1. Cálculo de la compresión de la junta tórica (sello alternativo)
Definiciones de parámetros
- Diámetro de sección libre: d0
- Diámetro interior instalado: di
- Fondo de ranura o diámetro de pistón/vástago: D1
Fórmula de cantidad de compresión
S=d0−(D1−di )/ 2
S representa la cantidad en la que se comprime la junta tórica después de la instalación.
Fórmula de relación de compresión
K = S/d0 × 100%
K indica el porcentaje de compresión, normalmente del 8 al 15 % para sellos dinámicos y del 20 al 30 % para sellos estáticos.
Fórmula de la fuerza de fricción
F=μ⋅Pr
La fuerza de fricción F depende del coeficiente de fricción μ y de la presión de deformación de la junta tórica Pr. Valores típicos de μ:
Lubricado: 0,3–0,5
Seco: 1–1,2
Fórmula de presión de deformación
Pr=4.8×10−7⋅w⋅ε⋅Hs⋅π⋅(d+w)
- Dónde:
- www=O-diámetro de sección transversal-del anillo tórico (mm)
- ε\\varepsilonε=relación de compresión (decimal)
- HsH_sHs=dureza del material (Shore A)
- ddd=diámetro del eje o ranura (mm)
- Esta fórmula estima la presión generada por la deformación de la junta tórica.
2. Ejemplo de sello rotativo dinámico
Parámetros conocidos:
| Parámetro | Valor | Descripción | |
|---|---|---|---|
| Diámetro de sección | 3 milímetros | Anillo tórico de goma estándar | |
| Diámetro interior | 20 milímetros | Ligeramente más grande que el eje | |
| Diámetro del eje | 19,8 milímetros | Tamaño real del eje | |
| Relación de compresión | 10% | Típico para sellos dinámicos | |
| Dureza del material | 70 Orilla A | caucho común | |
| Coeficiente de fricción | 0,4 (lubricado) | Lubricación con aceite | |
3.Factores que afectan la compresión y la fricción de las juntas tóricas
Cantidad de compresión:
Una mayor compresión aumenta la fricción y el desgaste. Los sellos dinámicos generalmente requieren una compresión menor que los sellos estáticos.
Dureza del material:
Los materiales más duros generan mayor presión de deformación y fricción.
Lubricación:
Una lubricación adecuada reduce el coeficiente de fricción, minimizando el desgaste y el calor.
Tipo de sellado y velocidad:
Los sellos alternativos toleran una fricción moderada; Los sellos giratorios requieren una fricción mínima para un funcionamiento a alta-velocidad.
4. Recomendaciones de diseño
Controlar la compresión:
Mantenga la compresión del sello giratorio por debajo de la compresión del sello estático para reducir la fricción y el calor.
Selección de materiales:
Utilice caucho o fluoroelastómeros-resistentes al desgaste y de baja-fricción para prolongar su vida útil.
Lubricación:
Mantenga una película de aceite o use grasa para reducir la fricción.
Verificación experimental:
Valide siempre los cálculos teóricos con pruebas de prototipos de fricción, calor y rendimiento de sellado.
5. Conclusión
La compresión y la fricción de la junta tórica se pueden calcular mediante fórmulas de diámetro de sección transversal, diámetro del eje, dureza del material y relación de compresión. Luego se puede estimar la fuerza de fricción con el coeficiente de fricción apropiado. En la práctica de la ingeniería, optimizar el diseño implica equilibrar la fricción, la generación de calor y la vida útil, y la verificación experimental es esencial para garantizar un rendimiento de sellado confiable.
