Sellos de labio – Una guía práctica

23 de marzo de 2018

Garret Bapp, Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latin America. Publicado en la revista MachineryLubrication (2/2016).

sello de labio wp Sellos de labio   Una guía prácticaCualquier persona en el campo de mantenimiento que haya reparado una bomba o caja de engranajes sabe que el único componente que siempre parece que tiene que ser sustituido durante una reconstrucción es el sello de labio. Por lo general, se daña al extraerlo o durante el desmontaje. Tal vez el sello de labio es la razón por la cual el componente fue retirado de operación debido a una fuga. A pesar de todo, el hecho es que los sellos de labio son componentes vitales de la máquina; mantienen dentro el aceite o la grasa y ayudan a evitar la entrada de contaminantes. Los sellos de labio parecen estar en casi toda la maquinaria de planta, así que ¿por qué no dedicar tiempo a aprender cómo seleccionarlos e instalarlos correctamente?

fig1 Sellos de labio   Una guía práctica

Propósito de los sellos de labio

El propósito principal de un sello de labio es excluir contaminantes a la vez que debe retener el lubricante. Por naturaleza, los sellos de labio funcionan generando fricción. Se pueden utilizar en diversas aplicaciones, desde equipos que trabajan a baja velocidad de rotación hasta aquellos que operan a alta velocidad, con temperaturas de operación desde varios grados bajo cero hasta más de 250 ºC.

fig1 2 Sellos de labio   Una guía prácticaFigura 1. Funcionamiento de un sello de labio

Para que sea efectivo, un sello de labio debe mantener un contacto apropiado con el elemento rotativo. Esto se verá afectado por la adecuada selección e instalación, así como por el cuidado que reciba una vez que se haya instalado. Con cierta frecuencia he visto que un sello de labio nuevo comienza a fugar casi inmediatamente después de haberlo puesto en servicio; esto normalmente se debe a una instalación deficiente. Otros sellos pueden presentar fugas inicialmente pero luego dejarán de fugar una vez que el material del sello se haya asentado en el eje.

Selección de un sello de labio

Mantener funcionales los sellos de labio comienza con el proceso de selección. Al elegir un material, debe tener en cuenta la temperatura de operación, el lubricante en uso y la aplicación. El material más común para sellos de labio es el nitrilo (Buna-N). Este material funciona bien a temperaturas de menos 40 °C hasta 135 °C y cubren la mayoría de las aplicaciones en la industria, tanto en componentes nuevos como de repuesto. Tienen una excelente resistencia a los aceites base mineral, agua y aceites hidráulicos, pero lo que realmente diferencia a estos sellos es su bajo costo.

Otra opción disponible es Viton. Su rango de temperatura es de menos 40 ºC a 204 ºC, dependiendo del compuesto específico. Los sellos de Viton proporcionan una buena resistencia a los aceites base mineral y pueden emplearse con gasolina y fluidos de transmisión.

Otros materiales de sellos que pueden usarse con aceites base mineral son Aflas, Simiriz, nitrilo carboxilado, fluorosilicona, nitrilo altamente saturado (HSN, por sus siglas en inglés), poliuretano, poliacrilato, FEP y silicona. Todos estos materiales tienen aplicaciones específicas y rangos de temperatura precisos. Asegúrese de tener en cuenta el proceso y el entorno operacional antes de seleccionar un material para sellos o efectuar un cambio, ya que el material correcto puede evitar una falla costosa.

Construcción de un sello de labio

Una vez que se ha seleccionado el material del sello, el siguiente paso es considerar la construcción del sello. En el pasado, un sello de labio simple consistía en una correa de cuero en el eje de una rueda. Hoy en día, los sellos de labio tienen múltiples partes que afectan su funcionamiento. Hay varios patrones de contacto, así como sellos sin resorte y con resorte. Un sello sin resorte generalmente será menos costoso y podrá retener materiales viscosos como la grasa, a velocidades lentas del eje. Algunas aplicaciones típicas son los transportadores, ruedas de vehículos y componentes engrasados. Los sellos con resorte se usan generalmente con aceites y se pueden encontrar en una amplia gama de máquinas.

Instalación

Después de elegir el material de sellado y la construcción, el sello de labio debe instalarse correctamente para que funcione. Hay diversos productos en el mercado dedicados a esta sola tarea. La mayoría parece un juego de dados que colocará el sello en su sitio. Estas herramientas pueden funcionar bien si se seleccionan cuidadosamente, pero la mayoría de las versiones comerciales no son tan efectivas, especialmente cuando un eje ya está instalado. Para estos casos, es preferible usar un tubo que sea lo suficientemente grande como para deslizarse sobre el eje y haga un buen contacto con la cubierta exterior del sello de labio. Si puede encontrar algo que sujete la carcasa exterior, puede evitar dañar el anillo metálico interno que se adhiere al material del sello de labio. Solo asegúrese de colocar el sello en línea recta y en la profundidad correcta.

Si tiene un eje usado, es probable que se haya desarrollado un anillo de desgaste en donde se colocó el sello de labio anterior. Nunca debe colocar la zona de contacto en un punto de contacto previo. Si esto es inevitable, hay productos que pueden deslizarse sobre el eje (manga) para ayudar a recubrir las superficies dañadas. Esto generalmente es más rápido y más rentable que sustituir un eje. Tenga en cuenta que será necesario cambiar el tamaño del sello de labio para la manga añadida.

tabla 2 Sellos de labio   Una guía práctica

Al instalar sellos de labio, asegúrese de que el trabajo se realice correctamente. He visto a muchachos instalar sellos dándoles un golpe con tal de no tener que tomarse el tiempo extra para encontrar la herramienta adecuada. Un golpe incorrecto de un martillo puede romper el material del sello, perforar la carcasa del sello o empujar el sello a través del alojamiento. Siempre tome su tiempo cuando instale sellos de labio, lubrique el eje y selle adecuadamente para evitar que se rompa o se pegue. Además, verifique que el sello de labio sea del tamaño correcto. Debe haber un ajuste de interferencia en el orificio y en el eje. Si no tiene el tamaño adecuado puede girar el sello en el eje o salirse del equipo.

Mantenimiento de los sellos de labio

Para ayudar a que sus sellos de labio se mantengan lo más saludables posible, debe mantener el aceite limpio, fresco y seco. Cualquier contaminación en el aceite entrará en la zona de contacto y deteriorará el eje y el elastómero. Del mismo modo, cuanto más caliente se vuelve el aceite, más desgaste se ejercerá sobre el sello. Los sellos de labio también deben mantenerse lo más limpios posible. Pintar sobre un sello o tener suciedad acumulada a su alrededor puede crear calor excesivo y degradar rápidamente el elastómero.

Causas de falla

Si alguna vez sacó un sello de labio y vio un surco en su eje, probablemente se debe a contaminación con partículas. Sin buenos respiradores, todo el polvo y la suciedad que entra en su equipo pueden destruir no solo sus cojinetes, rodamientos y engranajes, sino también sus ejes y sellos de labio. Por supuesto, siempre es mejor excluir contaminantes que tratar de eliminarlos. Ajustar demasiado apretado entre el sello de labio y el eje también puede crear una ranura.

La temperatura excesiva es la principal causa de falla en los sellos. A medida que aumentan las temperaturas, la película lubricante se adelgaza, lo que da como resultado condiciones de operación en seco. Las temperaturas elevadas también pueden provocar grietas o formación de ampollas en el elastómero. La vida útil del sello de nitrilo disminuye en un factor de dos por cada aumento de 30 ºC en la temperatura.

El nivel de aceite puede ser otro factor en la vida útil de un sello de labio, si es demasiado bajo. En esta situación, el sello eventualmente se endurecerá y no podrá sellar adecuadamente, lo que provocará fugas.

Las temperaturas frías pueden fragilizar el sello. Seleccionar el lubricante y el material de sellado adecuados puede ayudar cuando se tienen ambientes más fríos.

Los sellos también pueden fallar debido a excentricidad del eje. Esto puede ser causado por una mala alineación, desbalanceo del eje e imprecisiones de fabricación, por nombrar algunos. Algunos tipos de elastómeros tolerarán cantidades variables de excentricidad. Agregar un resorte circular ayudará con cualquier excentricidad que pueda encontrarse.

La presión excesiva es otra causa potencial de falla de un sello de labio. Si alguna vez ha pasado cerca de una bomba o una caja de engranajes y ha notado que escapa aceite por el sello, de alguna manera el depósito de aceite se ha sobrepresurizado y el aceite se ha filtrado hasta el punto de menor resistencia. Esto se puede atribuir a respiradores obstruidos o falta de ventilación. Los componentes con presiones más altas deben emplear un sello con un diseño especial.

Cómo inspeccionar un sello de labio

Entre las cosas a buscar cuando se inspeccionan los sellos de labio está el elastómero deteriorado o agrietado. Este es un signo revelador de que el calor es un problema. Además, verifique que el sello de labio aún esté en su lugar. He visto algunas bombas que tenían instalado un sello equivocado. Al arrancar, la vibración y el movimiento hicieron que el sello saliera del alojamiento y girara sobre el eje.

Cualquier fuga de aceite alrededor del sello debería ser una bandera roja para investigar más. Los sellos desgastados pueden causar fugas; los respiraderos obstruidos o rodamientos dañados pueden causar movimiento radial.

tabla 31 Sellos de labio   Una guía práctica

Al analizar una falla de un sello de labio, observe el sello, el eje y el alojamiento. Mientras inspecciona el eje, normalmente verá una zona de contacto o desgaste donde estaba montado el sello de labio. Esto aparecerá como una marca negra de rozamiento donde el elastómero se ha transferido al eje.

Recuerde, para mantener sus sellos de labio en buenas condiciones de funcionamiento, debe darle mantenimiento al depósito de aceite. Cubra todos los sellos antes de pintar, mantenga el aceite en el nivel adecuado, asegúrese de que los enfriadores de aceite funcionen correctamente y seleccione el diseño y el material correcto del sello. Si usted es proactivo en su enfoque para la reconstrucción e instalación de maquinaria, puede darles a sus sellos de labio y maquinaria una oportunidad de luchar para sobrevivir.

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