CAPTULO 4 TUBERAS Y SELLOS HIDRULICOSEste capitulo se compone de dos partes. Primero est la descripcin de la tubera del sistema hidrulico - - - los tipos de conexiones y ajustes de las lneas usadas para llevar el fluido entre las bombas, vlvulas, actuadores, etc. La segunda parte trata de la prevencin de fugas y los tipos de sellos y los materiales de sellos requeridos para aplicaciones hidrulicas. TUBERA Tubera es el trmino general que abarca las varias clases de lneas conductoras que llevan el fluido hidrulico entre los componentes; ms los ajustes y conectores usados entre los conductores. Los sistemas hidrulicos de hoy usan principalmente tres tipos de lneas conductoras; tubera de acero, tubing de acero y manguera flexible. Por el motor el tubo es menos costoso de cualquiera de los tres, mientras que tubos y mangueras son mas convenientes para hacer conexiones y para hacer efectiva la instalacin. En el futuro puede que haya lneas de plstico, la cual gradualmente se est empezando a usar. TUBOS La tubera de hierro y acero fueron los primeros conductores usados en los sistemas hidrulicos industriales y aun se usan ampliamente por su bajo costo. La tubera de acero sin costura se recomienda para sistemas hidrulicos con un interior de tubera libre de oxidacin, atascamiento y polvo. TAMAOS DE LA TUBERA Los tamaos de la tubera y conexiones son clasificados por tamao nominal y el espesor de la pared. Originalmente, un tamao especfico de tubera tena solo un espesor de pared, y el tamao dado era el dimetro real interior. Mas adelante la tubera se fabrico con varios gruesos de pared: estndar, Extra pesado y doble extra pesados. (Fig. 4-1). Sin embargo, el dimetro exterior no cambio. Para aumentar el espesor de la pared, el dimetro interior se cambio. Por eso solo el tamao nominal de la tubera indica solamente el tamao de la rosca para la conexin. CEDULA DE LA TUBERA Normalmente, el grosor de la pared se expresa como un nmero de la cdula. Los nmero de la cdula son especificados por el instituto Nacional Americano de Estndar (ANSI) de 10 a 160 (Fig. 4-2). Los nmeros abarcan diez juegos de gruesos de pared.

DIMETRO INTERIOR TAMAO NOMINAL 1/8 3/8 1 1-1/4 1-1/2 2 2-1/2 3 3-1/2 4 5 6 8 10 12 TUBERA O.D. .405 .540 .675 .840 1.050 1.315 1.660 1.900 2.375 2.875 3.500 4.000 4.500 5.563 6.625 8.625 10.750 12.750 ESTNDAR .269 .364 .493 .622 .824 1.049 1.380 1.610 2.067 2.469 3.068 3.548 4.026 5.047 6.065 8.071 10.192 12.080 EXTRA PESADO .215 .302 .423 .546 .742 .957 1.278 1.500 1.939 2.323 2.900 3.364 3.826 4.813 5.761 7.625 9.750 11.750 DOBLE EXTRA PESADO

.252 .434 .599 .896 1.100 1.503 1.771

4.063

Figura 4-1. Clasificacin Anteriores del Grueso de la Pared de la Tubera. Para comparar, la cdula 40 corresponde aproximadamente a la estndar. Cdula 80 es extra pesado esencialmente. La cdula 160, son todas las tuberas con las paredes mas gruesas de este sistema. Las anteriores clasificaciones, extra pesado y doble extra pesado son ligeramente mas gruesas que la cdula 160. Las figuras 4-1 y 4-2 muestran los tamaos de las tuberas hasta el de 12 pulgadas (nominal). Tamaos ms grandes existen en el mercado. Cdula 10 la cual est un blanco en la tabla de la figura 4-2 es la que usa en caeras mas grandes que el de 12 pulgadas.

TAMAO NOMINAL 1/8 3/8 1 1-1/4 1-1/2 2 2-1/2 3 3-1/2 4 5 6 8 10 12

TUBERA O.D. .405 .540 .675 .840 1.050 1.315 1.660 1.900 2.375 2.875 3.500 4.000 4.500 5.563 6.625 8.625 10.750 12.750

CEDULA 10

CEDULA 20

CEDULA 30

8.125 10.250 12.250

8.071 10.136 12.090

CEDULA 40 .269 .364 .493 .622 .824 1.049 1.380 1.610 2.067 2.469 3.068 3.548 4.026 5.047 6.065 7.981 10.020 11.934

DIMETRO INTERIOR CEDULA CEDULA CEDULA 60 80 100 .215 .302 .423 .546 .742 .957 1.278 1.500 1.939 2.323 2.900 3.364 3.826 4.813 5.761 7.813 7.625 7.439 9.750 9.654 9.314 11.626 11.376 11.064

CEDULA 120

CEDULA 140

CEDULA 160

.466 .614 .815 1.160 1.338 1.689 2.125 2.624 3.624 4.563 5.501 7.189 9.064 10.750 3.438 4.313 5.189 6.813 8.500 10.126

7.001 8.750 10.500

Figura 4-2. Las tuberas Comnmente son Medidas por Nmero de Cdula. SELLOS PARA LA TUBERA La rosca de la tubera es ahusada (Fig. 4-3) del lado contrario del tubo y tambin en algunos de los ajustes de manguera que tiene rosca derecha. Las uniones son selladas con un ajuste intermedio entre las roscas hembra y macho y se aprieta la tubera. Esta es una de las mayores desventajas de la tubera. Cuando se rompe una unin, la tubera debe ser apretada mas adelante para resellarla. Algunas veces es necesario cambiar parte de la tubera. Sin embargo, la dificultad se ha resuelto hasta cierto punto al usar la cinta de tefln u otros componentes para resellar las uniones de la tubera. Machos y hembras especiales requieren para roscar las tuberas. Sin embargo, la dificultad se ha resultado hasta cierto punto al usar al cinta de tefln u otros componentes para resellar las uniones de la tubera. Machos y hembras especiales requieren para roscar las tuberas y conexiones del sistema hidrulico. Las roscar son de tipo de sello-seco. Estas son diferentes a las roscas de las tuberas estndar al unir el fondo de la soldadura y la solera antes de los flancos, y as los espacios espirales. (Fig. 43)

Figura 4-3. Las roscas de la Tubera Hidrulica son Tipo Cnico Auto Sellante.

CONEXIONES PARA TUBERA Como el tubo solo puede tener rosca macho y no se dobla, se usan varios tipos de conexiones para hacer uniones y cambiar las direcciones de la tubera (Fig. 4-4). La mayora de las conexiones tienen la rosca hembra para acoplarse con la tubera aunque algunas tengan las roscan macho para acoplarse con otras conexiones o con los orificios de algunos componentes hidrulicos.

Figura 4-4. Las conexiones hacen la Unin entre las Tuberas y los Componentes.

Figura 4-5. Conexiones Bridas para Caera Larga. Muchas conexiones en la tubera del circuito hidrulico pueden ser mltiples fugas, especialmente cuando aumenta la presin. La presin de rosca se usan hasta de 1 pulg. Cuando se necesita tubera (Fig. 4-5) empaques planos u O-rings se usan para sellar los ajustes de la brida.

TUBERA. (TUBING) La tubera de acero sin costura ofrece mayores ventanas para la plomera hidrulica. La tubera se puede doblar en cualquier forma, es ms fcil de manejar y se puede volver a usar sin problemas de sello. Normalmente se pueden reducir el nmero de uniones. En los sistemas de bajo volumen, la tubera puede controlar mejor presiones ms altas y fluir con mayor fluidez y menos peso. Sin embargo, es ms costoso lo mismo que las conexiones que ste lleva. TAMAOS DE LA TUBERA Las especificaciones de los tamaos de los tubos se refieren al dimetro exterior. Hay tubos de 1 1/6 pulgadas y aumentan 1/8 de pulgada hasta una pulgada. O.D. de dimetro exterior; y en aumento de de pulgada a ms de una pulgada. Hay varios gruesos en la pared del tubo. El dimetro interior, como se dijo antes, es igual al dimetro exterior menos dos veces el grosor de la pared. CONEXIONES DE LA TUBERA La tubera nunca se sella con roscas, pero con varias clases de conexiones (Fig. 4-6). Algunos de estos sellan al contacto del metal-con-metal. Estos son cocidos como conexiones de compresin y pueden ser de tipo acampanado o sin campana. Otros usan sellos O-ring o comparable. Adems de las conexiones roscadas o de brida tambin hay ajustes soldados en los tubos muy largos 1.- Conexiones Acampanadas. El ajuste acampanado de 37 grados es el ajuste ms comn en la tubera que se puede acampanar. Las conexiones mostradas en la Fig. 4-6-A-B sella al exprimir en contra del extremo del acampanado en un sello cuando se va apretando el nudo. Una manga o extensin del nudo ayuda a que el tubo soporte y suavice las vibraciones. La conexin acampanada estndar de 45 grados es el que ese usa para presiones muy altas. Tambin se hace en diseos invertidos con roscas machos en el nudo de compresin. 2.-Conexiones de Comprensin de Manga u O-ring. Para la tubera que no se puede acampanar, hay varias mangas o conexiones de compresin de tapa de contacto (dibujo D-F) y las conexiones de compresin de O-ring (Dibujo E). Las conexiones de O-ring permiten muchas variadas en lo largo y cuadrado del corte del tubo.

Figura 4-6. Tipos de Conectores Roscados Usados con tubera O.D. 3.- Conector O-ring de Cuerda Recta. Cuando los componentes hidrulicos estn equipados con orificios de rosca las conexiones mostradas en los dibujos 4-6C son los que se pueden usar. Estos son ideales para el uso de alta presin ya que el sello se aprieta ms al aumentar la presin.

MANGUERA FLEXIBLE. La manguera flexible es la que se usa cuando las lneas hidrulicas estn sujetas a movimientos. Por ejemplo: Las lneas del motor de la cabeza del taladro. La manguera es fabricada en capas de hule sinttico y trenzado o de alambre (Fig. 4-7). Las trenzas de alambre permiten mayores presiones.

Fig. 4-7. La Manguera Flexible est hecha en Capas. La capa interior de la manguera debe ser compatible al aceite que se use. La capa exterior normalmente es hule para proteger la capa de trenzas. La capa exterior normalmente es hule para proteger la capa de trenzas. La manguera puede tener desde tres capas o ms, una de trenzas o puede tener mltiples capas, esto depende de la presin que se vaya a usar. Cuando hay varias capas de alambre sta se puede alternar con capas de hule, o se puede colocar todas, una encima de la otra. 1.- Conexiones para las Mangueras. Las conexiones para las mangueras, esencialmente son las mismas que para la tubera. La mayora de los extremos de las mangueras tienen acoplamientos, aunque hay conectores que se atornillan o de abrazadera. Es mejor conectar los extremos de las mangueras con conexiones tipo unin las cuales tienen nudos de libre-rotacin. La unin usualmente se hace en contra del conector pero puede hacerse en el acople de la manguera. Una manguera corta puede atornillarse a un conector rgido antes de que el otro extremo sea conectado. Una manguera no debe instalarse doblada. 2.- Considerando la Presin y el Flujo. Los estndar de la industria recomienda como un factor de seguridad de cuando menos 4 a 1 y como mximo de 8 a 1 en la capacidad de presin va a ser de 0 a 1000 psi deber

haber un factor de seguridad de 8 a 1. De 1000 psi a 2500 psi el factor de seguridad recomendado ser de 4 a 1. Factor de Seguridad

( FS )

( BP) Pr esion de rotura por estallido (WP) Pr esion operante

En cualquier tubera de tamao normal mientras ms grande sea el nmero de la cdula ms gruesas las paredes y ms fuerza para la presin de estallar. Esto disminuye las reas interiores de lneas cruzadas y aumenta la velocidad del fluido. Aunque es necesario ver que el conductor tenga el dimetro interior requerido para controlar el fluido a la velocidad o menos recomendada, lo mismo que el suficiente espesor de paredes para la capacidad de presin. La Fig. 4-8 en una tabla monogrfica que se puede de usar (1) para seleccionar el dimetro interior del conductor adecuado si se conoce el porcentaje del flujo o (2) determinar exactamente cul ser la velocidad si se saben el tamao de la tubera y el porcentaje del flujo. Para usar la tabla, ponga un margen derecho a travs de los dos valores conocidos y lea el valor desconocido en la tercera columna. Normalmente los fabricantes de tubera dan los datos de capacidad de presin y el tamao de sus conductores. Una tabla comn de tamaos es la de la Fig. 4-9.

PRESIN DE OPERACIN (0 A 1000 PSI)Rango de flujo de (15 piesseg) gpm Medida de la vlvula Cedula de la tubera Tubera O.D. Grueso de la pared de la tubera

PRESIN DE OPERACIN (1000 A 2500 PSI)Rango de flujo de (15 pies-seg) gpm Medida de la vlvula Cedula de la tubera Tubera O.D. Grueso de la pared de la tubera

1 1.5 3 6 10 20 34 58

1/8 1/8 3/8 1 1 1/4

80 80 80 80 80 80 80 80

5 16

3/8 5/8 7/8 1 1 1/2

0.035 0.035 0.035 0.042 0.049 0.072 0.109 0.120

2.5 80 3/8 0.058 6 3/8 80 5/8 0.095 10 80 0.120 18 80 1 0.148 30 1 80 1 0.180 42 1 160 1 0.220 Factor de seguridad 6:1. En tubera de mas de pulgada, ajustes de brida soldada o ajustes que sellen metal con metal o sellan con presin son recomendados.

Factor de seguridad 8:1

Fig. 4-9. Tabla de Medidas de la tubera.

Figura 4-8. Tabla para Seleccionar el Dimetro Interior de Tubera Hidrulica.

CONSIDERACIONES SOBRE EL MATERIAL Si el costo no es muy alto, el tubing es preferible a la tubera por su mejor sello y la conveniencia de su reuso y rpido servicio. La manguera flexible debe ser limitada solo a uso de aplicaciones en donde habr movimiento. El ms conveniente en lneas cortas y tiene resistencia al golpe. Las conexiones hidrulicas deben de ser de acero excepto por las entradas, retornos y lneas de drenaje en donde la hembra y macho de fierro se puede usar. La tubera o conexiones galvanizadas no se deben usar por que el zinc puede tener reaccin con algunos de los aditivos del aceite. Tampoco se debe usar tubera de cobre ya que la vibracin de los sistemas hidrulicos puede desgastar y romper los extremos. Ms aun, el cobre disminuye la vida del aceite. RECOMENDACIONES PARA LA INSTALACIN. Una instalacin adecuada es esencial para evitar fugas, ruidos y contaminantes del sistema. En seguida les daremos algunas recomendaciones generales. LIMPIEZA El aceite sucio es una de las mayores causas para la falla de los sistemas hidrulicos. Particularmente los componentes de precisin son susceptibles al dao que causa las partculas de la instalacin de la plomera. Por esto, se debe tener mucho cuidado y limpieza al hacer la instalacin de plomera. Cuando se est cortando, acampanando o ahusando siempre vea que las partculas de metal no puedan contaminar el aceite. Se recomienda que antes de instalar la tubera se haga lo siguiente: ligar, desengrasar y sumergir el tubo en un tanque de cido diluido. Mayor informacin se puede obtener sobre los procesos de los fabricantes de los componentes (Fig. 4-10) y de los distribuidores del equipo comercial de limpia. SOPORTES. Las lnea hidrulicas muy largas estn sujetas a vibraciones o golpes cuando el fluido que fluye a travs de ellas se repentinamente parado o invertido. Se puede causar fugas al aflojarse o desgastarse las uniones. Por esto las lneas debern soportarse en intervalos con mnsulas o abrazaderas. Es mejor no poner juntos los soportes a las conexiones para facilitar el ensamble o desensamble. Para estos propsitos es mejor la madera y el plstico.

VLVULAS Y CONTROLES MEXICANOS S.A. de C.V.

VYCMEX

Maquinaria Industrial y Mvil

LA PRESENTACIN DE LA TUBERA, Y CONECTORES ANTES DE INSTALACIN EN UN SISTEMA HIDRULICOcomo se especifica y de que est limpio. No Requerimientos generales. Cuando se instalan las use coladores de tela o fluido que haya sido tuberas y conectores de hierro y acero de un sistema almacenado en recipientes contaminados. hidrulico, es necesario que estn absolutamente 11. Use una maya de alambre No. 120 mesh limpios, libres de rebabas y toda clase de materiales cuando est llenando el depsito. Opere el ajenos. Para lograr este fin, se deben seguir los sistema por corto tiempo para eliminar el aire en siguientes pasos: las lneas. Aada fluido hidrulico si es 1. La tubera, y conectores deben ser cepillados necesario. con un cepillo de alambre de tubo de caldera o 12. Preocupaciones de Seguridad deber tomarse limpiados con un aparato comercial para limpiar debido a que componentes peligrosos se usan tubera. El lado interior de la tubera debe ser para limpiar y dar el bao qumico, aqu escariada despus de cortarla para quitar la describimos su uso. Estos deben guardarse rebabas. solo en los recipientes adecuados y manejarlos 2. Pequeos pedazos de tubera de acero son con mucho cuidado. sopleteados para quitarles el moho y costras. El sopletearlos es un mtodo seguro y eficiente para pequeos pedazos rectos. Sin embargo no PROCESOS DEL BAO QUMICO. se usa sopletear sin hay la menor posibilidad de 1. Desengrase perfectamente las partes con un que partculos de arena se puedan quedar en desengrasador usando tri-cloretileno u otra pequeos agujeros o ranuras despus de solucin desengrasadora comercial. limpiarlo por inundacin. 2. Tanque No. 1. 3. En el caso de pedazos ms largos de tubera o pedazos doblados en figuras complejas en Solucin. sese en compuesto donde no es prctico sopletearlas, a las partes desenmohecedor comercial del fabricante. La se les da un bao qumico en una solucin solucin no debe ser usada en una temperatura adecuadas hasta que todo el moho y costuras que exceda a la recomendada por el fabricante, se quiten. Al prepararlos para el bao qumico de otro modo el inhibidor se evaporar y dejar tiene que desengrasarse perfectamente todo una solucin de cido. El tiempo que la parte con Tri-cloritileno u otra solucin desgrasadora est sumergida en esta solucin depende de la comercial temperatura de la solucin y de la cantidad de 4. Neutralizar la solucin del bao qumico. moho y costra que se deban limpiar. El 5. Enjuague las partes y preprelas para operador debe ser el que decida en este punto. almacenarlas. 3. Despus del bao qumico, enjuague las partes 6. La tubera no debe ser soldada, ni con plata ni en agua fra fluyendo y sumrjalo en el tanque latn despus de ensamblarla ya que una No. 2. La solucin en este tanque debe ser un limpieza adecuada no se puede hacer en tales neutralizador mezclado con agua en la casos. Debe ser perfectamente bien doblada y proporcin recomendada por el fabricante. Esta ajustada para no tener que forzarla al colocarla. solucin debe ser usado a la temperatura 7. Si se usan conexiones de brida, las bridas recomendada y las partes deben permanecer deben entrar perfectamente en las caras sumergidas en la solucin por el tiempo que montadoras y asegurarse con tornillos del largo recomiende el fabricante. adecuado. Los tornillos o casquillos deben 4. Enjuguese las partes en agua caliente. atornillarse iguales para evitar la distorsin en 5. Colquelas en el tanque No. 3. La solucin en el cuerpo de la vlvula o de la bomba. este tanque debe tener un compuesto 8. Asegurarse que todas las aberturas del sistema antienmohecedor como lo recomienda el hidrulico estn cubiertas apropiadamente para fabricante. Normalmente las partes tratadas evitar que entre el polvo y pedacitos de metal, deben dejarse secar con la solucin soldar con latn cerca de la unidad. antienmohecesora. 9. Conectores roscados deben ser inspeccionados Si las piezas se almacenaran por algn tiempo, para evitar pedacitos de metal que haya en las los extremos de las tuberas deben taparse roscas para que no entren en el sistema para evitar que se introduzca cualquier cosa en hidrulico. ellas. No use trapos o desperdicio ya que stos 10. Antes de llenar el sistema con el aceite tienen almidn y ensuciaran el interior del tubo. hidrulico asegurarse de que el fluido hidrulico Inmediatamente antes de usar las tuberas y es tal conectores deben ser perfectamente limpiados con una solucin desengrasadora adecuada.

Figura 4-10. Preparacin de Tubera y Conectores.

CONSIDERANDO EL FUNCIONAMIENTO DE LAS LNEAS Hay un nmero de consideraciones especiales relacionadas con el funcionamiento de las lneas que deben ser mencionadas. 1.- Usualmente el orificio de la entrada de la bomba es ms grande que la salida para acomodar una lnea de toma mayor. Es muy conveniente conservar este tamao a travs de la lnea entera de la entrada de la bomba. Ponga la lnea tan grande como se recomienda y tan corta como se pueda. Tambin evite dobleces y muchas conexiones en la lnea de entrada. 2.- Ya que casi siempre hay un vaci en la entrada de la bomba, las conexiones de la lnea de entrada deben estar bien apretadas. De otro modo aire puede entrar al sistema. 3.- En las lneas de Retorno, las restricciones provocan que aumente la presin y perdida de potencia. El tamao adecuado de las lneas debe usarse para asegurar bajo porcentaje de flujo. Aqu tambin es conveniente el menor nmero de conexiones y dobleces. 4.- Las lneas de Retorno floja tambin permiten que entre aire en el sistema, por aspersin. Las lneas deben estar bien apretadas y deben vaciarse bajo el nivel del aceite para evitar el chapoteo y la aireacin. 5.- Las lneas entre actuadores y las vlvulas de control de velocidad deben ser cortas y rgidas para un control preciso de flujo. INSTALACIN DE MANGUERA Manguera flexible debe instalar para que no se enreden durante la operacin. Deben estar algo holgadas para aliviar el esfuerzo y permitir que surja la presin. Demasiada manguera o doblarla es inconveniente. Soportes se pueden necesitar para evitar que se safe o se enrede con partes mviles. La manguera que est sujeta a un roce debe protegerse con una manga o proteccin. SELLOS Y FUGAS. En un circuito hidrulico el exceso de fugas reduce su eficiencia, pierde potencia o crea un problema de mantenimiento a ambos. FUGAS INTERIORES. La mayora de los componentes del sistema hidrulico son hechos con espacios de operacin que permiten cierta cantidad de fuga interna. Las partes mviles deben ser diseadas con el nico propsito de lubricarlas. Adems, algunos controles hidrulicos tienen hechos pasos de fugas internas para evitar fluctuaciones u oscilaciones de los carretes o pistones de las vlvulas.

Las fugas internas, obviamente, no son una prdida de fluido, eventualmente el fluido regresa al depsito ya sea por una lnea de drenaje exterior o por medio de una pasaje interior en el componente. Cuando hay una mayor fuga interna es por el desgaste de un componente o por un mayor espacio entre partes. Este aumento de fuga interna puede reducir la eficiencia del sistema al hacer ms lentamente el trabajo y generar calor. Finalmente, si el paso de fuga interna es demasiado toda la eficiencia de la bomba se pierde y no funciona en lo absoluto. FUGAS EXTERNAS. La fuga externa no se puede ver y es muy peligrosa. Es costosa porque nunca o casi nunca se recupera el aceite. La causa principal de las fugas externas es una mala instalacin. Las uniones pueden tener fugas, ya sea, porque no se apretaron bien o por vibraciones o golpes de la lnea de drenaje, excesiva presin en la operacin y contaminacin en el fluido pueden ser la razn de daos en los sellos. SELLOS Los sellos se requieren para mantener la presin, para evitar la contaminacin. Hay varios mtodos para sellar los componentes hidrulicos, esto depende de si el sello debe ser positivo o negativo, en que si la aplicacin del sello es esttica o dinmica, cuanta presin va a contener y otros factores ms. Un sello positivo no permite las ms mnima fuga del fluido. Un sello negativo permite una pequea cantidad de fuga interna, tal como un espacio en el carrete en su lugar para permitir una pelcula de lubricacin. SELLOS ESTTICOS. Un sello que est comprimido entre dos partes rgidas se clasifica como un sello esttico. El sello nada ms se puede mover un poco cuando se aplica o retira la presin, pero las partes acopladas no se mueven con relacin a ellas mismas. Algunos ejemplos de los sellos estticos son montar empaques, conexiones de tubera con rosca, conexiones de uniones acampanadas (Fig. 411) conexiones de compresin de tapa de contacto (Fig. 4-6) y O-rings. Las aplicaciones de los sellos estticos son relativamente sencillas. Son esencialmente no desgastes y normalmente no hay problema si se ensamblan adecuadamente.

Fig. 4-11. Sellos y Empaques de Brida son de Tpicas Aplicacin Esttica. SELLOS DINMICOS. Los sellos dinmicos se instalan entre las partes que si se mueven de acuerdo a ellas mismas. Aunque, cuando menos una de las partes deba rozarse con el sello y por lo tanto el sello dinmico si est sujeto al desgaste. Esto, naturalmente hace que su diseo y aplicacin sea ms difcil. SELLOS O-RING Probablemente el sello ms comn en el uso del equipo hidrulico moderno sea el O-ring (Fig. 4-12). Un O-ring es un sello de hule sinttico moldeado que tiene una seccin transversal redonda en libre estado. El O-ring se instala en una ranura anular maquinada en una de las partes a acoplar. En las instalaciones, ste es comprimido en ambas partes del dimetro interior o exterior. Sin embargo, este es un sello actuado por presin o por compresin. La presin oprime el sello en contra de un lado de la ranura y hacia fuera en ambos dimetros. Este sella positivamente en contra de dos superficies anulares y una superficie plan. El aumento de presin aumenta la fuerza en contra de la superficie del sello. Por esto, el sello O-ring es capaz de contener presiones extremadamente altas.

Fig. 4-12. Un Anillo-O es un Sello Positivo

Fig. 4-13. Un Anillo de Refuerzo es un Anillo que no se Deforma. Los O-ring se usan principalmente en aplicaciones estticas. Sin embargo, tambin se pueden usar en aplicaciones dinmicas en donde hay poco movimiento reciproco entre partes. No son muy adecuadas para partes rotarias o para partes en donde la vibracin es el problema. CONTRA SELLO (RESISTENTE AL ESTIRAMIENTO POR PRESION). En presiones altas el sello O-ring tiene a incrustarse en el espacio de entre las partes acopladas (Fig. 4-13). Esto no es problema en una aplicacin esttica. Pero esta incrustacin puede acelerar el desgaste en una aplicacin dinmica. Esto se evite al instalar un duro contrasello en la ranura del O-ring contraria a la presin. Si la presin es alterna los contrasellos se pueden usar en ambos lados del O-ring.

ANILLOS DE CUERO CORTADO. En muchas de las aplicaciones estticas los sellos de cuero cortado (Fig. 4-14) son un aceptable substituido de los O-ring. Los sellos de cuero son ms baratos que los O-ring, ya que son cortados de tubos estirados y no moldeados. Hay muchas aplicaciones en donde se pueden intercambiar los sellos de cuero u O-ring si se hacen del mismo material.

Fig. 4-14. El Sello de Cuero Cortado es Rectangular es Seccin. SELLOS DE ANILLOS T. Los sellos de anillo T (Fig. 4-15) se usan mucho para sellar los pistones del cilindro, vstagos de los pistones y de otras partes recprocas. Se hace de hule sinttico moldeados en forma de T y reforzado con los anillos de contrasello en el otro lado. La orilla del sello es redonda y sella como un sello O-ring. Obviamente, este sello no tiene la tendencia a enrollarse como el Oring. El sello T no est limitado al uso de aplicaciones de corta carrera. SELLOS DE REBORDE. Los sellos de reborde son sellos dinmicos de baja presin, se usan principalmente para sellar flechas rotarias. Un sello de reborde tpico (Fig. 4-16) se hace de hule estampado para soporte y aleacin en la instalacin en la instalacin y la forma de reborde de hule sinttico o cuero, la cual se ajusta a la flecha. A menudo hay un resorte para sostener el reborde en contacto con la flecha.

Fig. 4-15. El Anillo T es un Sello Dinmico para Partes Reciprocantes.

Fig. 4-16. Los Sellos de Reborde son Usados en Ejes Rotarios. Los sellos de reborde son sellos positivos. Sellan gracias a cierta fuerza de presin. La presin en el reborde (o un vaci atrs de reborde) lo redoma en contra de la flecha para hacerlo un sello ms firme. No puede soportar alta presin porque no tiene resistencia. En algunas aplicaciones, la cmara que se est sellando alternas las condiciones de presin y vaco. Los sellos de doble reborde se usan para estas aplicaciones para evitar que el aceite o polvo entren y que se fugue el aceite.

SELLOS DE TAZA. Un sello de taza (Fig. 4-17) es un sello positivo que se usa en muchos pistones de cilindros, es actuado por la presin en ambas direcciones. Sellan al forzar hacia fuera el reborde de la taza en contra del cuerpo del cilindro. Este tipo de sello si esta reforzado y soportar presiones muy altas.

Figura 4-17. Sellos de Copa se usan en los Cilindros de Pistn. Los sellos de taza deben ser fuertemente sujetados en su lugar. Despus de todo el pistn del cilindro no es ms grande que la placa que sostiene y retiene los sellos de taza. ANILLOS DEL PISTN. Los anillos del pistn (Fig. 4-18) se fabrican de hierro o acero fundido, altamente pulido y a veces cromado. Estos tienen menos resistencia al movimiento que los sellos de hule o cuero. Estos se encuentran en los pistones del cilindro.

Fig. 4-18. Anillos de Metal son usados para los Pistones de los Cilindros. Un anillo del pistn no es necesariamente un sello positivo. Cuando es positivo es cuando se colocan varios anillos lado-por-lado. se puede manejar una presin muy alto. EMPAQUES DE COMPRESIN. Los empaques de compresin (Fig. 4-19) eran de los primeros sellos que se usaron en los sistemas hidrulicos y se encuentran en las dos aplicaciones, dinmica y esttica. Los empaques se estn substituyendo en la mayora de las aplicaciones estticas por O-ring o sellos de cuero cortado.

La mayora de los empaques que se usan actualmente son moldeados o cortados en U o V y muchos empaques se usan para sellar mejor. Los empaques se comprimen al apretar un anillo seguidor rebordead en contra de ellos. Es algo difcil el ajuste adecuado porque el apretarlos mucho ocasiona su desgaste. En algunas aplicaciones el anillo de empaque se mantiene con un resorte de anillo de empaque se mantiene con un resorte de carga para sujetarlo lo justo y evitar su desgaste. SELLOS DE CARA Un sello de cara (Fig. 4-20) se usa en las aplicaciones en donde la flecha rotaria requiera alta presin. El sello se logra cuando dos superficies planas estn en constante contacto, a menudo carbn y acero. El compuesto fijo del sello se adhiere a la flecha y se voltea en contra del cuerpo fijo. Una de las dos partes normalmente es de resorte cargado para mejorar el contacto inicial y evita el desgaste. La presin aumenta la fuerza de contacto y aprieta el sello. Como se puede suponer, la multiplicidad de las partes y la necesidad de maquinado preciso de las caras del sello hace que ste tipo de sello.

Figura 4-19. Empaques de Compresin.

Figura 4-20. Sello de Cara para Sellar Alta Presin del Eje Rotatorio. EMPAQUES Los empaques son un aditamento de sello plano, comnmente fabricado es parte de dos superficies complementarias que han de ser selladas. Los primeros diseos para conectar bridas y superficies en las vlvulas montadas, eran sellados por empaques. Actualmente se han reemplazado ampliamente

en el equipo hidrulico por los O-ring, sellos de cuero cortado o empaque moldeado. MATERIALES PARA SELLAR. El cuero, corcho, o fibras prensadas son los materiales que se usaban en los equipos hidrulicos. Estos se usaron mucho hasta que se desarroll el hule sinttico durante la Segunda Guerra Mundial. El hule natural es muy rara vez usado como material para sellar porque ste se derrite y deteriora al estar en contacto con el aceite. Sin embargo, con todos los hules sintticos (elastmeros) son bastante compatibles con el aceite. Los elastmeros se pueden hacer de muchos componentes para satisfacer varias condiciones de funcionamiento. La mayora de los sellos de equipos hidrulicos se hacen de uno de estos elastmeros: Buna-N (Nitrilo) silicn, Neopreno, Tefln o Buril. SELLOS DE CUERO El cuero ha sobrevivido al sello de elastmero por su poco costo y aguante o dureza. Muchos de los sellos de taza, los sellos de reborde y empaques de compresin an se hacen de cuero. Algunos de los sellos de cuero se impregnan de un elastmero para mejorar su capacidad de sello. La desventaja del cuero es su tendencia a hacer ruido cuando est seco y el lmite de su aguante a las temperaturas. Muy pocos sellos pueden funcionar en temperaturas mayores de 165F, el cual es insuficiente para muchos de los sistemas modernos. El lmite para muchos de los sistemas modernos. El lmite de su temperatura absoluta parece que es alrededor de 200F. Sin embargo, el cuero funciona muy bien en un fri extremo y de hasta 65F. BUNA-N El elastmero Bruna-N (o Nitrilo) es el que se usa en grandes cantidades como materiales de sello en los sistemas hidrulicos modernos. Este es moderadamente duro, se desgasta bien y no es costoso. Tiene un nmero de componentes que son compatibles con el aceite de petrleo la mayora son fcilmente moldeados en cualquier forma de sello que se quiera. En Buna-N tiene una amplia gama de temperaturas, ste mantiene sus propiedades selladoras en temperaturas de 40 hasta de 230F. A temperaturas altas moderadas, conserva su forma ya que otros sellos de derriten con el aceite de petrleo. Sin embargo con algunos fluidos sintticos si se derrite. SILICN El silicn es un elastmero que tiene un porcentaje de temperaturas mucho mayor que el Buna-N y por lo tanto es un material popular para los

sellos de los ejes rotarios y los sellos estticos en los sistemas que cambian su temperatura de muy fra a muy caliente. Este conserva su forma y su habilidad de sello a 60F y es generalmente satisfactoria en temperaturas hasta de 400 500F. En temperaturas altas, el silicn tiene a absorber el aceite y derretirse. Esto sin embargo, no es una desventaja particular en aplicaciones estticas. El silicn no se usa para sellos recprocos ya que este se rompe y desgarra fcilmente. Los sellos de silicn son compatibles con la mayora de los fluidos, ms an con los fluidos resistentes al fuego que con los de petrleo. NEOPRENO. Uno de los primeros elastmeros usados en los sellos de los sistemas hidrulicos era el neopreno. Un material duro, ste an se usa en sistemas de baja temperatura que usan fluidos de petrleo. A una temperatura mayor de 150F el neopreno no es bueno como material de sello por su tendencia a vulcanizarse o cocerse PLSTICOS, PLSTICOS-FLUORO Varios de los materiales de sello se sintetizan al combinar Flourine con un elastmero o plstico. Estos incluyen Kel-F Vitn A y Tefln. Nylon es otro material sinttico con propiedades similares. Seguido es usado en combinacin con elastmeros para darles ms fuerza. Ambos, nylon y tefln, se usan para reforzar los anillos as como tambin a los materiales de sello. El tefln, naturalmente, se usa como una cinta para las uniones de la tubera. Todos tienen excepcional resistencia a temperaturas altas (a 500F) y son compatibles con la mayora de los fluidos. PREVINIENDO FUGAS Las tres consideraciones generales para prevenir las fugas son: 1.- Diseos para disminuirlas lo ms posible (al montar empaques, retornos y sub-platos). 2.- Instalaciones apropiadas. 3.- controlar las condiciones de funcionamiento. DISEO ANTI FUGAS Ya hemos visto que al usar conectores de rosca recta y bridas soldadas son menos propensas a fugas que las conexiones de la tubera. Remontaje de vlvulas con todas las conexiones hechas permanentemente a una placa de montaje ha hecho una gran diferencia en prevencin de fugas y lo hacen ms fcil para darle servicio a las vlvulas (Fig. 4-21). La mayora de las vlvulas hechas actualmente son de diseo remontable (El trmino empaque montado fue originalmente usado para este diseo porque los empaques fueron usados

en las primeras vlvulas remontables. Empaque-montado o sub-placa montada todava se usas para referirse a las vlvulas remontables selladas por sellos Oring o de cuero cortado). Una ventaja ms del remontado es el uso del distribuidor (Fig. 4-22). Algunos son maquinados y algunos cambian placas de montaje con placas de paso (emparedadas y sujetadas juntas) tomando en cuenta las interconexiones entre las vlvulas y as se elimina bastante la plomera exterior.

Fig. 4-21. El Monje Posterior de las Conexiones Evita Problemas de Mantenimiento

INSTALACION APROPIADA. Las recomendaciones para la instalacin ya fueron vistas al principio de este captulo. Una instalacin cuidadosa, cuidando de no doblar o romper el sello, generalmente asegura el tener una conexin a prueba de fugas. Los fabricantes recomiendan algunas veces un impulso especial al poder los sellos del eje tipo reborde para asegurar que se instalaron correctamente. Vibraciones o estiramientos en las uniones, los cuales son las causas comunes de la fuga externa se evita con una buena instalacin.

CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO. El control que se tenga sobre las condiciones de funcionamiento, son muy importantes para la durabilidad de los sellos. Estos son los factores de funcionamiento que pueden ayudar para evitar las fugas. 1.- Evitar la Contaminacin. Una atmsfera contaminada son humedad, polvo o cualquier material abrasivo acorta la duracin de los sellos del eje y del vstago del pistn expuesto al aire. Aparatos protectores se deben usar en atmsfera contaminada. Igualmente importantes es el tener un fluido limpio para evitar daos en los sellos interiores.

Figura 4-22. EL distribuidor contiene Pasajes Interconectados para Eliminar la Tubera entre las Vlvulas. 2.- Compatibilidad del Fluido. Algunos de los fluidos resistentes al fuego atacan y desintegran algunos sellos elastmeros. En efecto, son muy pocos los sellos que son compatibles con todos los fluidos. El abastecedor del fluido puede decirle que tipo de sello, con qu tipo de fluido y cuando cambiar los sellos (Ver captulo 3). Los aditivos del fluido (aadidos por el operador de la maquina), tambin pueden daar algunos sellos y solo se deben usar bajo la recomendacin del abastecedor de fluidos. 3.- Temperaturas. En temperaturas extremamente bajas, puede hacerse muy frgil para que sea efectivo. En temperaturas muy altas, el sello se puede endurecer, ablandarse o derretirse. La temperatura operante debe mantenerse de acuerdo con el porcentaje de temperatura de cada sello. 4.- Presin. Un exceso de presin del fluido de las sobrecargas aade un esfuerzo a los sellos de aceite y puede volar el sello y causar la fuga.

5.- Lubricacin. Ninguna sello jams debe ser instalado u operado seco. Todos deben ser lubricados o el sello se desgatara y fugara muy rpidamente. Los sellos de cuero deben empaparse en fluido antes de instalarse. Los sellos de elastmero no son tan absorbentes como el de cuero pero debe de darse una mano de fluido antes de instalarlos. PREGUNTAS 1.- Cmo se especifica el tamao de la tubera? 2.- Cul es el nmero de cdula estndar para la tubera? 3.- Cmo sella la rosca de la tubera? 4.- Qu ventajas tiene el tubing sobre la tubera? 5.- A qu se refiere el tamao especificado de la tubera? 6.- Cmo se sellan las conexiones del tubing? 7.- Cmo una manguera flexible contiene presin? 8.- Mencione algunos mtodos para limpiar la tubera hidrulica. 9.- De dos razones para usar soportes en la tubera. 10.- Qu es un sello positivo? 11.- Qu es una aplicacin de sello esttico? 12.- Mencione dos sellos actuados por presin. 13.- En dnde se usan los sellos de reborde? 14.- En dnde se usan los sellos de cara? 15.- Qu es un elastmero? 16.- Cul es la temperatura mxima para un sello de cuero? 17.- Describe las diferencias entre Buna-N, Silicn. 18.- Mencione tres reglas generales para evitar las fugas. 19.- Qu quiere decir remontaje? 20.- Mencione tres factores de funcionamiento que afecte la durabilidad del sello.