daños anteriores en la carcasa causados ​​por un sello con carcasa de metal. Otra consideración es que las cajas metálicas de acero estándar pueden oxidarse con el tiempo. Esto no sería un problema con un sello de diámetro exterior de caucho encapsulado en metal o totalmente de caucho.

Cuando reemplace un sello de aceite defectuoso, no mida el sello usado, ya que dará mediciones erróneas. Junto con el hecho de que diferentes fabricantes utilizan diferentes interferencias de diseño, los sellos de aceite usados ​​y desgastados a menudo sufren daños durante la extracción. Los fabricantes diseñan sellos de aceite para adaptarse al equipo del usuario, por lo que todo lo que el usuario debe hacer es proporcionar al fabricante del sello el diámetro del eje, el diámetro interior y la profundidad del agujero del equipo. Además, verifique las marcas en el sello, ya que algunos sellos de aceite muestran las dimensiones del equipo que requiere.

En la mayoría de las circunstancias, los usuarios no necesitarán medir el sello de aceite. Para dimensionar el sello correctamente, los usuarios solo necesitan conocer el diámetro del eje, el diámetro del orificio y la profundidad del orificio del equipo.

Sin embargo, es posible que los usuarios necesiten medir el sello si están tratando de verificar su tamaño fabricado. Las dimensiones más importantes de un sello de aceite son el diámetro interior (ID), el diámetro exterior (OD) y el ancho (alto). El ID del sello no se mide directamente, ya que es difícil hacerlo sin estirar o alterar el labio. El diámetro exterior del sello se mide con mayor precisión con un equipo especial llamado cinta pi. La cinta pi puede considerar cualquier condición fuera de redondez con el sello que un par de calibradores podrían no tener. El ancho (o alto) del sello se mide mejor con un par de calibradores, tomando algunas medidas alrededor de todo el diámetro.

Siempre que el sello se ajuste correctamente al eje y a los diámetros interiores, no hay ninguna ventaja de sellado con diferentes anchos de sello. Si el ancho del sello es mayor que la profundidad real del orificio, el único problema potencial podría ser la interferencia con el equipo circundante. Por el contrario, si el ancho del sello es más pequeño que la profundidad real del orificio, esto no suele ser un problema, a menos que el sello sea completamente de caucho y esté comprimido por un retenedor o una placa de cubierta. En este caso, la mejor práctica es ocupar el espacio adicional dentro de la carcasa del orificio con espaciadores de juntas para garantizar la compresión correcta en el sello por parte de la placa de cubierta.

El resorte proporciona carga alrededor de la circunferencia de sellado y mantiene el labio de sellado apretado contra la superficie del eje. Algunos diseños de sellos usan un diseño de resorte toroidal, que aplica presión en todas partes alrededor del eje. Otros estilos de sello emplean un diseño de resorte de dedo, que proporciona una acción de dedo independiente solo en las áreas donde se necesita. El volcado del resorte puede ocurrir con los resortes toroidales, ya que generalmente descansan dentro de una ranura moldeada desconectada del labio de sellado. Si el resorte se suelta durante la instalación, por ejemplo, puede ingresar al equipo en el arranque, lo que a menudo causa daños graves a los costosos cojinetes y otros equipos. Sin embargo, los diseños de resortes de dedo generalmente están moldeados o conectados mecánicamente al sello para que el resorte no se caiga ni dañe el equipo.

La vida útil del sello es difícil de determinar en el equipo en el campo porque las condiciones de operación son desconocidas y varían considerablemente. Además, las aplicaciones generalmente no son ideales (definidas como entornos limpios tipo laboratorio, completamente lubricados, baja velocidad, temperatura ambiente, sin presión, sin desalineación o descentramiento, sin exposición a productos químicos o sólidos, componentes del tamaño correcto, etc.) y la realidad es que estos factores cambian considerablemente la vida útil del sello.

Cuando se produce ranurado en el eje, normalmente se debe a que la dureza del eje y/o el acabado no cumplen con las recomendaciones industriales de un mínimo de 30 Rockwell C y de 10 a 20 micropulgadas Ra. Sin embargo, los materiales del labio en sí mismos no causarán ranuras en el eje si hay suciedad o contaminación en la aplicación. Es posible que algunas partículas se adhieran debajo del labio y la ranura del eje si es demasiado suave. No se recomienda instalar un sello de aceite nuevo sobre la ranura del eje, ya que esto podría provocar fugas. Cubra cualquier ranura del eje con un manguito de eje o desplace el nuevo labio de sellado para que entre en contacto con una superficie libre de ranuras o rayones.

Si el sello dividido necesita un resorte toroidal, generalmente habrá un accesorio de gancho o tornillo que unirá los dos extremos divididos. Algunos otros diseños de sello dividido, con un resorte de dedo, se mantienen unidos por la interferencia (o ajuste a presión) entre el diámetro exterior del sello y la carcasa del orificio maquinado. En cualquier caso, generalmente no se recomienda volver a unir con pegamento los extremos partidos de los sellos, ya que es difícil lograr la alineación correcta de los labios. Además, la compatibilidad química de los adhesivos y el elastómero labial requiere pruebas.

Karyn Stratton es ingeniera sénior de aplicaciones en Garlock. Para obtener más información, visite garlock.com.