Proyecto de los alojamientos para la estanqueidad estática

Las características de las juntas de tipo O-Ring resultan particularmente adecuadas para la utilización en aplicaciones estáticas. La eficiencia de la estanqueidad del O-Ring depende, como ha sido descrito en el capítulo precedente, de diversos factores tales que: la naturaleza de los fluidos con los que es puesto en contacto y su acción química sobre la mezcla elástica, las temperaturas máxima y mínima a las cuales debe trabajar, el tipo de material de los elementos del acoplamiento y la atención con la cual son realizados los alojamientos que lo acogen. Otro factor muy importante para garantizar la estanqueidad, es el correcto dimensionamiento del O-Ring y la correcta elección de los valores de "ds" y "di" (figura 4.5) en relación con las características geométricas de los elementos a acoplar.

En las aplicaciones de estanqueidad estática radial el O-Ring es introducido en un alojamiento que puede ser practicado tanto sobre el elemento que constituye el eje, como en el interior del orificio que loa acoge. Una vez colocado en el alojamiento, el O-Ring recibe de los elementos del acoplamiento un impulso que lo deforma en sentido radial. Sobre la base de la presión ejercida por el fluido, se elige el O-Ring que garantiza la estanqueidad con porcentaje de aplastamiento comprendido en el intervalo representado de manera indicativa en la figura 4.6.

La dimensión del alojamiento está determinada por el diámetro de la sección del O-Ring y por el aplastamiento al cual está sometido. Es determinante también la presión de trabajo del sistema: presiones elevadas pueden intervenir para modificar los juegos entre las partes y por ello influir sobre la precarga programada en la realización del proyecto.

La figura 4.7 muestra el alojamiento de un O-Ring practicado sobre el eje para obtener la que ha sido definida como "estanqueidad pistón". En esta figura están indicados los valores de la tolerancia de elaboración recomendados para el acoplamiento orificio/eje, los radios de empalme, la inclinación y el grado de acabado del alojamiento.

La figura 4.8 indica los mismos parámetros para el acoplamiento definido "junta cilindro".
En ambas figuras está también indicado el corte en bisel que se debe practicar para acoplar los elementos sin dañar el O-Ring.

Los valores de los parámetros de las figuras 4.7 y 4.8 están indicados en las Tablas 4.1 y 4.2.

En la Tabla 4.1 están indicados los grados de acabado de la elaboración recomendados para la ejecución de las paredes del alojamiento. Más precisamente está indicada la clase de rugosidad y el valor de Ra correspondiente a las paredes del alojamiento, al fondo y a la superficie que se le contrapone y que determina la deformación de precarga. Como discriminante para la compilación de la tabla, hemos supuesto que la zona de apoyo del O-Ring sea por lo menos igual al 50% del valor ideal.
La Tabla 4.2 indica los valores de los parámetros geométricos del alojamiento, o sea su longitud, los radios de empalme y la longitud del bisel en relación con el diámetro ds del O-Ring. Los valores subrayados representan los diámetros de utilización recomendados por las normas ISO y DIN.

Los O-ring que son utilizados para la "estanqueidad brida", es decir con compresión de precarga perpendicular al plano del anillo, sufren un esfuerzo diferentes según que sean utilizados en aplicaciones en las que la presión actúa desde el interior del conjunto más bien que desde el exterior. Esta diferencia de comportamiento nos lleva a considerar por separado las dos situaciones.
En la figura 4.9 está representado el alojamiento para el O-Ring si la presión del fluido actúa desde el interior. En esta circunstancia la circunferencia del O-Ring sufre una compresión. Para que el O-Ring garantice la estanqueidad es conveniente que la compresión no supere el 3% del valor de su circunferencia.
En la figura 4.10 está representado el alojamiento del O-Ring en una aplicación donde la presión actúa desde el exterior. Durante la instalación para este tipo de aplicación, el O-Ring sufre un estiramiento que no debe superar el 6% del valor de su circunferencia.

En las Tablas 4.3 y 4.4 están indicados los valores de los parámetros para el correcto dimensionamiento del alojamiento, como se ha mostrado para los ejemplos de estanqueidad indicados en el párrafo precedente.

Como conclusión de la discusión sobre los alojamientos para la estanqueidad estática, indicamos dos tablas que consideramos útiles para los proyectistas.

• Tabla 4.5
• Tabla 4.6