Diseño de ranura para junta tórica - Tamaño de la separación

Por qué los chaflanes son necesarios

Una junta tórica tiene una sección circular de elastómero que siempre es ligeramente mayor que el espacio para el que está destinada. Ese sobredimensionamiento es intencionado: genera la compresión que crea la estanqueidad. Pero al deslizarse sobre un borde durante el montaje, ese mismo sobredimensionamiento genera un problema. El elastómero toca el canto vivo de la entrada con un ángulo casi perpendicular a la dirección del movimiento. La fuerza de fricción que se produce entonces corta el elastómero, aunque el montador no note resistencia.

El daño que esto provoca casi nunca es visible después del montaje. La junta parece intacta. La grieta está en el interior del perfil, en el propio material elastomérico. Esa grieta solo se propaga cuando la estanqueidad se somete a presión de trabajo: el medio penetra en la grieta y la agranda aún más. Dependiendo de la presión de trabajo y del material, la fuga aparece al cabo de minutos, horas o incluso después de unas semanas.

El chaflán solo añade unos segundos al mecanizado. Omitirlo cuesta horas al localizar y corregir la fuga.

La norma: de 15 a 20 grados

El ángulo recomendado para los chaflanes en el montaje de juntas tóricas es de 15 a 20 grados con respecto a la línea central del componente. Se trata de una pendiente relativamente suave, pero elegida deliberadamente. Un ángulo inferior a 15 grados ofrece una guía insuficiente: la junta apenas desliza mejor que sobre un canto vivo. Un ángulo superior a 20 grados proporciona muy poca profundidad axial para el chaflán cuando el espacio de montaje es limitado y también puede afectar a la pared de la abertura de la ranura.

La longitud del chaflán, indicada como z en las tablas dimensionales, aumenta con el diámetro de la sección. Una junta más grande tiene más elastómero que debe guiarsi sobre el borde y, por ello, requiere una pendiente más larga. Los valores z pueden encontrarse en la tabla dimensional del tipo de alojamiento correspondiente.

Longitud de chaflán por diámetro de sección

La tabla siguiente muestra los valores normativos z para estanqueidad radial estática, agrupados por clase de diámetro de sección. Los mismos valores z se aplican a las aplicaciones dinámicas. En todos los casos, el ángulo es de 15 a 20 grados.

¿Dónde debe aplicarse un chaflán?

El chaflán debe aplicarse en cada componente sobre el que deslice la junta tórica durante el montaje. En la práctica, esto siempre es el lado de entrada del alojamiento o el exterior del vástago, según la configuración. En las estanqueidades axiales, normalmente no se requiere chaflán, porque la junta no se desliza sobre un borde, sino que se coloca en una ranura plana.

Compresión radial, ranura en el componente interior: el chaflán se sitúa en el extremo del alojamiento, en el lado por el que se inserta primero la junta.

Compresión radial, ranura en el componente exterior: el chaflán se sitúa en el extremo del componente exterior o en el lado de entrada del vástago, según la secuencia de montaje.

Aplicaciones dinámicas: el chaflán también debe estar presente en el lado de salida de la estanqueidad, para que la junta pueda retirarse sin daños durante una revisión.

Compresión axial: no se requiere chaflán. La junta se coloca en una ranura plana sin pasar por un borde vivo.

Ejecución: más que solo el ángulo

El ángulo y la longitud son los dos parámetros medibles de un chaflán, pero la calidad de la ejecución determina si el chaflán realmente protege. Además del ángulo y la longitud, la norma establece tres requisitos prácticos.

Libre de rebabas: la transición del chaflán a la pared recta y la transición a la superficie plana deben estar libres de rebabas. Una rebaba en esa transición tiene el mismo efecto que no tener chaflán: la junta se engancha en la rebaba y se daña.

Superficie lisa: la propia pendiente no necesita cumplir un requisito de rugosidad especialmente estricto, pero debe estar libre de entallas, cantos vivos y marcas de mecanizado. Un chaflán bien torneado o fresado normalmente cumple este requisito de forma directa.

Transición correcta a la ranura: el chaflán debe unirse al borde de la ranura sin un cambio brusco de ángulo. Una transición suave guía la junta sin carga puntual.

Chaflanes en juntas tóricas con rosca o collar

En aplicaciones en las que una junta tórica debe deslizarse sobre una rosca o sobre un collar, el chaflán no es suficiente. Una rosca siempre tiene flancos vivos que dañan el elastómero. En esos casos se utiliza un manguito de montaje o un mandril de montaje: un útil liso y ligeramente cónico que encaja sobre la rosca y se retira una vez que la junta está en su posición. Esta es una práctica de montaje estándar en estanqueidades de vástago con rosca en el extremo del vástago.

Tres errores de montaje causados por un chaflán inexistente o deficiente

1. No se ha aplicado chaflán. Es el error más frecuente. Tras el montaje, la junta parece intacta, pero tiene pequeñas grietas internas que solo provocan fugas cuando se aplica presión.

2. Ángulo demasiado grande (más de 20 grados). El chaflán es demasiado pronunciado y ofrece una guía insuficiente. La junta supera la transición con un cambio de ángulo demasiado grande, lo que igualmente provoca daños por corte.

3. Rebaba en la transición. El chaflán se ha aplicado, pero la transición al borde de la ranura no se ha acabado sin rebabas. Se produce el mismo daño que con un chaflán ausente.