Una junta tórica también conocida como o-ring es una junta mecánica circular que se utiliza para crear un sello sin fugas entre dos componentes. La junta tórica se asienta en una ranura y se comprime durante el montaje entre dos o más piezas, creando un sello fiable en la interfaz. Las juntas tóricas se utilizan habitualmente en diseños mecánicos porque son fáciles de fabricar, económicas y tienen requisitos de montaje generalmente sencillos.
Qué es una junta tórica
Las juntas tóricas son lazos elásticos circulares que sirven de sellado tanto en aplicaciones fijas como móviles. Su función principal es proporcionar un mecanismo de sellado entre estructuras, como tuberías, tubos, pistones y cilindros. En función del uso previsto, las juntas tóricas se fabrican con distintos materiales y son muy flexibles.
Las juntas tóricas se utilizan en diversas aplicaciones tanto domésticas como industriales y desde sistemas hidráulicos y neumáticos hasta motores de automoción y componentes aeroespaciales. Su elasticidad les permite mantener su forma y sus propiedades de estanquidad a lo largo del tiempo, incluso tras repetidas compresiones y descompresiones.
Cómo funcionan
Una junta tórica está formada por la junta tórica y un prensaestopas, que es el lugar donde va la junta tórica. El prensaestopas suele ser una ranura o canal cortado en un componente metálico o de plástico, como un cilindro o el cuerpo de una válvula, donde se coloca la junta tórica y se comprime entre dos superficies de contacto. El prensaestopas garantiza que la junta tórica quede bien colocada y sellada para evitar fugas de fluidos o gases.
- Cuando se comprime entre las dos superficies de contacto, el material de la junta tórica se deforma y rellena cualquier hueco o imperfección. Esto crea una barrera que resiste la fuga de fluidos incluso a presiones extremadamente altas o bajas.
- Los materiales de los que están hechas las juntas tóricas (elastómeros) son elásticos por naturaleza y recuperan su forma original. Por lo tanto, cuando cesa la presión, vuelven a su posición original, manteniendo el sellado y estando listas para el siguiente ciclo.
Ventajas
Las juntas tóricas ofrecen varias ventajas sobre otros métodos de sellado, incluida su capacidad para crear un sellado fiable y sin fugas en diversas aplicaciones. Algunas de estas ventajas son:
- Sellan en una amplia gama de presiones, tolerancias y temperaturas
- Fáciles de usar
- No causan daños estructurales al equipo durante o después del montaje
- En su mayoría reutilizables
- Ligeras y compacaos
- El fallo del o – ring tarda en producirse y puede identificarse fácilmente
- Económicas
En un entorno industrial, el desgaste de una junta tórica puede tener un impacto significativo en la productividad. Por lo tanto, se recomienda garantizar un suministro suficiente de juntas tóricas de repuesto en los tamaños adecuados; esto permite la sustitución inmediata de una junta tórica desgastada. Las juntas tóricas se clasifican generalmente por su función y los materiales utilizados para fabricarlas.
Anillos estáticos y dinámicos
O-anillo estático
Una junta tórica estática crea un sellado fiable y estanco entre dos piezas fijas, como una tubería y un accesorio. Para ello, se corta una ranura en la superficie plana y se inserta en ella una junta tórica de la dimensión y el tamaño adecuados. A continuación, la junta tórica se comprime en su lugar mediante una segunda superficie plana (la superficie que ejerce presión sobre la junta tórica). Una vez establecida la conexión, la aplicación permanece estática y la junta tórica permanece inmóvil y no se mueve.
Anillo dinámico
Una junta tórica dinámica crea una junta entre dos superficies en movimiento relativo o que se mueven una contra otra. Estas juntas tóricas se utilizan normalmente en aplicaciones con movimiento o rotación, como motores, sistemas hidráulicos y neumáticos y otros dispositivos mecánicos. A diferencia de las aplicaciones estáticas, las aplicaciones dinámicas hacen que las juntas tóricas se desgasten más rápidamente en movimiento constante. Por lo tanto, es esencial lubricar los anillos tóricos dinámicos con regularidad para garantizar su longevidad y eficacia. En comparación con los o – rings estáticos, los materiales para los o – rings dinámicos deben ser:
- Más fuerte
- Más resistente
- Más resistente a la fricción y la abrasión
Las juntas tóricas dinámicas se utilizan habitualmente para crear juntas reciprocantes o rotativas.
- Junta reciprocante: Una junta alternativa se utiliza en aplicaciones con movimiento de vaivén o alternativo, como pistones o cilindros. Las juntas alternativas están diseñadas para mantener la estanqueidad entre dos superficies que se mueven en direcciones opuestas, a la vez que soportan la fricción y el desgaste resultantes de este movimiento.
- Junta rotativa: Una junta rotativa mantiene la estanqueidad entre dos superficies que giran una contra otra, como en un eje o cojinete. Las juntas rotativas están diseñadas para evitar la fuga de fluidos al tiempo que soportan la fricción y el desgaste resultantes de la rotación.
Materiales de las juntas tóricas
Las juntas tóricas se utilizan con frecuencia en aplicaciones de alta presión en las que la presión deforma la junta tórica dentro de la ranura, lo que provoca una tensión mecánica uniforme en la superficie. Mantener un gradiente de presión por debajo de la tensión nominal de la junta tórica es crucial para evitar fugas o filtraciones. Sin embargo, en algunos casos los fallos mecánicos pueden provocar la extrusión y destrucción de la junta tórica. Para evitarlo, es necesario seleccionar el material adecuado para cada aplicación. Estos materiales incluyen una gama de compuestos de caucho, silicona y polímeros. La selección de materiales para la fabricación de juntas tóricas se basa en su capacidad para mostrar rasgos específicos como elasticidad y resistencia, que son cruciales debido a los entornos críticos y exigentes en los que se suelen utilizar las juntas tóricas.
FKM. Viton
- Buena resistencia química, propiedades mecánicas y resistencia al fraguado por compresión
- Diseñado para funcionar entre -10 °C y 120 °C (-14 – 248 °F)
- Buena resistencia a aceites y disolventes como alifáticos, aromáticos y halocarbonos, ácidos, aceites animales y vegetales; no es resistente al metanol
- Poca resistencia al agua caliente y al vapor, ya que el FKM se hincha a altas temperaturas
- No apto para disolventes polares, determinados ésteres y éteres, y líquido de frenos a base de glicol
Más información sobre el Viton
EPDM Caucho de polietileno propileno dieno monómero (polímero)
- Apto para agua, vapor, cetonas, alcoholes, líquidos de frenos, ácidos/álcalis en bajas concentraciones
- Muy buena resistencia a la intemperie y al ozono
- Poca resistencia a aceites, grasas y disolventes e inadecuado para hidrocarburos aromáticos
NBR (caucho nitrilo butadieno)
- También conocido como acrilonitrilo butadieno o Buna-N
- Buena resistencia a la compresión, al desgarro y al desgaste
- Compatible con productos derivados del petróleo, disolventes y alcohol
- Sensible a las influencias meteorológicas, resistencia moderada a la temperatura, inadecuado para líquido de frenos y disolventes polares
PTFE (Teflón o Politetrafluoroetileno)
- Excepcional resistencia química
- Diseñados para funcionar entre -20 °C y 180 °C (-4 – 356 °F)
- Los anillos de PTFE son naturalmente blancos y pueden soportar una amplia gama de sustancias, como productos químicos, ácidos, aceites y vapor.
- El PTFE posee una gran tenacidad y resistencia a la abrasión; sin embargo, no pueden comprimirse fácilmente, lo que puede dar lugar a una estanquidad menos eficaz.
Silicona
- Resistente a los efectos nocivos de aceites, productos químicos, calor, ozono y disolventes
- Flexible incluso a bajas temperaturas
- Funciona en una gama de temperaturas de -60 °C a 225 °C (-76 – 437 °F), mientras que los tipos diseñados específicamente pueden soportar temperaturas de -100 °C a 300 °C (-148 – 572 °F).
Selección de una junta tórica
A continuación le indicamos paso a paso cómo seleccionar una junta tórica para una aplicación determinada.
- Determine el material de la junta tórica: Determine el material de la junta tórica en función de los requisitos de la aplicación, como la temperatura, la presión y el medio. Conseguir una junta tórica de repuesto puede ser difícil si no se conoce el material de la junta tórica existente. Utilice una prueba de indicador de caucho para determinar el material.
- Mida el tamaño de la junta tórica: Las juntas tóricas suelen especificarse por su diámetro interior, diámetro exterior y anchura de la sección transversal. A veces, las juntas tóricas de tamaños estándar pueden no ser adecuadas para los requisitos específicos de los sistemas existentes; en este caso, utilice juntas tóricas hechas a medida. Lea nuestro artículo sobre tamaños de juntas tóricas para obtener más información.
- Determine la dureza: La dureza de la junta tórica determina su capacidad para resistir la extrusión y la deformación. La dureza se mide en durómetros y puede oscilar entre 30 y 90. Por ejemplo, una junta tórica con una dureza de 60 es más blanda que una de 70, mientras que una de 90 es más dura que una de 70.
- Normas internacionales: Las juntas tóricas se fabrican de acuerdo con varias normas internacionales, como ISO, DIN y JIS. Estas normas garantizan que las juntas tóricas tengan dimensiones, tolerancias y propiedades de material uniformes, lo que las hace intercambiables y compatibles con distintas aplicaciones. Algunos ejemplos de estas normas específicas para juntas tóricas son ISO 3601, DIN 3771 y JIS-B2401.
- Casos especiales: Existen varios tipos de juntas tóricas diseñadas para conexiones o aplicaciones específicas. Por ejemplo, las juntas
Aplicaciones
La versatilidad y fiabilidad de las juntas tóricas las convierten en un componente esencial en muchas industrias y aplicaciones. He aquí algunos ejemplos:
- Aeroespacial y aviación: motores de aviación, sistemas hidráulicos y otros componentes críticos.
- Dispositivos médicos: equipos médicos como jeringuillas, bombas y válvulas.
- Fontanería: tuberías, grifos, válvulas y otros componentes de fontanería para evitar fugas.
- Hidráulica y neumática: sellado de piezas móviles como cilindros, actuadores y pistones.
- Procesado de alimentos y bebidas: equipos de procesado para evitar la contaminación y garantizar la higiene
- Electrónica: componentes electrónicos como conectores e interruptores para evitar la entrada de humedad y polvo.
- Aplicaciones domésticas comunes: Puertas, ventanas y contenedores para evitar fugas y mantener cierres herméticos o estancos
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