Lo más importante antes de realizar alguna intervención a los sistemas oleohidráulicos, es cumplir fielmente las normas de seguridad y utilizar los elementos de protección personal adecuados para este trabajo.
Los sellos cumplen la función primordial de garantizar la hermeticidad en las conexiones de los sistemas oleohidráulicos para evitar las fugas desde el interior hacia el exterior y la entrada de contaminantes del exterior hacia el interior del sistema y también evitar las fugas internas entre las diferentes partes de los diferentes componentes oleohidráulicos.
Los sello se dividen en dos grandes grupos: sellos estáticos que son los que generan estanqueidad en las partes que no tienen movimiento relativo, y los sellos dinámicos que están en las partes que si tienen movimiento.
Los sellos están elaborados de elastómeros que son el tipo de plástico que se recomienda por su elasticidad para utilizar en los sistemas oleohidráulicos. Uno de los principales factores que atacan los elastómeros es el índice de anilina que poseen los aceites, esta capacidad de reaccionar contra los elastómeros aumenta cuando la temperatura de trabajo del aceite es muy alta, muchos de los sellos se deterioran endureciéndose o desmoronándose o estirándose plásticamente. Dentro de los elastómeros más utilizados para este fin, se encuentra el caucho natural, la buna (butadieno y sodio -Na-), el caucho nitrilo (NBR), el neopreno (CR), el uretano (U), el caucho silicona (MQ), el caucho butilo (IIR), el caucho etileno-propileno (EPM), el caucho etileno-propileno-dieno (EPDM), el caucho etileno-acetato de vinilo (EVM), el caucho fluorado (FKM, también conocido como Viton).
Cuando se realiza el desensamble de algún componente del sistema oleohidráulico que tenga sellos, por recomendación se deben reemplazar por nuevos, así su apariencia sea buena, esto debido a que ya pierde su característica de brindar hermeticidad.
Su selección varía dependiendo del componente, de las velocidades de trabajo, de las presiones de servicio, de las condiciones ambientales del entorno de trabajo y la compatibilidad con el tipo de aceite; se encuentran sellos en forma: de U, tórica, de anillo cuadrado, rectangular, estrella, polipack, de V, algunos con anillos de apoyo de teflón para evitar que sufran extrusión cuando sean sometidos a alta presión.
Las cavidades donde se deben alojar algunos de estos sellos, deben ser mecanizadas con alta exactitud en sus dimensiones y deben tener super acabado superficial, además es aconsejable que no tengan aristas filosas.
De igual manera por más que todas las condiciones de trabajo de los sellos sean las permisibles, ellos deben ser reemplazados según las recomendaciones del fabricante y las horas de trabajo; para realizar el montaje de los sellos en las cavidades se utiliza una herramienta parecida a un destornillador de pala pero con punta redondeada o roma para evitar cortar el sello, se recomienda aceitarla para facilitar su instalación.
La propiedad que permite evaluar un sello, es la dureza Shore que mide la altura de rebote de un elemento con punta de diamante que se deja caer sobre el sello, el instrumento para realizar este ensayo es el escleroscopio; entre mayor sea la dureza del sello mayor será la altura de rebote.
Los sellos o empaques hidráulicos son aros o anillos de hule u otros materiales que hacen que un cilindro pueda trabajar de manera eficiente.
La función principal de los sellos hidráulicos es la de sellar, o sea, no dejar pasar flujo en ciertas partes dentro de un cilindro.
Al momento de sellar, los sellos pueden transmitir fuerza o simplemente evitar que haya fugas de aceite.
La función de los sellos para vástago es la de sellar la parte de la tapa del cilindro para que no se pueda fugar aceite.
La función de los anillos de desgaste es la de evitar que haya roces entre el pistón o émbolo y el tubo.
Los sellos de doble acción tienen la misma función que los sellos de pistón solo que los sellos de doble acción pueden hacer el trabajo de dos sellos de pistón.
Los sellos bidireccionales o sellos de doble acción se utilizan en diseños especiales de cilindros.
Los O-Rings tienen una muy buena capacidad de retener el flujo, lo que los hace perfectos para el uso en los cilindros.
Sellos Estáticos: Un sello estático se caracteriza por tener libertad de movimiento entre dos elementos. Por ejemplo, juntas tóricas para inyección de combustible y juntas de colector. Estos sellos vienen en diferentes formas y tamaños.
Las juntas tóricas de fluoroelastómero de Viton y otros sellos estáticos se usan ampliamente en aplicaciones aeroespaciales, militares, de procesamiento químico, de petróleo y gas, y otras aplicaciones que involucran ambientes químicos, de presión y temperatura extrema.
Los fluoroelastómeros Viton pueden crear un sello estático con propiedades clave que incluyen:
Resistencia al desgaste, agua, calor y químicos
Resistencia a la compresión (capacidad para volver a su forma original luego de recibir compresión)
Permeabilidad (capacidad para evitar la penetración de un líquido o gas a través del sello)
Resiliencia (una medida de cuán elástica es una goma cuando se la expone a esfuerzos)
Capacidad para cumplir con estándares militares y estándares de materiales aeroespaciales
Sellos Dinámicos: Forman una barrera entre las superficies dinámicas y estáticas en aplicaciones giratorias o lineales, como ejes vibratorios o giratorios y pistones alternativos. Mantienen la presión, retienen o separan líquidos y mantienen a raya los contaminantes. Son ampliamente utilizados en todas las industrias y cumplen una variedad de funciones, tales como:
Sello hidráulico o neumático
Sello de aceite o grasa
Sello de exclusión que limpia la superficie de la barra de tiro y elimina la suciedad y la humedad
Los aisladores de cojinetes evitan la entrada de contaminantes y evitan fugas de lubricante
Los sellos de laberinto y huecos protegen los elementos mecánicos de la contaminación sin contacto.
La función principal de los sellos hidráulicos es la de sellar, o sea, no dejar pasar flujo en ciertas partes dentro de un cilindro. Al momento de sellar, los sellos pueden transmitir fuerza o simplemente evitar que haya fugas de aceite . Hay varios tipos de sellos que funcionan para diferentes aplicaciones
Se dividen en dos tipos de sellos
La función principal de los sellos hidráulicos es la de sellar, o sea, no dejar pasar flujo en ciertas partes dentro de un cilindro. Al momento de sellar, los sellos pueden transmitir fuerza o simplemente evitar que haya fugas de aceite .
Sellos para pistón
Sellos para Vástago
Limpiadores
Anillos de Desgaste
Sellos de Doble Acción
Sellos para Cilindros Neumáticos
Empaquetaduras tipo “V”
O-Rings
Información sacada de : http://www.ashm.mx/blog/que-son-los-sellos-hidraulicos/
En resumen de esta publicación encontramos que los sellos son:
• Una medida de protección los cuales funcionan para hermetizar sistemas oleohidráulicos para evitar posibles fugas
• Que también tienen requerimientos para poder utilizarlos ya puede ser en una parte de estanqueidad que serían los sellos estáticos, o los sellos dinámicos que son para partes móviles o que tengan movimiento
• Encontramos tipos de sellos entre estos se encuentran sellos en forma: de U, tórica, de anillo cuadrado, rectangular, estrella, polipack, de V y otros con ayudas
Según una página web encontramos algunas razones para utilizar estos:
• Sello absoluto. resultante en menos perdidas de producto. menos peligro de incendio, menos contaminación del ambiente con vapores, casa de bombas mas limpias y sin contaminación del liquido bombeado, que tiene muy bajo rozamiento entre la flecha y parte de los sellos, se puede utilizar a altas presiones y altas velocidades con una eficiencia muy grande, que se puede manejar líquidos con abrasivos con vació, corrosivo. usando el sello doble
Bibliografías
https://es.scribd.com/document/349499264/SELLOS-HIDRAULICOS
Es claro tener en cuenta que estos sellos no se pueden reparar, pues su función de sellar las uniones entre las conexiones se puede ver gravemente afectada y no cumplir con el sellado del fluido hidráulico. En caso de daño es mejor reemplazar toda la pieza o componente. Pues es sabido que los elementos hidráulicos es mejor reemplazarlos por uno nuevo que repararlos pues no hay garantía de que estos funcionen correctamente. Mas si hablamos de los sellos pues estos si están dañados pueden filtrar aceites que pueden ser contaminantes y peligrosos por las altas temperaturas.
Los sellos oleo hidráulicos tienen tres medidas estás medidas son el diámetro interior, la sección y la altura.
El diámetro interior: es el segmento interior que entra en contacto con el diámetro exterior del vástago del cilindro hidráulico, La medida del diámetro interior es qué tan grande es el diámetro interior de cada sello.
La sección es el grosor del sello,la sección del sello rodea todo el diámetro interior del sello y le proporciona así un diámetro exterior más grande
La medida de la altura del sello determina que tan profundo o que tan alto es el sello. Esta medida se toma girando el sello y viéndolo horizontalmente. Esta medida es muy importante en el diseño de cilindros hidráulicos y en la selección de sellos hidráulicos.
Los sellos son componentes cuya función es la de impedir la fuga de un fluido cualquiera, algunas razones para utilizar un sello es la flexibilidad del sello, hay menos fricción y hay un sellado absoluto. Hay que aclarar que cada sello cumple una labor en especifico como el de retener líquidos y limpiar impurezas que entran en la máquina o cilindro, por ejemplo el Polipack que se nombra en el texto su función es retener líquidos o fluidos que contenga un cilindro hidráulico para su funcionamiento, están expuestos a trabajar en rangos de presión y temperatura que maneje cada cilindro.
Algunos cilindros cuentan con Polipack en la tapa, o en el pistón.
Los sellos también garantizan la hermeticidad en las conexiones de los sistemas oleo hidráulicos para evitar las fugas desde el interior hacia el exterior.
Recalco mucho la importancia que han tenido desde los años 1900 cuando eran trabajados en sistemas sencillos y con agua, y eran sistemas con bastantes problemas; ahora con el uso del aceite, y su fabricación es muy importante ya que tienen en cuenta cuatro factores importantes para ello que son:
-Temperatura
-Presión
-Velocidad de desplazamiento
-Fluido
Contamos con varios tipos de elastómeros pero los que mas se utilizan son, los elastómeros (cauchos de sellos para los sistemas oleo hidráulicos) mas utilizados, y que por su dureza son los cauchos NBR ya que estos cuentan con una dureza 70 a 90 shore A (shA)
SKFhttps://www.skf.com › general-technical-information
También se encuentran estos tipos de sellado los cuales están activos en el mercado y son bastante utilizados.
Sellos de pistón: Los cuáles mantienen el contacto de sellado entre el pistón y el agujero del cilindro. El vástago del pistón en movimiento genera una alta presión en el sello de pistón que aumenta las fuerzas de contacto entre el sello y la superficie del cilindro. Por esta razón, las propiedades de las superficies de sellado son fundamentales para el correcto funcionamiento del sello.
Y sus aplicaciones comunes son:
-Equipos todoterreno
-Maquinaria industrial
-Prensas hidráulicas
-Aplicaciones automotrices
-Maquinaria agrícola
Sellos de vástago y de amortiguación: Los cuales mantienen el contacto de sellado en el movimiento de deslizamiento entre la cabeza del cilindro y el vástago del pistón. Según la aplicación, un sistema de sellos de vástago puede consistir en un sello de vástago y un sello de amortiguación o solamente un sello de vástago. Los sistemas de sellos de vástago para trabajo pesado suelen consistir en una combinación de ambos tipos de sello, mientras que el sello de amortiguación está dispuesto entre el sello de vástago y el pistón en la cabeza del cilindro. Los sellos de vástago determinan la tolerancia del diámetro del vástago, además proporcionan una fina película de lubricación en el vástago del pistón que se lubrica a sí mismo y a los sellos rascadores. El lubricante también inhibe la corrosión de la superficie del vástago del pistón. Sin embargo, la película de lubricación debe ser lo suficientemente fina como para que vuelva al cilindro durante el recorrido de retorno.
Sellos rascadores: También conocidos como raspadores, exclusores o sellos antipolvo, los cuales mantienen el contacto de sellado con el vástago del pistón cuando el equipo está parado (estático, sin movimiento alternativo del vástago) y en uso (dinámico, vástago alternativo), mientras que la tolerancia del diámetro del vástago está determinada por el sello de vástago. Sin un sello rascador, el vástago del pistón en retroceso podría transportar contaminantes al interior del cilindro.
El sellado estático exterior del sello rascador dentro del soporte también es importante para evitar que la humedad o las partículas entren en el exterior del sello rascador.
Juntas tóricas y anillos de respaldo: Son una de las soluciones de sellado más comunes. Mantienen la fuerza de contacto de sellado mediante la deformación radial o axial en el soporte del sello entre dos componentes de la máquina. Los criterios más importantes que influyen en la máxima presión de funcionamiento a la que se pueden utilizar las juntas tóricas en el sellado radial estático son los siguientes:
-Huelgo de extrusión
-Material
-Fluido sellado
-Temperatura
En condiciones específicas, existe un riesgo de extrusión (Huelgos de extrusión). Los anillos de apoyo evitan que se produzca una extrusión de las juntas tóricas en el sellado radial estático.
Tomado de: https://www.skf.com/co/organisation/skf-en-colombia
Otros tipos de sellos son =
Sellos reciprocantes
En un sello recíproco, hay un movimiento recíproco relativo (a lo largo del eje) entre los elementos interno y externo. Este movimiento tiende a deslizar o hacer rodar al Oring, o la superficie de sellado hacia adelante y hacia atrás con el movimiento recíproco.
Ejemplos de un sello reciprocante son: Un pistón en un cilindro, un émbolo que entra en una cámara o un actuador hidráulico con el vástago del pistón anclado.
Sellos oscilantes
En un sello oscilante, una parte interna o externa del conjunto de sello se mueve en un arco (alrededor del eje) con relación al otro. Este movimiento tiende a rotar uno u otro en relación con la Oring.
Ejemplo de un sello oscilante es un sello de Oring para un vástago de válvula de grifo.
Sellos radial o rotativo
En un sello giratorio, el elemento interno o externo del sistema de sellado gira (alrededor del eje) en una sola dirección. Esto se aplica cuando la rotación es reversible, pero no permite el inicio y la detención después de breves arcos de movimiento.
Ejemplos de un sello radial incluyen sellar el eje de un motor, o una rueda en un eje fijo
Sellos de asiento.
En un sello de asiento, los Oring sirve para cerrar un paso de flujo. El movimiento de cierre distorsiona al Oring mecánicamente para crear el sello, en contraste con las condiciones de sellado en tipos previamente definidos.
Ejemplos de un sello de asiento incluyen un Oring como «arandela» o roldana en la cara de una válvula roscada en espiral, un sello en el cono de una válvula de retención flotante y un sello en el extremo de un émbolo solenoide.
Los sellos hidráulicos retienen líquidos, fluidos y presiones, y se utilizan en maquinaria industrial y pesada. Cada sello hidráulico está diseñado para realizar un trabajo específico, como mantener los fluidos, los picos de presión y los contaminantes fuera de la máquina. Cada máquina procesa un determinado número de sellos en pulgadas o milímetros.
-Limpiador: También se conoce como rasgador o raspador. Tiene la función de barrer o remover polvo, tierra o impurezas que se puedan haber filtrado en el cilindro durante el funcionamiento
-Polipack: Tiene la función de retener los fluido contenidos en los cilindros hidráulicos para su funcionamiento, donde son sometidos a operar dentro del rango de presión y temperatura que soporta cada cilindro en cada máquina, de ahí la importancia de la calidad de muchos envases a simple vista en términos de funcionamiento a largo plazo y retención de líquidos.
-Guía Flexible: Tiene la función de guiar el pistón o eje durante el movimiento del cilindro, y al mismo tiempo prevenir el contacto de partes metálicas entre los elementos que se deslizan y están fijos en el cilindro.
Los sellos en sistemas oleo-hidráulicos permiten a diferentes elementos trabajar sin fugas de aceite o que a estos ingresen contaminantes que pueden provocar fallos catastróficos, la correcta instalación de estos elementos permite trabajar de manera eficaz, diseñados cuidadosamente para soportar el trabajo y el tipo de aceite que se implementara, temperatura y alto rendimiento, un sello afectado que tiene fugas genera una perdida económica no solo por el desperdicio de fluido, también por una perdida de potencia e ingreso de partículas, ¿Qué puede generar daños en los sellos?
1) Incorrecta manipulación.
2) Aceites que pueden degradar el sello.
3) Elevadas temperaturas.
4) Altas presiones.
Los sellos se utilizan para sellar la abertura entre varios componentes. Hay dos tipos principales de sellos:
Sellos dinámicos
Sellan entre los componentes en movimiento relativo. El sistema de sellado de pistón sella el movimiento alternativo dinámico entre el pistón y el agujero del cilindro.
Para conocer las funciones de los sellos, debemos conocer la función concisa de los mismos, los cuales son:
Sellos estáticos
Sellan entre los componentes fijados juntos sin movimiento relativo. Usan sellos estáticos en varios lugares, según el diseño y la construcción.
Funciones del sello del pistón:
-Actuar como barrera de presión e impedir que el fluido pase por el pistón, y eso controla el movimiento del cilindro y la posición cuando está en reposo
Funciones del sello del vástago:
-Actuar como barrera de presión y mantener el fluido dentro del cilindro
-Regular la película de fluido que se extiende con la superficie del vástago del pistón, lo que es importante para lubricar el sello rascador y el propio sello del vástago
Funciones del sello de amortiguación:
-Proteger el sello del vástago de los picos de presión de los fluidos que sobrepasan la presión del sistema
-Atenuar las fluctuaciones de presión del sistema, con lo que se mejora el rendimiento del sello del vástago al permitir que este maneje una presión más constante o que cambie gradualmente
-Evitar los contaminantes como las partículas metálicas, que dañen el sello del vástago
Funciones del sello rascador:
-Excluir los contaminantes externos para que no puedan llegar a los componentes
-Aceptar la película de lubricación nuevamente en el cilindro cuando el vástago se retrae
Funciones de los anillos guía (vástago y pistón):
-Evitar el contacto entre los metales de componentes
-Reaccionar a la carga radial
-Mantener el vástago del pistón y el pistón centrados con precisión en el cilindro, lo que es importante para el rendimiento del sistema de sellado del vástago y del pistón.
Un sello hidráulico es un dispositivo que se utiliza para sellar el fluido hidráulico y la presión dentro de un cilindro hidráulico, en cuanto a tipos de sellos hidráulicos encontramos dos estos pueden ser sellos estáticos y sellos dinámicos, asimismo hay dos tipos de material que se utilizan para fabricar un sello hidráulico: caucho y poliuretano, para fabricar un sello de los materiales antes mencionados por lo general se tienen en cuenta dos magnitudes las cuales son la cantidad de presión o calor a la que se somete el sello.
Cuando tenemos un fluido hidráulico que fluye hacia un cilindro hidráulico, la presión es reprimida por un sello hidráulico que se coloca dentro del cilindro. El sello hidráulico se instala comúnmente en el eje del cilindro interior y se sella contra la carcasa del cilindro exterior. El sello de tipo estático es un sello no móvil que se usa normalmente en aplicaciones de sello de tapa o como sello o junta de tipo brida, el sello estático regularmente se coloca dentro de una ranura y es capaz de soportar una gran cantidad de presión debido a su diseño de montaje estacionario.
El estilo dinámico del sello hidráulico es capaz de oponerse al movimiento contra su abertura interna y se usa normalmente en el eje interno del cilindro hidráulico, este sello puede tolerar que el cilindro hidráulico interno se deslice a través de su abertura mientras todavía contiene el líquido dentro del cilindro.
El óxido y la erosión en el cilindro hidráulico son adversarios perjudiciales del sello hidráulico. Cuando en el cilindro normalmente liso se comienzan a presentar superficies rugosas debido a picaduras y rozaduras, esto provoca que la superficie de nuestro sello se comience a desgarrar. Por ende esto trae consecuencias tales como una fuga o un escape completo del sello, resultando en la pérdida de fluido hidráulico así como en un cilindro hidráulico débil.
Tomado de : https://quesignificado.org/que-es-un-sello-hidraulico/
Cuando se usan anillos de pistón de acero es muy importante usar el diseño correcto de ranura para el adecuado funcionamiento del cilindro.
Anchura de la Ranura: para permitir que el anillo se deslice libremente en la ranura, la ranura debe tener por lo menos .001 pulgadas más ancha que la anchura máxima del anillo del pistón con una tolerancia de +.003pulgadas/-.000pulgadas
Profundidad de la Ranura: debe ser por lo menos 0.015 pulgadas más profundas que el grosor de la pared radial máximo del anillo de pistón con una tolerancia de +.003 pulgadas/-0.000pulgadas. Esto es para evitar cualquier posibilidad de que el anillo caiga en la ranura cuando el anillo es comprimido a su diámetro de trabajo.
Espacio Libre Radial: entre el soporte del cilindro y el pistón debe ser menos que 1/3 del grosor radial de la pared del anillo de pistón para asegurar la efectividad en el sellado.
Los sellos hidráulicos son aros o anillos de hule ú otros materiales que hacen que un cilindro pueda trabajar de manera eficiente. Hay varios tipos de sellos que tienen diferentes funciones dentro de un cilindro.
La función principal de los sellos hidráulicos es la de sellar, o sea, no dejar pasar flujo en ciertas partes dentro de un cilindro. Al momento de sellar, los sellos pueden transmitir fuerza o simplemente evitar que haya fugas de aceite .
Hay varios tipos de sellos que funcionan para diferentes aplicaciones. Que tipo de sello se va a utilizar depende de que aplicación se le va a dar.
Aquí está una lista de los Sellos Hidráulicos que más se utilizan:
Sellos para pistón
Los sellos para pistón se acomodan alrededor del pistón del cilindro. Estos sellos o empaques, al momento de sellar transmiten la fuerza que se da cuando una de las cavidades del cilindro se llena, ya sea cuando se extiende el cilindro o cuando se contrae.
Sellos para Vástago
La función de los sellos para vástago es la de sellar la parte de la tapa del cilindro para que no se pueda fugar aceite.
Limpiadores
Los limpiadores sirven para limpiar el polvo u otro elemento extraño que se pueda impregnar a la barra cromada cuando ésta se contrae después de haberse extendido.
Anillos de Desgaste
La función de los anillos de desgaste es la de evitar que haya roces entre el pistón o émbolo y el tubo.
Sellos de Doble Acción
Los sellos de doble acción tienen la misma función que los sellos de pistón solo que los sellos de doble acción pueden hacer el trabajo de dos sellos de pistón. Los sellos bidireccionales o sellos de doble acción se utilizan en diseños especiales de cilindros
Empaquetaduras tipo “V”
Las empaquetaduras tipo V se usan en mayor parte en los cilindros telescópicos.
Deacuerdo con la pagina web de análisis de sellos los sellos son componentes de las bombas que evitan que un fluido escape al exterior de la misma a través de las holguras o claros entre el eje y la carcasa, controlando las emisiones dentro de los rangos de diseño establecidos. Es un elemento que requiere mucha atención en la industria química, petroquímica y refinerías, entre otras.
En la actualidad existe diversidad de sellos mecánicos que dependen de una aplicación en particular. Sin embargo, su configuración básica está dispuesta de una parte rotativa y una estacionaria, las cuales están formadas por:
a. El Cabezal del Sello: es el ensamble de varios componentes, tal como, el anillo primario (que está en contacto con el asiento, formando ambos el sellado primario), sellantes secundarios. (o’rings, cuñas, fuelles, etc.), sistema de compensación de desgaste (resortes) y sistema de arrastre (retenedores, componentes metálicos misceláneos). Este cabezal es el lado flexible del sello, que se acomoda a ligeros movimientos axiales y radiales del equipo.
b. El Asiento del Sello: es el anillo de desgaste removible en la brida si es estacionario o, en la camisa, si es rotativo. Estos contienen los elementos que forman:
c. El sellado primario, formado por el anillo primario y el asiento, conocido comúnmente como las caras de contacto del sello. Estas caras están fabricadas con materiales como carburo de silicio, carburo de tungsteno, carbón grafitado y cerámica (óxido de aluminio).
d. El sellado secundario, formado por los elementos los empaques (O´rings, empaques grafitados, etc.) que evitan la fuga de las partes del sello con el eje y la brida.
Teóricamente, el sello debe funcionar controlando las emisiones a la atmósfera hasta que uno de sus componentes pierda su función (falla el sellado), en el primario se desgastan y/o fracturan las caras y en el secundario se deforman, se degradan los elementos de empaques.
No obstante, en la práctica observamos que en 80% de los casos, los sellos fallan antes de cumplir con su ciclo de vida.
Las mayores causas de estas fallas prematuras son:
Diseño y selección inadecuado del sello.
Instalación incorrecta del sello.
Mala operación, mantenimiento o funcionamiento inadecuado de los sistemas auxiliares del sello, tales como, lubricación, fluido amortiguador / barrera, venteos, etc.
Problemas inherentes al sistema de bombeo, como inestabilidades hidráulicas (asociadas a diseño / selección / operación de la bomba), anomalías mecánicas (relacionadas con instalación / mantenimiento de la bomba).
Cambios en las condiciones de servicio (Contexto Operacional), respecto a las especificadas del diseño original.
bibliografía: https://predictiva21.com/analisis-causa-raiz-aplicado-fallas-sellos-mecanicos-bombas/
Los sellos hidráulicos se utilizan en los cilindros hidráulicos para sellar las aberturas entre los diversos componentes del cilindro hidráulico, también los sellos hidráulicos cumplen la función de retener fluidos y presión, son utilizados para la maquinaria pesada e industrial, cada sello hidráulico está diseñado para hacer una labor diferente como por ejemplo:
-Retener líquidos, picos de presión y limpiar impurezas que entran en la máquina. Cada maquinaria maneja un determinado tamaño de sellos en pulgadas o milímetros.
Los sellos son un aspecto importante en el diseño de maquinas donde los fluidos presurizados deben estar contenidos dentro de un volumen de la máquina, por ejemplo, dentro de un cilindro hidráulico. Los sellos se dividen en dos categorías generales:
° Sellos Estáticos: donde el sellado tiene un lugar entre dos superficies que no se mueven relativamente. Sellan entre los componentes fijados juntos sin movimiento relativo. Los cilindros hidráulicos usan sellos estáticos en varios lugares, según el diseño y la construcción. Los más comunes son los sellos estáticos entre el pistón y el vástago del pistón, y entre el cabezal y el tubo del agujero del cilindro.
° Sellos Dinámicos: donde el sellado esta o tiene lugar entre dos superficies que se mueven, por ejemplo, mediante movimientos rotativos o alternativos. Sellan entre los componentes en movimiento relativo. En un cilindro hidráulico, el sistema de sellado del vástago sella el movimiento alternativo dinámico entre el vástago del pistón y el cabezal, mientras que el sistema de sellado de pistón sella el movimiento alternativo dinámico entre el pistón y el agujero del cilindro.
Cualquier espacio libre entre dos componentes permitirá el paso de moléculas de fluido en cualquier dirección, dependiendo de la dirección de las presiones y la inercia del fluido
https://www.skf.com/co/products/industrial-seals/hydraulic-seals
https://sellosyafines.com/para-que-son-los-sellos-hidraulicos/
https://www.skf.com/co/products/industrial-seals/hydraulic-seals/general-technical-information/introduction-to-fluid-power/hydraulic-seals-guides
Los sellos son importantes en un sistema oleo hidráulico, ya que cuando el sistema esta trabajando las vibraciones y la temperatura pueden generar perdidas de aceite entre los componentes que representan un gasto económico, los sellos permiten a los elementos moverse minimizando las perdidas; para seleccionar correctamente un sello debemos considerar:
1) Temperatura: En los sistemas oleo hidráulicos el aceite puede alcanzar altas temperaturas, estas temperaturas pueden afectar la elasticidad deseada para el sello y su vida útil.
2) Dimensiones: El sello se debe ajustar óptimamente en los elementos, si el sello no ajusta bien pueden representar una perdida de potencia en el sistema, (un sello con holgura no retiene bien el aceite, un sello con exceso de ajuste se desgasta con mayor velocidad).
3) Presión: Similar a la temperatura, las presiones y compresiones altas afectan al sello disminuyendo su vida útil.
La mala manipulación y la falta de revisión también pueden afectar el sello y el sistema hidráulico en general.
Para la instalación y montaje de un sello hidráulico se debe tener en cuenta el tipo de soporte del sello, que determina el método de instalación y el equipo necesario.
Hay cuatro tipos principales de soportes de sellos:
Ranuras de soporte cerradas: son los soportes más comunes de los sellos. Requieren más planificación y esfuerzo para que el sello se instale correctamente sin daños. No todos los tamaños de sección transversal del sello ni las combinaciones de materiales pueden instalarse en este tipo de soportes de sello.
Ranuras de soporte abiertas: permiten que el sello se introduzca a presión con una mínima deformación y, por lo tanto, son una buena elección cuando el diseño, el material o el tamaño del sello impiden su instalación en un soporte cerrado o escalonado. Algunos sellos, como los sellos rascadores a presión, tienen un manguito metálico que retiene el sello en una ranura abierta mediante fuerzas de presión, mientras que otros sellos pueden requerir un anillo elástico. Los anillos elásticos de plástico, como el RI para vástagos o el RR para pistones, están disponibles en SKF a pedido. Las ranuras de soporte abiertas requieren radios o chaflanes de borde especificados para evitar que se dañe el sello cuando este entra en la ranura del soporte o pasa por la ranura para anillo elástico.
Ranuras cerradas partidas de dos piezas: estas ranuras incorporan dos componentes de máquina desmontables para proporcionar una ranura abierta cuando se instala el sello y una ranura cerrada cuando la máquina está completamente montada.
Ranuras escalonadas: permiten la instalación de sellos con menos deformación. Los sellos rascadores encajables son un ejemplo común en las aplicaciones de cilindros hidráulicos.
Radios angulares
Los radios angulares dentro de la ranura deben dimensionarse para evitar el contacto involuntario con la parte adyacente del sello. Las recomendaciones sobre el radio angular del lado estático figuran en las listas de tamaños de la sección del producto correspondiente.
Radios de borde de ranura
Todos los bordes de las ranuras exteriores y cualquier otro borde que pueda entrar en contacto con el sello durante la instalación o el uso deben interrumpirse con un radio pequeño. De lo contrario, el borde afilado puede dañar el sello. A menos que se especifique lo contrario, todos los bordes de las ranuras exteriores deben tener un radio de aproximadamente 0,2 mm (0.008 pulgada).
Los sellos hidráulicos se utilizan en cilindros hidráulicos para sellar aberturas entre varios componentes del cilindro hidráulico.
Los sellos se moldean o mecanizan y se diseñan utilizando un sofisticado software de simulación.
El producto tiene capacidades de sellado dinámico y estático. La gama incluye diferentes sellos de pistones, vástagos de pistón, parachoques y guardapolvos, así como anillos guía y juntas tóricas.
Las características de la superficie del diámetro interior del cilindro y del vástago del pistón afectan en gran medida la función y la vida útil del sello. Los parámetros para especificar el acabado superficial están definidos por la norma ISO 4287:1997. El parámetro de rugosidad de la superficie más utilizado es Ra (en μm o μin), la media aritmética de la desviación del perfil de la superficie.
Sello de alta presión
Es un anillo relativamente suave, no metálico, capturado en una ranura o fijado en una combinación de anillos, formando un conjunto de sello, para bloquear o separar el fluido en aplicaciones de movimiento alternativo. Los sellos hidráulicos son vitales en la maquinaria. Su uso es fundamental para proporcionar una forma de convertir la potencia del fluido en movimiento lineal.
Materiales
Los sellos hidráulicos pueden estar hechos de una variedad de materiales como poliuretano, caucho o PTFE. El tipo de material está determinado por las condiciones de operación específicas o los límites debido al tipo de fluido, presión, compatibilidad química del fluido o temperatura.
Otros materiales a considerar dependiendo de su aplicación son Viton, NBR, EPDM y PTFE relleno.
Estático
Un sello hidráulico estático está ubicado en una ranura y sin movimiento, solo sella dentro de su espacio confinado actuando como una junta. Para lograr esto, la junta debe estar bajo presión. La presión se aplica apretando los tornillos.
Dinámica
Un tipo de sello hidráulico dinámico llamado sello de barra está expuesto a un movimiento en su diámetro interior a lo largo del eje o barra de un cilindro hidráulico. Un tipo de sello hidráulico dinámico llamado sello de pistón está expuesto a un movimiento en su diámetro exterior a lo largo del tubo o agujero de un cilindro hidráulico.
El sello de la barra es el sello más crítico en cualquier tipo de equipo de alimentación de fluidos que evita la fuga de líquido desde el interior del cilindro hacia el exterior. La fuga a través del sello de la varilla puede reducir el rendimiento del equipo, y también en casos extremos puede causar problemas ambientales.
Hay una amplia gama de sellos de barra hidráulica para sistemas de simple efecto y de doble efecto. Estos incluyen un sello de poliuretano energizado (NBR) perfilado NBR único, y un sello de tres elementos diseñado específicamente para la industria minera que comprende un activador de anillo en O, una cubierta de PU y un anillo anti-extrusión de poliacetal.
Se debe prestar especial atención para emparejar el sello de la varilla y el limpiador para el mejor rendimiento de sellado. Si se combina un sello de barra menos agresivo con un limpiador agresivo, el limpiador puede raspar la película de aceite microscópicamente delgada que permanece en la barra en imperfecciones microscópicas de la superficie durante la carrera de retorno, lo que resulta en una fuga del sistema.
El sello del vástago de alto rendimiento, de propósito general, anillo en U o sello del pistón está diseñado para proporcionar una solución de sellado en seco en aplicaciones de trabajo liviano y mediano, poliuretano de alto rendimiento, para una fácil instalación y un excelente rendimiento a baja temperatura.
Los sellos dinámicos hidráulicos se emplean en aplicaciones de movimientos alternativos o rotativos (Vástagos, pistones, bridas) y están expuestos a los fluidos hidráulicos.
Las aplicaciones rotativas (Motores) precisan de un solo sello, ya que trabajan en una sola dirección axial. En cambio, las alternativas (Pistones) precisan de dos sellos hidráulicos, uno para cada sentido del movimiento.
Los sellos de un cilindro hidráulico constan normalmente de tres componentes básicos: el elemento sellante que impide la fuga del aceite a través del huelgo existente entre el eje giratorio y la tapa, la caja metálica que alberga el sello y que proporciona rigidez, y el resorte que aumenta el contacto entre el labio del sello y el eje del pistón.
Uno de los sellos más Utilizados son los O’RING ya que previene pérdidas y escapes de gases o fluidos presentando las siguientes VENTAJAS:
* Sellan en un amplio rango de presiones, temperaturas y tolerancias.
* No necesitan ningún ajuste.
* Requieren poco espacio.
* Son livianos.
* En muchos casos son reutilizables.
* Su falla, generalmente es gradual.
* Son económicos frente a otro tipo de sellados.
USO ESTÁTICO
Es aquel en que las superficies a sellar no se mueven una respecto de la otra.
No requiere elevada presión de apriete para obtener sello estanco.
USO DINAMICO
Cuando existe movimiento de una superficie respecto de la otra.
Ejemplo típico: O-Ring en pistones y vástagos de cilindros hidráulicos, debe tenerse en cuenta el fenómeno de extrusión al seleccionar el compuesto del O-Ring.
Algunas razones para utilizar los sellos:
Menos peligro de incendio, menos contaminación del ambiente con vapores, casa de bombas mas limpias y sin contaminación del liquido bombeado, se puede utilizar a altas presiones y altas velocidades con una gran eficiencia, puede manejar líquidos con abrasivos, con vacío, corrosivo.
¿Qué es un Sello Mecánico?
Es el elemento utilizado para evitar las fugas de fluidos en el punto en el cual el eje pasa del extremo húmedo al seco ó atmosférico. Los sellos mecánicos se utilizan en bombas, compresores y otros tipos de equipos rotantes.
¿Cómo saber la medida de un sello mecánico?
La sección o pared del sello: La sección es el grosor del sello. Por ejemplo, un sello tiene un diámetro interior de 2 pulgadas y una pared de 0.250 pulgadas. Si su diámetro interior es de dos pulgadas y su sección es de 0.250 pulgadas, esto quiere decir que el sello tiene un diámetro exterior de 2.5 pulgadas
¿Cuáles son los elementos que componen un Sello Mecánico?
Pistas ó caras (pista rotativa y pista estacionaria), O’rings-juntas (dinámicos y estáticos) y mecanismo de compresión (resortes, fuelles, álabes, etc.
¿Cuántos tipos de sello mecánico hay?
Por un lado, existen los sellos mecánicos balanceados, los cuales pueden soportar presiones bastante altas y funcionan mejor para fluidos que poseen propiedades de lubricación más bajas.
Por otro lado, hay los no balanceados que tienen un buen desempeño en contextos en los que exista un alto grado de vibración y desalineación.
¿Qué datos se requieren para seleccionar un sello mecánico?
Los sellos mecánicos son fabricados y diseñados dependiendo el fluido o gas que se desea sellar. Para que los fabricantes de sellos mecánicos puedan seleccionar el sello mecánico adecuado, necesitan conocer los siguientes datos: Fluido o gas, RPM, temperatura, presión de trabajo.
En la mayoría de las veces los fallos y roturas aparecen cuando menos lo esperas y pueden generar graves problemas de equipo y costos de paradas tanto en maquinarias como de personal, además una mayor pérdida de tiempo es también una pérdida de dinero que puede evitarse.
Los sellos hidráulicos tienen dos funciones principales: prevenir la pérdida de fluido y proteger al sistema hidráulico de residuos. La instalación muchas veces no se hace correctamente porque no se presta demasiada atención a los requisitos funcionales del sello y aquí es donde se originan los fallos.
Normalmente, los sellos hidráulicos están fabricados por materiales que deben soportar temperaturas extremas, altas presiones y elementos químicos que afectan directamente su funcionamiento. Elegir correctamente un sello e instalarlo no es una tarea sencilla que pueda hacerse con apuro; sino que antes se debe conocer muy bien las posibles consecuencias del entorno en el sello.
¿Sabías que una pérdida constante de cinco gotas de aceite que se fugan de un conector hidráulico por minuto suponen un volumen de 0,5 ml por cada gota. Lo que resulta unos 180 litros al año y más de cien dólares de gasto en aceite adicional?
Sin embargo, si bien es normal que los sellos se desgastan con el paso del tiempo, se puede evitar problemas mayores o alargar la vida útil si se conocen las causas que originan los fallos en el sello hidráulico.
Los errores más comunes se relacionan a:
* Instalación incorrecta: A veces puede instalarlo al revés ocasionando fugas o incluso, si intenta colocar un sello con una medida incorrecta solo logrará que se rompa. Debe asegurarse de medir correctamente su diámetro, su anchura y el lugar donde va a colocar el sello para asegurar una correcta instalación. Recuerde no forzar las cosas: un sello sólo debe utilizarse en las medidas para las que ha sido diseñado.
* Acumulación de residuos: el polvo, las virutas metálicas y otras partículas sólidas suelen acumularse durante el funcionamiento del sello y generalmente con el paso del tiempo generan daños.
* Exceso de temperatura y presión: El calor y la presión elevada por encima de los límites que el sello puede soportar provocan su deterioro o rotura y además causan una mayor contaminación al sistema hidráulico.
* Contacto con sustancias químicas: el contacto del sello con algún fluido corrosivo, como aditivos de aceite, ocasiona su ruptura. Esto se debe a que se haya elegido el sello de un material inadecuado. El deterioro químico se observa bien cuando el sello se hincha o se contrae.
¿Cómo hago para evitar fallas en los sellos hidráulicos?
Si quiere prevenir fugas o daños no solo debe seleccionar e instalar el sello hidráulico correcto para la aplicación concreta. La clave está en elegir el producto adecuado y colocarlo correctamente.
También debe saber que los sellos hidráulicos no se pueden reparar sino que se cambian por unos nuevos. Y para ello, tendrá que desarmar y sellar nuevamente todo el cilindro cada vez que cambie un sello.
Algunos consejos para la instalación correcta de los sellos hidráulicos:
– Examine el cilindro y su funcionamiento de forma periódica.
– Retire el eje principal fuera del cilindro, exponiendo el pistón y los demás componentes.
– Coloque el montaje del extremo del eje en una morsa y sujétalo bien fuerte. Luego desatornilla la tuerca que sujeta al pistón y retíralo.
– Apoye el eje del pistón y sus partes en un lugar libre del polvo y suciedad.
– Quite los sellos con la herramienta extractora de sellos.
– Limpie la camisa del cilindro, el pistón, el eje y los demás componentes y revise que esté libre de rayas o asperezas. De ser necesario, puede suavizar las áreas con una tela esmeril.
– Instale los sellos nuevos de la misma manera que estaban colocados los sellos rotos prestando atención a que las medidas sean las indicadas.
– Vuelva a colocar el eje en la morsa e instale todas sus partes en el orden inverso al cual fueron quitadas. – — Luego ajuste la tuerca del pistón bien fuerte.
– Recubra el montaje del pistón y los sellos con fluido hidráulico, usando un trapo limpio o guante.
– Inserte el eje del pistón nuevamente en el cilindro.
– Coloque nuevamente el dispositivo de sujeción en el extremo del eje del cilindro. Atornille la tuerca cabeza en el cilindro, sujetándola con la llave especial adecuada.
BIBLIOGRAFIA
https://www.camsametalurgica.com/sellos-hidraulicos-correcta-instalacion/
-Sellos dinámicos:
Sellan entre los componentes en movimiento relativo. En un cilindro hidráulico, el sistema de sellado del vástago sella el movimiento alternativo dinámico entre el vástago del pistón y el cabezal, mientras que el sistema de sellado de pistón sella el movimiento alternativo dinámico entre el pistón y el agujero del cilindro.
-Sellos estáticos:
Sellan entre los componentes fijados juntos sin movimiento relativo. Los cilindros hidráulicos usan sellos estáticos en varios lugares, según el diseño y la construcción. Los más comunes son los sellos estáticos entre el pistón y el vástago del pistón, y entre el cabezal y el tubo del agujero del cilindro.
-Funciones del sello del pistón:
+ Actuar como barrera de presión e impedir que el fluido pase por el pistón, lo que es importante para controlar el movimiento del cilindro o mantener la posición cuando está en reposo.
-Funciones del sello del vástago:
+ Actuar como barrera de presión y mantener el fluido operativo dentro del cilindro
+ Regular la película de fluido que se extiende con la superficie del vástago del pistón, lo que es importante para inhibir la corrosión del vástago y para lubricar el sello rascador y el propio sello del vástago
+ Aceptar la película de lubricación nuevamente en el cilindro cuando el vástago se retrae
-Funciones del sello de amortiguación:
+ Proteger el sello del vástago de los picos de presión de los fluidos que sobrepasan la presión del sistema
+ Atenuar las fluctuaciones de presión del sistema, con lo que se mejora el rendimiento del sello del vástago al permitir que este maneje una presión más constante o que cambie gradualmente
+ Actuar como un exclusor interno para evitar que los contaminantes del sistema, como las partículas metálicas, dañen el sello del vástago.
-Funciones del sello rascador:
+ Excluir los contaminantes externos para que no entren en el conjunto del cilindro ni en el sistema hidráulico
+ Aceptar la película de lubricación nuevamente en el cilindro cuando el vástago se retrae
-Funciones de los anillos guía:
+ Evitar el contacto entre metales entre los componentes
+ Reaccionar a la carga radial causada por las cargas laterales en el conjunto del cilindro
+ Mantener el vástago del pistón y el pistón centrados con precisión en el conjunto del cilindro, lo que es importante para el rendimiento del sistema de sellado del vástago y del pistón.
La selección del perfil y el material del sello adecuados para una aplicación determinada requiere la consideración de muchos factores. Para cualquier factor de aplicación fuera de lo común o para especificar sistemas de sellado en nuevos diseños de cilindros hidráulicos, puede ser necesario un cierto grado de experiencia para saber manejar estos sellos y así poder seleccionarlo.
Antes de que se puedan seleccionar los sellos, se deben recopilar ciertos parámetros e información de la aplicación. Las siguientes consideraciones comunes sobre la aplicación son casi siempre necesarias al seleccionar los sellos hidráulicos:
– Rango de presiones del fluido: el rango de presión del sistema, así como la frecuencia y la intensidad de los picos de presión
– Rango de temperatura: del fluido y del conjunto del cilindro, tanto en funcionamiento como en reposo
– Velocidad: del recorrido del vástago del pistón en movimiento alternativo
– Medios fluidos: el tipo y la viscosidad del fluido utilizado en el sistema
– Dimensiones: los diámetros del vástago y del agujero, las dimensiones de las ranuras del sello y los huelgos (si ya están especificados), la longitud total del cilindro y la longitud del recorrido, así como las especificaciones de acabado superficial (si ya están especificadas)
Aplicación del cilindro: el tipo de equipo en el que se utilizará el cilindro y cómo funcionará en el equipo, así como la instalación, los ciclos de trabajo y los factores ambientales (temperatura externa, contaminantes)
Algunos beneficios de los sellos son:
Sello absoluto: como resultado, se reduce la pérdida de producto, los peligros de incendio, la contaminación por vapor ambiental y la contaminación del fluido bombeado.
Fricción muy baja entre el eje y los elementos de sellado: poco desgaste en mangas y flechas.
Flexibilidad: esto permite el ajuste automático para compensar la desalineación, el juego axial y radial, la vibración y el desgaste de los componentes.
Hay poca fricción debido al área de contacto muy pequeña, se requiere una junta para ahorrar energía.
La alta presión y la alta velocidad se pueden procesar con una eficiencia extremadamente alta.
Aparte de lo mencionado en la publicación podemos decir que el objetivo de los sellos varía según el uso que se le dará, sabemos también que la función principal de los sellos es no dejar pasar ningún tipo de flujo y también evitar fugas desde el interior hacia el exterior y que los elastómeros son el tipo de plástico que más se recomienda por su elasticidad, a parte de los tipos de sellos que se mencionan anteriormente que son los (estáticos y dinámicos) también existen otros tipos como los siguientes:
• Sellos O-RING: Es un sello utilizado para operaciones de prensado y compresión, es un sello contra dos superficies anulares y una superficie plana, el aumento de la presión aumenta la fuerza que actúa sobre la superficie de sellado. Esto permite que el sello aplique fuerza a la superficie de sellado.
• Sellos de simple y doble efecto: Los sellos de acción simple mantienen la presión en un lado del pistón sin fugas y los sellos de acción doble están diseñados para compensar la presión en ambos lados.
• Sellos para gato hidráulico: Si el sello no funciona es posible que el cilindro este fallando lo cual provocara fugas de aceite hidráulico y caídas de presión y esto evitara que el cilindro se eleve.
También existen algunas funciones de los sellos como los siguientes:
• Funciones del vástago: Actuar como barrera de presión y mantener el fluido operativo dentro del cilindro.
Aceptar la película de lubricación nuevamente en el cilindro cuando el vástago se retrae.
• Funciones del sello de amortiguación: Proteger el sello del vástago de los picos de presión de los fluidos que sobrepasan la presión del sistema.
Actuar como un exclusor interno para evitar que los contaminantes del sistema, como las partículas metálicas, dañen el sello del vástago.
• Funciones del sello rascador: Excluir los contaminantes externos para que no entren en el conjunto del cilindro ni en el sistema hidráulico.
• Funciones del pistón: Actúa como una barrera de presión e impide que el fluido pase por el pistón.
Bibliografía
• https://hidraulica.club/componentes/que-son-los-sellos-hidraulicos/#Sellos_O-RING
• https://www.skf.com/co/products/industrial-seals/hydraulic-seals/general-technical-information/introduction-to-fluid-power/hydraulic-seals-guides