Sellos de cilindros hidráulicos

El tipo de cilindro y la aplicación son los dos criterios principales a la hora de seleccionar las juntas y guías adecuadas. Las aplicaciones se denominan aplicaciones de servicio ligero, medio o pesado. El nivel de responsabilidad suele caracterizarse por los siguientes criterios:

  • Los cilindros de servicio ligero se utilizan para equipos estacionarios en entornos de fábrica y cuentan con presiones de sistema de hasta 160 bar (2300 psi) y temperaturas de hasta 70 °C (160 °F).
  • Los cilindros de servicio mediano se utilizan normalmente en equipos agrícolas fuera de carretera con presiones de sistema de hasta 250 bar (3625 psi) y temperaturas de hasta 90 °C (195 °F).
  • Cilindros de servicio pesado para equipos de movimiento de tierras, minería y silvicultura fuera de carretera caracterizados por presiones del sistema de 400 bar (5800 psi) o más, temperaturas superiores a 90 °C (195 °F), posiblemente intermitentemente hasta 110 °C ( 230°C) F).

Sellos de cilindros hidráulicos

Los sellos de cilindros hidráulicos se utilizan para sellar las aberturas entre los componentes de los cilindros hidráulicos. Están diseñados para retener fluido hidráulico, excluir contaminantes sólidos o líquidos y mantener la presión hidráulica. Estas tareas requieren una variedad de diferentes diseños de sellos y mejoras de rendimiento. El material de sellado debe adaptarse a las irregularidades de la superficie metálica para evitar el paso de fluido. Para adaptarse a los cambios en el tamaño del espacio, el sello debe expandirse o comprimirse rápidamente para adaptarse al cambio dimensional. Finalmente, para evitar que se comprima en el espacio, el sello debe tener suficiente módulo y rigidez para soportar el esfuerzo cortante creado por la presión del sistema.

El sellado exitoso incluye la contención de fluidos en los sistemas y componentes de potencia de fluidos y la exclusión de contaminantes. La superficie en contacto con el sello determina qué tipo se utiliza. Las superficies pueden ser estáticas o dinámicas, en movimiento o no. Los sellos estáticos se usan típicamente cuando no hay movimiento relativo entre las superficies de contacto. El sellado dinámico es lo contrario. Utilícelos cuando haya movimiento entre superficies. Esto puede ser un movimiento alternativo u oscilante.

Sellos de varilla y cojín

El vástago del pistón y el sello amortiguador se mantienen en contacto de sellado mediante el movimiento deslizante entre la culata y el vástago del pistón. Dependiendo de la aplicación, el sistema de sello de vástago puede consistir en un sello de vástago y un sello amortiguador, o solo un sello de vástago. Los sistemas de sellos de vástago para aplicaciones de servicio pesado generalmente consisten en una combinación de dos tipos de sellos. Se proporciona un sello amortiguador en la culata entre el sello del vástago y el pistón.

El sello del vástago del pistón actúa como una barrera de presión, manteniendo el fluido de trabajo dentro del cilindro. También proporcionan una fina película lubricante en el vástago del pistón para lubricar los sellos del vástago y los sellos limpiadores. El lubricante también inhibe la corrosión de la superficie del vástago del pistón. Sin embargo, la película lubricante debe ser lo suficientemente delgada para regresar al interior del cilindro durante la carrera de retorno. La selección de perfiles y materiales para los sistemas de sellado del vástago del pistón es una tarea compleja, teniendo en cuenta todos los posibles criterios de diseño y aplicación del cilindro. Las varillas de pistón y los sellos de parachoques vienen en muchos perfiles diferentes, en una variedad de materiales, series y tamaños, para funcionar en una variedad de condiciones de operación y aplicaciones.

El sello amortiguador protege el sello del vástago al reducir la magnitud de los picos de presión. Los picos de presión repentinos pueden ser causados ​​por fuerzas externas que actúan sobre el vástago del pistón, iniciados por el fluido en el cilindro, y crean una mayor presión de fluido en el cilindro. Estos picos de presión pueden superar la presión de funcionamiento del sistema. Los sellos de cojín se combinan con los sellos de vástago para proporcionar un sistema de sellado de vástago efectivo para cilindros en aplicaciones de servicio pesado a alta temperatura y presión.

Sello de piston

Los sellos de pistón mantienen el contacto de sellado entre el pistón y el cilindro. La presión diferencial que actúa sobre el pistón para extender o retraer el vástago del pistón puede superar los 400 bar (5800 psi). La presión sobre el sello del pistón aumenta la fuerza de contacto entre el sello del pistón y la superficie del cilindro. Por lo tanto, las propiedades de la superficie de las caras de sellado son fundamentales para un rendimiento de sellado adecuado.

Los sellos del pistón actúan como una barrera de presión y evitan que el fluido pase a través del pistón, lo cual es importante para controlar el movimiento del cilindro o mantener la posición cuando está parado. Los sellos de pistón generalmente se dividen en sellos de acción simple (la presión actúa en un solo lado) y de doble acción (la presión actúa en ambos lados).

Los sellos de pistón de doble efecto tienen un perfil simétrico y la misma función de sellado en ambas direcciones. Por lo general, los sellos de pistón de doble acción constan de un anillo deslizante y un energizador. Debido a que los cilindros de doble efecto contienen fluido en ambos lados del pistón, se puede crear una película lubricante relativamente gruesa entre los sellos del pistón y el cilindro para minimizar la fricción y el desgaste.

Los sellos de pistón de acción simple están diseñados para cilindros que aplican presión desde un solo lado. Un pistón en un cilindro de simple efecto solo puede tener aceite en el lado de presión, dejando el otro lado abierto a la atmósfera. Por lo tanto, el sello del pistón debe dejar una película de aceite mínima a su paso por el orificio del cilindro, de lo contrario, el transporte de aceite provocará una fuga hacia el exterior.

En un cilindro de simple efecto, el extremo abierto empuja el aire y lo aspira mientras el pistón se mueve en vaivén. Este aire puede llevar humedad y contaminantes al interior del cilindro, causando daños en el sello. Los filtros de escape se pueden instalar en el lado abierto del cilindro para reducir la entrada de contaminantes al interior del cilindro. Los orificios de los cilindros también se pueden recubrir con cromo duro para evitar la corrosión.

sello de limpiaparabrisas

Los cilindros hidráulicos funcionan en una variedad de aplicaciones y condiciones ambientales, incluida la exposición al polvo, los escombros o las condiciones climáticas externas. Para evitar que estos contaminantes ingresen al conjunto del cilindro y al sistema hidráulico, se instalan sellos limpiadores (también conocidos como raspadores, excluidores o sellos contra el polvo) en el exterior de la culata del cilindro.

El sello limpiador mantiene contacto de sellado con el vástago del pistón cuando el dispositivo está en reposo (estático, sin movimiento alternativo del vástago del pistón) y en uso (movimiento dinámico alternativo del vástago del pistón). Sin un sello limpiador, el vástago del pistón retraído podría transportar contaminantes al cilindro.

Guía anillo guía de lubricación

Las guías de varilla generalmente se colocan dentro de la varilla y los sellos amortiguadores y deben lubricarse con el mismo medio utilizado en el sistema cuando se ensambla. Los rieles siempre deben estar bien lubricados y no deben ubicarse más allá del sello del vástago. Sin embargo, en algunos casos, se pueden usar guías con politetrafluoroetileno (PTFE) en el exterior del sello del vástago debido a sus propiedades autolubricantes.

Los anillos guía brindan una guía efectiva para los componentes que se mueven entre sí y acomodan las cargas radiales que actúan sobre el conjunto del cilindro. Hay muchos factores a considerar al seleccionar los sellos y guías adecuados para una aplicación determinada. El vástago del pistón y los anillos guía del pistón evitan el contacto de metal con metal entre los componentes, reaccionan a las cargas radiales causadas por las cargas laterales en el conjunto del cilindro y mantienen el centrado radial del vástago del pistón y el pistón dentro del conjunto del cilindro dentro del rango aceptable de el sello. Estas características son importantes para el rendimiento de los sistemas de sellado de vástagos y pistones.

La selección del material de sellado es clave

Los sellos industriales están expuestos a una variedad de condiciones operativas desafiantes, como alta temperatura, alta velocidad, presión y productos químicos agresivos. Para hacer frente a estas y otras condiciones adversas, se debe seleccionar el material de sellado más adecuado. Varios factores influyen en la selección de materiales, incluida la exposición a los medios, la presión, la temperatura y los requisitos reglamentarios potencialmente estrictos comunes en aplicaciones de alimentos y bebidas o petróleo y gas. Los tipos de materiales de sellado incluyen:

goma —NBR, FKM y HNBR son materiales de caucho comúnmente utilizados en aplicaciones hidráulicas. Son muy flexibles y se pueden estirar y desviar aplicando una fuerza relativamente pequeña. Muchos de ellos tienen una excelente resistencia al aceite mineral, grasa u otros medios.

Elastomero termoplástico – Estos proporcionan las ventajas típicas de los materiales de caucho y plástico. El poliuretano termoplástico (TPU) de alto rendimiento de SKF combina una excelente resistencia a la abrasión y abrasión, una deformación permanente por compresión baja, una alta resistencia al desgarro y una excelente resistencia a la presión.

teflón — Diseñado para soportar condiciones extremas, el PTFE y sus compuestos pueden soportar productos químicos agresivos, así como altas temperaturas y presiones. Debido a su coeficiente de fricción extremadamente bajo, también pueden soportar condiciones de funcionamiento en seco.

el plastico —Los materiales plásticos pueden cumplir con los requisitos de rendimiento mecánico, químico y de temperatura más alta, que van desde los plásticos de ingeniería hasta los plásticos de alto rendimiento. Los anillos de respaldo generalmente están hechos de plástico y se usan para mejorar la capacidad de carga de presión del vástago del pistón o el sello del pistón.

Estándar de especificación de sellos

El diseño de sistemas de sellado y guía en cilindros hidráulicos requiere una cuidadosa atención a la interacción de todos los componentes del cilindro hidráulico con las condiciones de operación y los requisitos de la aplicación. Hay muchos factores a considerar al seleccionar el perfil y el material de sello correctos para una aplicación determinada. Es posible que se requiera cierta experiencia para cualquier factor de aplicación que no sea general o que especifique un sistema de sellado en un nuevo diseño de cilindro hidráulico.

Ciertas aplicaciones, parámetros e información deben recopilarse antes de seleccionar un sello. Casi siempre se requieren las siguientes consideraciones de aplicación más comunes al seleccionar un sello hidráulico:

Rango de presión de fluido — el rango de presiones del sistema de fluidos de trabajo, y la frecuencia y severidad de los picos de presión

rango de temperatura — Gama de conjuntos de fluidos y cilindros en funcionamiento y en reposo

velocidad- Velocidad de carrera del vástago del pistón alternativo

medio fluido — tipo de fluido y viscosidad utilizados en el sistema

tamaño de hardware — Diámetro del vástago y del orificio, tamaño y espacio libre de la ranura del sello (si se especifica), longitud total del cilindro y longitud de la carrera, y especificaciones del acabado de la superficie (si se especifica)

Aplicación de Cilindro — El tipo de equipo donde se utilizarán los cilindros de gas y cómo funcionarán los cilindros de gas en el equipo, así como la instalación, el ciclo de trabajo y los factores ambientales (temperatura externa o contaminantes).

Soluciones personalizadas para aplicaciones únicas

Los problemas de rendimiento en una aplicación específica no siempre se solucionan con productos estándar o de todo el catálogo. Para aplicaciones de sellado de fluidos difíciles y en evolución, los ingenieros de sellado pueden desarrollar soluciones de sellado personalizadas. El desarrollo de esta solución personalizada incluirá el análisis de fallas y la investigación de las condiciones operativas del sistema, las pruebas de acuerdo con las especificaciones del cliente y los estándares de rendimiento, y la capacitación técnica.

En muchas aplicaciones, los sellos hidráulicos tienen un impacto crítico en el rendimiento del sistema. Factores como la temperatura, la velocidad, la presión, los lubricantes y otras condiciones de funcionamiento de la aplicación pueden afectar en gran medida la vida útil del sello. Especificar el sello correcto puede ayudar a mejorar el rendimiento de la máquina, optimizar el funcionamiento y reducir el costo total de propiedad de la máquina.

Este material fue proporcionado por Tadd McBride, Gerente de ingeniería de sellos moldeados personalizados de SKF. haga clic aquí Visite el sitio web de SKF sobre sellos hidráulicos.

error: Content is protected !!