Obturación de Piezas (Juntas y Medios Estancos) PDF

# Obturación de piezas, juntas y medios estancos ## Introducción Entendemos por obturación la interposición de un cuerpo en una tubería o depósito con el fin de evitar la salida de un gas o un líquido. Por lo tanto, cuando colocamos una junta en un elemento de máquina, depósito o tubería, estamos...

# Obturación de piezas, juntas y medios estancos ## Introducción Entendemos por obturación la interposición de un cuerpo en una tubería o depósito con el fin de evitar la salida de un gas o un líquido. Por lo tanto, cuando colocamos una junta en un elemento de máquina, depósito o tubería, estamos logrando que ese recinto sea estanco, es decir, que se encuentre perfectamente cerrado y por lo tanto no presente fugas. Habitualmente esta estanqueidad se necesitará cuando haya diferentes presiones entre el interior del depósito y el exterior, como en los calderines, las tuberías, etc (figs.1 y 2). También se da el caso en el que la presión del interior es igual que la del exterior, pero es necesario evitar la entrada de impurezas, tales como polvo, agua, etc. o la salida de un elemento de su interior, como el aceite. Estas aplicaciones las encontramos en cajas de cambios de máquinas, ejes montados sobre rodamientos, etc. Incluso son necesarias cuando dos cavidades de un mismo cuerpo deben tener presiones distintas, como los cilindros neumáticos o hidráulicos (fig.3). ### Fig. 1 El gas o el líquido intenta salir por las juntas ### Fig. 2 El aire intenta entrar por las juntas ### Fig. 3 Cámaras con distinta presión ## Estudio y elección de los medios de estanquidad Si realizásemos una gran división de los tipos de juntas empleadas en las obturaciones, podríamos hablar de juntas estáticas y juntas dinámicas. Entendemos como juntas estáticas aquellas que una vez posicionadas y ajustadas, permanecen en ese estado a lo largo de su vida, sin que ninguna superficie se deslice o friccione contra ellas. Ejemplos de este sistema los tenemos en las tapas de los depósitos, de los cilindros neumáticos, la junta de muchos compresores, etc. (fig. 4). Las juntas dinámicas tienen como finalidad asegurar la estanqueidad de un cuerpo aunque éste se encuentre animado, es decir, que posea movimiento. Algunos ejemplos los vemos en los pistones de los cilindros neumáticos, en las obturaciones laterales de los ejes, en las empaquetaduras de bombas y válvulas, etc. (fig. 5). ### Fig. 4 Junta de compresor. ### Fig. 5 Juntas de un actuador neumático ## Fundamento y clasificación de las juntas estáticas Habitualmente se logra la estanqueidad mediante la presión ejercida sobre un cuerpo flexible el cual, al adaptarse a las posibles irregularidades, logra un recinto estanco. Para conseguir esta fuerza de deformación, las juntas se disponen aprisionadas entre dos planos de cuerpos distintos y estáticos y mediante una serie de tornillos se establece la fuerza de compresión necesaria para generar la deformación. Debemos conocer los siguientes tipos: ### **Juntas planas** Su principio de funcionamiento es que al aplicarle presión, la junta se adapta a las irregularidades de las piezas que asientan contra ella (fig.6). Cuando se emplean estos medios para realizar la obturación se prestará especial atención a la limpieza de las superficies. Incluso si es necesario se procederá a rasquetear ligeramente las zonas de unión con el fin de eliminar el material de juntas envejecido. **De igual manera, las dos superficies que generan la presión sobre la junta y que formalizan la estanqueidad serán planas y paralelas entre sí, por lo que en ocasiones se hace necesario verificarlo. Cuando se sitúe la junta plana, no puede presentar resaltes ni abombamientos, sino que estará totalmente lisa. También se centrará de forma que no sobresalga de los bordes de las piezas a unir (fig. 7).** **Fig. 7** DETALLE DE LA JUNTA **El ajuste de los tornillos que ejercerán presión deberá realizarse de forma progresiva y en varios periodos, es decir, no se puede apretar totalmente uno y dejar los otros completamente flojos. También se seguirá un orden determinado (fig.8), ya que si se apretasen indistintamente se producirían arrugas o dobleces en la junta. Debido a esto, el ajuste se efectuará del centro hacia los extremos, logrando el progresivo asiento de la junta (fig. 9).** **Fig. 8** Secuencia de apriete de los tornillos **Fig. 9** Secuencia de apriete de los tornillos en tapa rectangular **Las juntas planas suelen suministrarse en pliegos (fig. 10), los cuales se recortan con la forma adecuada. En ocasiones se puede marcar el perímetro y la posición de los agujeros que deberán ser atravesados por los tornillos de apriete, utilizando la antigua junta (fig. 11a), para posteriormente recortar la nueva. Un método muy utilizado consiste en apoyar el pliego sobre la tapa a obturar y con unos pequeños golpes con la bola del martillo se marcarán las zonas a recortar. Es conveniente empezar marcando los agujeros donde irán introducidos los tornillos con el fin de asegurar el posicionamiento de la junta evitando que se nos mueva.** **Se suele emplear una pasta para juntas que aplicada entre ella y las piezas a unir asegure la estanqueidad. En ocasiones se utiliza este producto incluso sin junta (fig. 11b)** **Este tipo de juntas es adecuado para uso en aplicaciones de aire comprimido, vapor, aceites y combustibles, gases (incluyendo oxígeno) y agua, entre otros. No se utilizará grasa o aceite en las juntas que estén en contacto con oxígeno a presión, ya que existe riesgo de explosión.** **Fig. 10** Materiales para juntas **Fig. 11b** Junta plástica **Fig. 11a** Preparación de una junta ## Juntas tóricas o anillos toroidales Es importante conocer estos elementos, ya que se utilizan de forma habitual. Veremos cómo se emplean en medios de estanqueidad estáticos, (fig. 12) si bien, también pueden emplearse cuando existan movimientos relativos entre las piezas que obtura. Poseen forma toroidal (fig. 13), es decir, su cuerpo es similar al de un flotador o un donuts. Al igual que las anteriores, la limpieza y meticulosidad del trabajo son indispensables para lograr una estanqueidad adecuada. Se evitará la colocación de la junta de forma retorcida. La ranura que los aloja tendrá unas dimensiones determinadas, que se comprobarán antes de realizar el montaje. Dependiendo de que el recinto en el que se debe asegurar la estanqueidad esté sometido a depresión o presión, esta junta tórica se colocará como indica la figura 14. La presión de apriete será la necesaria para que las superficies de unión se acoplen y la colocación de los tornillos de ajuste se realizará siguiendo los mismos criterios que para la junta plana. **Fig. 12** Aplicación de una junta tórica **Fig. 13** Junta tórica de sellado **Fig. 14** Posicionamiento de las juntas tóricas **En muchas ocasiones, cuando un elemento se desmonte de forma habitual y cuando el recinto que deben cerrar no está bajo presión, tal como tapas de depósitos de aceite, etc. se encuentran uniones estancas sin juntas. En este tipo de elementos la obturación requerida no es muy elevada, ya que con evitar la penetración de impurezas al interior como polvo, partículas contaminantes, etc., es suficiente.** **Evidentemente, las superficies de unión se han de encontrar totalmente limpias y planas. Cualquier recalque o saliente impediría una correcta obturación.** **La fuerza de apriete que generarán los tornillos será la suficiente para impedir que esas sustancias contaminantes penetren en el interior.** **Otro caso que debemos conocer es cuando el recinto a obturar se encuentra sometido a presión. En esta situación las superficies de unión entre las piezas han de estar perfectamente rectificadas y el ensamble se podría realizar mediante dos superficies planas (fig. 15) o por un ajuste cónico (fig. 16). En éste último caso el acople se realiza con mayor facilidad, y sin requerir esfuerzos de apriete tan elevados como en las superficies planas, debido a la configuración de la unión.** **Fig. 15** **Fig. 16** Superficies rectificadas **Cuando se realice el montaje es evidente que las tolerancias de forma y los acabados superficiales son fundamentales para un ajuste perfecto. De igual manera la limpieza es esencial.** **En el apretado de los tornillos, la fuerza ejercida sobre ellos para asegurar la estanqueidad será muy superior que cuando se empleen juntas. De hecho, se producirá una pequeña deformación entre las superficies de unión, de tal manera que estas caras se ajusten de forma perfecta.** **Por la elevada fuerza de apriete, se emplearán tornillos de gran calidad.** **Para evitar la deformación de los elementos que configuran la unión es muy importante determinar correctamente la secuencia de apriete.** **Podríamos dividir la forma de apretado de los tornillos, para este tipo de ensambles, en dos partes:** 1. **La primera comprendería la colocación de la brida, tapa o elemento, sujetándola convenientemente pero sin aplicar la fuerza necesaria para realizar la obturación.** 2. **La segunda engloba el apretado final, con el que se lograría la estanqueidad. La secuencia a seguir se detalla en la figura 17.** **Fig. 17** ## Fundamento y clasificación de las juntas dinámicas Existen muchas aplicaciones en las que se tendrá que asegurar una estanqueidad entre piezas que se deslizan entre sí. Para lograr esta misión, en la mayoría de los casos, se establecerá un rozamiento entre las dos superficies que se obturan. Evidentemente, el material de los retenes será siempre de menor dureza que los ejes o alojamientos donde van acoplados. De igual manera, cuando se monten sobre elementos de acero inoxidable, deberán evitarse materiales que contengan grafito. En algunas aplicaciones también veremos que existen retenes no rozantes, basándose su funcionamiento en la pérdida de carga de presión, que sufre el líquido o gas, al atravesar estos elementos. Para realizar un estudio de estos sistemas de forma ordenada, no tenemos otra opción de dividirlos en las siguientes clases: * Elementos de estanqueidad para ejes giratorios sin desplazamiento axial. * Elementos de estanqueidad para piezas con movimiento rectilíneo, tales como émbolos o ejes que se deslicen longitudinalmente, etc. * Elementos de estanqueidad para válvulas o bombas. ### Elementos de estanqueidad para ejes giratorios sin desplazamiento axial. Estas obturaciones impiden la pérdida de lubricantes del interior de las máquinas, a la vez que evitan la penetración de impurezas. Se encuentran dispuestas en un sinfín de aplicaciones, tales como rodamientos, cojinetes y en definitiva en todos los ejes giratorios que deban impedir la salida de los elementos de engrase al exterior o la penetración de impurezas. Podemos diferenciar dos tipos, las obturaciones rozantes y las no rozantes. ### Obturaciones rozantes Reciben este nombre porque realizan la estanqueidad mediante el rozamiento relativo entre dos superficies. Están diseñadas de forma que dejan salir una pequeña cantidad de lubricante con el fin de engrasar la zona de fricción de la obturación. Se suelen emplear para trabajos que no exigen demasiadas velocidades. Los tipos más habituales que vamos a poder encontrar son los siguientes: ### Obturación radial de labio.- (fig. 18) Este tipo de retenes también reciben el nombre de juntas de aceite. Son ideales para evitar la penetración de suciedad, polvo, agua o cualquier otro contaminante (fig. 19). Simultáneamente impiden la salida y pérdida del lubricante en los mecanismos con ejes en rotación o parados. Están formados por un cuerpo exterior que se fija contra el agujero. En el eje se apoya un labio, que realiza la obturación dinámica. La presión de apriete se obtiene mediante un muelle toroidal introducido en el propio retén. Su flexibilidad, en cuanto al diámetro exterior, asegura la junta en su alojamiento de forma espontánea, sin necesidad de anillos de seguridad, selladores o placas de retención. Además permite llevar a cabo su sustitución de forma sencilla sin dañar ningún elemento. **Fig. 18** **Fig. 19** **A la hora de introducirlos, no se golpearán directamente con el martillo. Siempre que sea posible se empleará una prensa, de forma que el asiento se produzca en todo el perímetro del retén y éste se vaya introduciendo progresivamente. Se tendrá especial cuidado de colocarlos perpendiculares al eje, evitando que se posicionen de forma retorcida. Incluso antes del montaje se aplicará lubricante tanto al labio obturador como a la superficie de apoyo. Para su desmontaje, un simple destornillador nos servirá de ayuda, ya que no debemos tener ninguna precaución con el retén pues se sustituirá por uno nuevo.** **En cuanto a su posicionamiento, determinaremos si la misión principal del retén es evitar la salida del lubricante o, por el contrario, impedir la penetración de impurezas. Esto nos establecerá la forma de situarlos (fig.20).** **Existen retenes que poseen dos labios de rozadura contra el eje, teniendo uno de ellos la finalidad de obturar el aceite y el otro de impedir la entrada de polvo (fig. 21).** **Fig. 20** **Fig. 21** **Normalmente, estas juntas están apoyadas contra un resalte, o algún medio que los sitúe (fig.22). Como ya se comentó, cada vez que se realice el desmontaje, estos elementos se han de sustituir por otros nuevos. Aún así, el eje puede que se haya desgastado ligeramente debido al rozamiento, por lo que se inspeccionará para determinar si es necesario utilizar un manguito de desgaste (fig.23), con el fin de asegurar la obturación, o un distanciador (fig.24) que evite el contacto en la misma zona donde antes estaba colocada la otra junta.** **Fig. 22** **Fig. 23** **Fig. 24** ### Obturación axial de labio.- (fig. 25) Esta es una junta de sellado con perfil en "V". Posee forma de anillo y genera una obturación axial gracias a un labio rozante. Su misión es producida por las fuerzas centrífugas que aparecen al girar la junta solidaria al eje. Es bastante efectiva para evitar la fuga de las salpicaduras de grasa, de agua o aceite, además de proteger contra la penetración de polvo o suciedad al interior de los ejes. En estas juntas podríamos diferenciar tres partes (fig.26): el cuerpo, la superficie de unión y el borde rozante. Se suelen fabricar en goma de nitrilo, sin presentar ninguna parte metálica, lo que les proporciona elasticidad para poder ajustarse mediante presión al eje giratorio que obturarán. Además, permite salvar pequeños salientes del eje, pudiendo colocarla sin necesidad de desmontar estos componentes. **Fig. 25** **Fig. 26** **Fig. 27** **Fig. 28** **Se colocarán de tal forma que el borde rozante autoajustable se apoye sobre la superficie perpendicular al eje (fig. 27), sobre la pista del rodamiento, etc., generando la estanqueidad en dirección axial al eje. Esta operación se puede realizar empujando la obturación con un destornillador a la vez que se gira el eje. Cuando se requiera evitar simultáneamente la salida de grasa o lubricante y la penetración de impurezas, se montarán dos anillos en "V" de forma opuesta (fig.28).** **Cuando la misión principal de estos anillos sea el impedir la salida de aceite, tendrá una limitación axial que asegure su posicionamiento (fig.31). Además, una ranura con forma helicoidal, en la zona de contacto del labio del anillo, favorece considerablemente la eficiencia del sistema, ya que el aceite retorna por ella hacia la máquina (fig. 30). Cuando el sistema contenga grasa consistente, el anillo suele colocarse por la parte exterior, de forma que evite la penetración de impurezas.** **Fig. 30** **Fig. 31** **Fig. 32** Cuando las velocidades de giro se aproximan a los 8m/s, estas juntas necesitan para su correcto funcionamiento una limitación axial (fig. 31). Si las velocidades son elevadas, es decir, superiores a los 12m/s, estos sistemas requieren de una limitación axial y radial que contenga las fuerzas centrífugas generadas en la junta. La configuración de este anillo es en forma de "L", por lo que al emplearlo conseguimos las limitaciones necesarias (fig. 32). Estas obturaciones también son válidas para ejes que presenten pequeñas desalineaciones (fig.33) ο descentramientos (fig.34) ya que, debido a su funcionamiento, se adaptan progresivemante a las superficies generando una obturación constante. Esta característica les proporciona una gran versatilidad, pero el eje no puede tener posibilidad de desplazamiento axial, ya que los labios rozantes dejarían de estar en contacto con la superficie de la máquina y se perdería la estanqueidad. **Fig. 33** **Fig. 34** **Fig. 35** **Habitualmente las encontraremos acompañadas de otra junta, es decir, complementando la acción obturadora de otro medio, por lo que en estos casos las podríamos definir como juntas secundarias, aunque existe la posibilidad de emplearla como junta principal.** **Vamos a verlas de forma asidua en pequeños motores eléctricos, cintas trasportadoras, etc.** ### Obturación mecánica.- (fig. 35) Este retén mecánico está compuesto por dos anillos metálicos sobre los que van acopladas unas juntas de copa que ejercen una presión continua al agujero. La parte interior de acero que se asienta en el eje tiene un buen acabado superficial, sin embargo el ajuste que realiza el caucho en el agujero no exige acabados especiales ya que el material plástico es capaz de adaptarse. Estas obturaciones vienen de fábrica acopladas en conjunto, por lo que se montarán como si se tratase de un único elemento. Es aconsejable que la zona donde vayan alojadas presente unos chaflanes a la entrada que faciliten la operación de montaje. De igual manera existen útiles especiales para realizar estas operaciones. ### Obturación mediante anillos.- (fig. 36) El cierre de un eje mediante un anillo es un sistema que, como los anteriores, busca la estanquidad de un medio. Su función principal suele ser evitar la entrada de impurezas o la salida de grasa, aunque se pueden aplicar para retener las salpicaduras de aceite. La estanqueidad que ofrece no es de buena calidad. Por ello, se suelen encontrar en dispositivos que funcionan a bajas revoluciones. El material con el que se realizan suele ser fieltro, aunque las podemos ver de cuero o de PTFE (Politetrafluoretileno). Suelen estar disponibles en forma de anillo o de tiras. Cuando procedamos a su reposición o eliminaremos completamente los restos del fieltro antiguo. El nuevo anillo o las tiras que se van a colocar se suelen empapar en aceite caliente. A continuación se situarán meticulosamente en todo el perímetro que obturarán. También se deberá comprobar la superficie con la que roza el fieltro, la cual presentará un buen acabado superficial. ### Obturaciones no rozantes En estas obturaciones, no existe rozamiento entre los elementos que aseguran la estanqueidad, ya que se dejan unas separaciones o huecos entre el elemento móvil y el fijo. Estos huecos existentes entre ambos reciben el nombre de intersticios y suelen ir rellenos de grasa, con lo que se obtiene un aumento en la eficacia de la obturación. Se emplean para trabajos que exigen elevadas revoluciones y temperaturas. Su principio de funcionamiento se basa en la disminución de la presión de los líquidos al atravesar las ranuras con formas laberínticas. Dependiendo de la forma y disposición de los intersticios, podemos diferenciar las obturaciones de intersticio (rectas o ranuradas) y las obturaciones de laberinto (radial o axial). En algunos mecanismos podremos encontrar combinados alguno de estos sistemas. ### Obturación de intersticio Es la obturación no rozante más sencilla, ya que se materializa mediante un único intersticio longitudinal entre el eje y el alojamiento (fig.37). Suele emplearse en aplicaciones de poca exigencia, ya que la estanqueidad que ofrecen es muy limitada. En ocasiones se realizan una serie de ranuras que aumentan la eficacia del sistema (fig.38). Cuando se dispone de un eje horizontal y la lubricación se realiza con aceite, podemos encontrar ranuras de forma helicoidal que, según el sentido de rotación del eje, irán inclinadas en una dirección u otra. Gracias a ellas, el aceite que intenta salir es retornado de nuevo a la máquina (fig.39). Cuanto mayor sea la longitud del intersticio, mejor será la obturación que generan. **Fig. 37** **Fig. 38** **Fig. 39** ### Obturación de laberinto Debido a su constitución ofrecen una obturación superior a los anteriores. Para mejorar su rendimiento muchos de estos sistemas poseen un engrasador para introducir periódicamente grasa, con características apropiadas, en el intersticio. Cuando se trata de soportes partidos, los cuales se pueden desmontar en dos partes, se emplean obturaciones laberínticas radiales (fig. 40). Si los soportes son enterizos, ya que están constituidos por una sola pieza, se emplean obturaciones laberínticas axiales (fig. 41). Cuando el mecanismo sea susceptible de ligeros desalineamientos, se utilizarán obturaciones con intersticios inclinados. **Fig. 40** **Fig. 41** En ocasiones nos podemos encontrar con sistemas que combinan los dos tipos de obturaciones, logrando de esta manera una estanqueidad segura y fiable. Cuando estudiamos los rodamientos, hablamos de placas de obturación o de protección laterales rozantes y no rozantes. El principio de funcionamiento en ellas es el mismo que acabamos de estudiar. ### Elementos de estanqueidad para piezas con movimiento rectilíneo Estos elementos son muy habituales en pistones y vástagos. Los sistemas más empleados se indican a continuación: ### Mediante juntas de obturación Los tipos de juntas más utilizadas son: ### Junta tórica Este tipo de juntas ya las hemos estudiado con anterioridad. En estos sistemas dinámicos también realizan la obturación mediante la deformación que sufren al ser comprimidas (fig. 42). Es importante que siempre exista una película de aceite cuando se produzca el movimiento y aparezca el rozamiento. **Fig. 42** ### Junta en “X” Es una variante de la junta tórica. Posee cuatro labios y se puede emplear, al igual que la tórica, en aplicaciones estáticas y dinámicas. Presentan la forma que se indica en la figura 43. Ofrece menos rozamiento y proporciona mayor estanqueidad. Se puede considerar como una junta de doble efecto pues, cuando se emplea como junta dinámica, obtura en todas las direcciones del movimiento. El inconveniente que presentan, junto con las tóricas convencionales, es el envejecimiento ya que con el paso del tiempo los anillos se estiran y endurecen generando una pérdida de obturación. **Fig. 43** ### Manguito de copa y doble copa Estas juntas van provistas de un labio ajustado por presión a la superficie del cilindro. Para entender mejor el funcionamiento de estos sistemas nos basaremos en un ejemplo (fig. 44). Cuando el pistón retrocede, los labios pierden presión de ajuste a causa del enderezamiento que sufren debido al arrastre por rozamiento al que se ven sometidos. Sin embargo cuando avanza los labios se curvan ligeramente incidiendo con mayor presión sobre la superficie a obturar y logrando de esta forma el fin perseguido. Como conclusión, podríamos decir que las juntas de copa sólo son capaces de asegurar la obturación en un sentido de movimiento (avance). Cuando necesitamos una obturación en ambos sentidos, como por ejemplo un cilindro de doble efecto, se utilizará una junta que recibe el nombre de manguito de "doble copa", ya que va provista de dos labios. Uno obturará en un sentido de movimiento mientras que el otro asegurará la estanqueidad en el sentido contrario. **Fig. 44** ### Mediante intersticios Su funcionamiento es similar al estudiado en las obturaciones no rozantes. El pistón deberá poseer un juego muy pequeño con el cilindro además de ir provisto de unas ranuras de expansión. Debido a esta minúscula diferencia de medidas entre el pistón y el agujero por el que desliza, el gas a obturar irá perdiendo presión al atravesar estas superficies y, cuando llegue a las ranuras, éste se expandirá consiguiendo sucesivamente menor presión y con ello evitando las fugas (fig. 45). **Fig. 45** ### Mediante superficies rectificadas Es un sistema que exige una gran precisión de medidas y muy buenos acabados superficiales. El juego entre el eje y su alojamiento es tan limitado que uniendo esta característica a un gran acabado superficial, comúnmente llamado "acabado espejo", se logra la correcta obturación sin necesidad de ningún otro medio o componente (fig. 46). Cuanto mayor sea la superficie en contacto entre el eje y el agujero, mejor será la estanqueidad que proporciona, ya que la presión del fluido a obturar irá disminuyendo a medida que intente atravesar la superficie de unión de los dos cuerpos. Se tendrá especial cuidado en su montaje y ajuste, ya que la suciedad, cualquier rayonazo o golpe implicará la pérdida de estanqueidad. Mediante este sistema se pueden lograr recintos estancos de hasta 400 bares. **Fig. 46** ### Otros tipos de juntas Además de las juntas estudiadas hasta el momento, existen gran variedad de ellas para aplicaciones concretas. Pueden encontrarse juntas rascadoras, juntas específicas de pistones, juntas neumáticas, juntas de doble labio (fig. 47), etc. ### Elementos de estanqueidad para válvulas o bombas. En las bombas y las válvulas, la manera de lograr una estanqueidad efectiva es empleando un sistema de empaquetado. Vamos a comenzar estudiando los distintos elementos empleandos en este sistema (fig. 48): **Fig. 47** Entendemos por empaquetado la acción llevada a cabo con el fin obturar un medio. Normalmente recibe el nombre de empaquetado de compresión o blando, ya que su misión es generar una estanqueidad alrededor de un eje basándose en la deformación elástica que sufre un determinado material sometido a compresion. De esta forma se evita que los fluidos que están en contacto con el eje puedan escaparse. Los empaquetados más habituales se realizan en las bombas y en las válvulas, aunque hay una gran cantidad de maquinaria que emplea estos sistemas obturantes, tales como mezcladoras, compresores, etc. La empaquetadura o estopa es el material empleado para realizar el empaquetado, es decir, es el elemento que se introduce entre el eje y el cuerpo de la máquina y sobre el cual se aplica una presión determinada obtienendo su expansión y el cierre hermético del conjunto. Estos lugares donde se introduce el material elástico reciben el nombre de cajas. El aprisionamiento de la empaquetadura se logra mediante un seguidor de casquillo, comúnmente denominado prensaestopa, el cual se desplazará axialmente mediante algún sistema de fijación. Al realizar este movimiento se pondrá en contacto con el material elástico y a medida que lo vaya aprisionando se irá deformando. Debido al rozamiento existente entre el eje y la empaquetadura, ésta se irá desgastando progresivamente, por lo que las prensaestopas se deberán reajustar periódicamente. **Fig. 48** **Fig. 49** **A la hora de determinar el material que se empleará para la empaquetadura tendremos en cuenta los factores que incidirán en el funcionamiento del mecanismo, como puede ser la temperatura y presión de trabajo, el movimiento del eje, ya que puede ser solamente rotativo (bomba) o con desplazamiento axial (válvula), el tamaño y la velocidad de rotación del eje, las características del líquido que van a obturar, etc. Así podemos encontrar en el mercado una amplia gama de empaquetaduras, desde las elásticas convencionales compuestas por PTFE (fig. 49), hasta empaquetaduras metálicas de metal blanco, pasando por las empaquetaduras mixtas.** ### Montaje y desmontaje del empaquetado La prensaestopa está diseñada para que al introducirla no supere el 40% de la longitud de la empaquetadura ya que, cuando el desgaste ha llegado a este extremo, se sustitirá el material obturante por uno nuevo (fig. 50). Por lo tanto, antes de realizar el empaquetado de una máquina eliminaremos el antiguo, limpiando la estopa existente en el interior de la caja de empaquetado. Hay que verificar el buen estado de los cojinetes o rodamientos que sustentan al eje y que éste no presente holguras laterales, las cuales producirían un degradamiento rápido de la empaquetadura. A continuación, se tomarán las medidas del eje y de la caja, con el fin de determinar las dimensiones correctas de la estopa (fig.51). Debemos cortar los anillos con la longitud adecuada. Una manera de realizarlo con precisión es preparando un mandril con el mismo diámetro del eje, en el se arrollará la empaquetadura cortándola convenientemente. En ocasiones se podrá usar el mismo eje de la máquina a empaquetar. El corte de los anillos debe realizarse con un cierto ángulo, de forma que al acoplarlos las dos caras queden rectas (fig.52). Si el régimen de trabajo es en caliente, se suele dejar una pequeña separación entre las superficies de unión, de forma que sean capaces de absorver las dilataciones. Aproximadamente esta separación será del orden del 1% del diámetro del eje. **Fig. 50** **Fig. 51** **Fig. 52** **Se irán introduciendo los anillos, uno por uno, asentándolos mediante unos golpes con un casquillo para asegurar su correcta colocación (fig. 53). Al ir poniendo los sucesivos anillos, se tendrá la precaución de ir desfasando el corte de unión aproximadamente 90° (fig.54). Con ello impedimos filtraciones por esas zonas de unión.** **Fig. 53** **Fig. 54** **Una vez montados todos los anillos formando la empaquetadura, se colocará el casquillo de apriete o prensaestopa. Esta operación se efectuará teniendo en cuenta los siguientes aspectos:** 1. **Colocar el prensaestopa aprentándolo ligeramente mediante la mano o con una llave.** 2. **Poner en funcionamiento la bomba.** 3. **Continuar el apretado del prensaestopa observando la reducción progresiva de las fugas. Es importante tener cierta sensibilidad en esta operación ya que, si apretamos en exceso la estopa, ejercerá una gran presión sobre el eje, generando un calor excesivo y un gran rozamiento que desgastaría prematuramente la junta, pudiendo ser perjudicial para el conjunto.** 4. **En los posteriores trabajos de mantenimiento se irán reajustando los empaquetados con el fin de evitar las pérdidas producidas por el desgaste del material obturante.** 5. **Si lo que debemos obturar son válvulas, se ajustará la empaquetadura hasta que el eje endurezca su giro. Si apretásemos en exceso, éste podría incluso quedar bloqueado.** 6. **Es conveniente revisar el trabajo realizado en las horas posteriores para asegurarse de que la obturación es efectiva y realizar los ajustes convenientes debidos al asentamiento del material empleado.** A continuación, vemos algún ejemplo de la aplicación de empaquetados (figs. 55 y 56): **Fig. 55** **Fig. 56** ### Verificación de la estanqueidad Para verificar que los elementos obturadores cumplen su misión y que no existen fugas de los recintos herméticos se suelen someter estos componentes a una presión determinada. Básicamente encontraremos dos tipos de pruebas. * Mediante aparatos hidráulicos (fig. 57) se somete a un líquido, normalmente agua, a una presión determinada. Por simple observación se aprecian las fugas existentes. El empleo de agua es un elemento de seguridad en este tipo de verificaciones, ya que si existiera una gran fuga o explosión mientras se realiza la prueba, al emplear un medio líquido no habría proyecciones de elementos. * Cuando no es posible la utilización de agua se introduce aire a presión. En las zonas susceptibles de pérdida se aplica una solución jabonosa, de forma que si aparecen burbujas implicará una falta de estanqueidad. En muchas ocasiones los problemas de fugas se solucionan volviendo a apretar los tornillos de unión. Si mediante este sistema no lográsemos eliminar las pérdidas, realizaremos nuevamente la obturación de la unión siguiendo los pasos estudiados. **Fig. 57** Comprobador de Estanqueidad de Tuberías Bomba de pruebas para verificar las instalaciones. Es capaz de alcanzar hasta los 50 bares de presión. 300 ==End of OCR for page 20==