Ranura para junta tórica - Dinámica - Hidráulica

Sellado dinámico: ¿qué cambia?

En el sellado dinámico, los componentes de la máquina que deben sellarse se mueven relativamente entre sí. En aplicaciones hidráulicas, se trata de movimientos alternativos, a veces con un componente helicoidal en accionamientos combinados rotativos y lineales. La junta tórica se estira, se desplaza y se vuelve a conformar en cada carrera. La fricción es, por tanto, un parámetro de diseño y no un fenómeno secundario. Cuanto mayor es la compresión, mayor es la presión de contacto sobre la superficie de sellado y mayor es la fricción. Por ello, en aplicaciones hidráulicas la compresión se mantiene deliberadamente más baja que en aplicaciones estáticas. Los valores se sitúan entre el 9 y el 16% del diámetro de la sección, según la medida. Como comparación: en compresión radial estática es del 15 al 30%. La menor compresión significa que las tolerancias y el acabado superficial deben mantenerse más estrictamente para garantizar aun así un sellado fiable.

Los parámetros de la ranura para aplicaciones hidráulicas

Los parámetros de la ranura para hidráulica dinámica se basan en las mismas seis medidas que en la compresión radial estática: d2, t, b1, z, r1 y r2. Sin embargo, los valores están ajustados a la menor compresión y a los mayores requisitos de la superficie de sellado. El cambio más llamativo está en la relación t/d2: en hidráulica es considerablemente mayor que en estático, lo que refleja la menor compresión.

d2: diámetro de la sección

El diámetro de la sección es el punto de partida. Para aplicaciones hidráulicas se utilizan las mismas medidas estándar que en aplicaciones estáticas. Diámetros de sección mayores proporcionan más superficie de contacto y, por tanto, más fricción por carrera. A velocidades altas o con recorridos largos, un diámetro de sección menor (d2 más bajo) suele ser más favorable para el nivel de fricción.

t: profundidad de la ranura (tolerancia +0,05 mm)

En hidráulica, la profundidad de la ranura está más cerca de d2 que en aplicaciones estáticas. La compresión, la diferencia entre d2 y t, es menor. Con d2 = 5,00 mm, t = 4,40 mm: una compresión del 12%, frente al 20% de la variante estática del mismo diámetro de sección. También aquí la tolerancia es solo positiva: la ranura puede ser ligeramente más profunda, pero nunca menos profunda. Compruebe siempre t después del mecanizado con un medidor de profundidad.

b1: anchura de la ranura (tolerancia +0,25 mm)

En aplicaciones dinámicas, la anchura de la ranura debe ofrecer espacio suficiente para la deformación de la junta en cada carrera. Si es demasiado estrecha, genera una tensión axial excesiva en la inversión del movimiento. Si es demasiado ancha, da a la junta espacio para rodar, lo que provoca twisting: la junta gira en la ranura y se daña. En aplicaciones hidráulicas, el twisting es una de las causas más frecuentes de fallo prematuro.

z: longitud del chaflán en el lado de entrada

La longitud del chaflán z es tan crítica en aplicaciones dinámicas como en las estáticas. En cada desmontaje y nuevo montaje, la junta vuelve a pasar por el lado de entrada. Si falta el chaflán, la junta se daña en cada mantenimiento. El ángulo recomendado es de 15 a 20 grados, y los valores z de la tabla permanecen inalterados.

Compresión en hidráulica: del 9 al 16% de d2. Compresión estática: del 15 al 30%. Una menor compresión requiere mejor acabado superficial y tolerancias más estrechas.

Acabado superficial y anchura de la holgura

Las aplicaciones dinámicas exigen valores de rugosidad más estrictos que las estáticas. La superficie de sellado debe ser Ra máx. 0,4 µm (Rz máx. 1,2 µm). El fondo de la ranura puede ser Ra máx. 1,6 µm. Una superficie de sellado más rugosa daña la junta en cada carrera, lo que provoca desgaste y finalmente fugas. Para la anchura de la holgura se aplican en aplicaciones dinámicas valores máximos inferiores a los de las estáticas: hasta 30 bar un máximo de 0,2 mm, de 30 a 63 bar un máximo de 0,1 mm.

¿Cuándo elegir sellos especiales para pistón o vástago?

Una junta tórica es una solución simple y rentable para el sellado hidráulico a presiones y velocidades moderadas. Para mayores exigencias de estanqueidad, baja fricción, alta velocidad o larga vida útil, los sellos especiales para pistón (anillos en U, lip seals, sellos de PTFE) son opciones técnicamente mejores. Evalúelo según cada aplicación, no como regla general.

• Presión superior a 250 bar: considere sellos especiales.
• Velocidad de carrera superior a 0,5 m/s: la fricción y la generación de calor requieren una atención especial.
• Vida útil superior a 1 millón de carreras: las juntas tóricas son menos adecuadas para esto.

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