Ranuras para juntas tóricas

Elegir el tipo de montaje del O-ring: ¿qué ranura se adapta a su aplicación?

Dos preguntas determinan la elección del tipo de montaje de O-ring adecuado. ¿Las piezas se mueven entre sí? Entonces se trata de dimensiones de ranura dinámicas. Si no: dimensiones de ranura estáticas. En aplicaciones estáticas, la construcción determina después qué tipo de ranura es el más adecuado. La tabla siguiente lo muestra directamente.

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Sellado estático con O-ring: cinco tipos de montaje y dimensiones de ranura

En el sellado estático con O-ring, las piezas ya no se mueven entre sí después del montaje. La compresión se sitúa entre el 15 y el 30% del diámetro de la sección. No hay desgaste por movimiento, pero eso no significa que las dimensiones de montaje estáticas sean más sencillas: una geometría de ranura incorrecta o una superficie de sellado rugosa provocan fugas con la misma facilidad que en aplicaciones dinámicas, solo que la causa es más difícil de encontrar porque no aparece desgaste visible.

La opción estándar para conexiones cilíndricas es la compresión radial estática: ranura en el vástago o en el alojamiento, y el anillo se comprime radialmente. Para conexiones planas como tapas y bridas se aplica la compresión axial, donde la dirección de la presión determina en qué lado de la ranura debe colocarse el anillo. Ambos tipos se desarrollan en la página sobre sellado estático con O-ring, incluida una tabla comparativa y los requisitos comunes de superficie y holgura.

Hay tres formas especiales de ranura disponibles para situaciones específicas. La ranura trapezoidal mantiene el anillo en su sitio después de colocarlo, lo que facilita el montaje en altura. La ranura triangular es una solución constructiva de emergencia para situaciones con profundidad de material insuficiente. En el sellado para vacío se aplican tolerancias y valores de rugosidad más estrictos, porque la difusión de moléculas de gas a través del caucho requiere tanta atención como el sellado del propio límite de presión. 

Sellado dinámico con O-ring: dimensiones de ranura para hidráulica y neumática

En el sellado dinámico con O-ring hay un movimiento alternativo, como en pistones y vástagos de cilindros hidráulicos y neumáticos. La compresión es deliberadamente menor que en aplicaciones estáticas, porque cada carrera genera fricción y desgaste. Cuanto menor es la compresión, más precisa debe ser la superficie de sellado para seguir siendo estanca. Un riesgo adicional en las dimensiones de ranura dinámicas es el twisting: el anillo gira dentro de la ranura en cada carrera y termina rompiéndose. Esto ocurre si la anchura de la ranura es demasiado grande o si la compresión es demasiado baja.

En hidráulica, el fluido lubrica el anillo en cada carrera y la compresión se sitúa entre el 9 y el 16%. En neumática, esa lubricación falta por completo: el aire no hace nada por el anillo. Esto convierte a la neumática en la aplicación más exigente desde el punto de vista de la fricción, a pesar de las presiones de trabajo más bajas. En neumática, la compresión se sitúa entre el 7 y el 13%, la más baja de todos los tipos de montaje. Ambos se desarrollan en la página sobre sellado dinámico con O-ring y en artículos detallados independientes con tablas de dimensiones completas.

Estático vs. dinámico en una cifra: compresión 15-30% vs. 7-16%. Cuanto menor es la compresión, más precisa debe ser la superficie de sellado.

Espacios de montaje del O-ring: cuatro condiciones constructivas

Además de la elección del tipo de montaje, hay cuatro condiciones constructivas que se aplican a cualquier sellado con O-ring, independientemente del tipo de ranura. Son independientes de las tablas de dimensiones, pero igual de decisivas para el resultado. En la práctica, uno de estos cuatro factores es casi siempre la causa cuando un anillo correctamente dimensionado sigue teniendo fugas.

1. El diseño de la ranura determina la geometría básica: ranura rectangular como estándar, flancos de la ranura con una inclinación máxima de 5 grados y radios de redondeo r1 y r2 que evitan concentraciones de tensión en el caucho.

2. El acabado superficial de la cara de sellado es más a menudo la causa de la fuga que el propio anillo: una sola ranura de torneado es suficiente para crear un camino de fuga continuo.

3. El chaflán en el lado de inserción protege el anillo durante el montaje. Sin esa inclinación de 15 a 20 grados, el anillo se desliza sobre un borde afilado y desarrolla grietas internas que solo se hacen visibles más tarde, bajo presión.

4. La anchura de la holgura entre los componentes determina si el caucho es extruido a presiones más altas.

Selección de materiales para sellados con O-ring

Las dimensiones de la ranura del O-ring son iguales para todos los materiales: las mismas dimensiones de montaje se aplican a NBR, EPDM y FKM. Pero el material determina si el anillo resiste el medio y la temperatura de trabajo. NBR es la elección estándar para aceite y agua hasta +100 °C. EPDM se utiliza en agua, vapor y aplicaciones exteriores. FKM resiste productos químicos agresivos y temperaturas de hasta +200 °C. Además del tipo de caucho, la dureza también desempeña un papel: un anillo más duro (80 o 90 Shore A) tolera una holgura mayor a presiones más altas, pero exige una mayor calidad superficial a presiones bajas.

Compruebe la compatibilidad de su medio mediante la guía de resistencia química (1.500+ medios), la guía de resistencia de material y temperatura o el análisis de fallos de O-rings si quiere remontar un problema existente hasta su causa.