Guía de juntas rotativas

DACPOL ofrece una amplia gama de juntas rotativas que se utilizan en los sectores de defensa, aeronáutico, industrial y comercial. Para lograr un rendimiento óptimo de una junta rotativa, es esencial la selección adecuada, la instalación correcta y el mantenimiento regular. Esta guía tiene como objetivo cubrir los conceptos básicos, la terminología clave, los problemas de desalineación y la comparación de los principales tipos de construcción.

Fundamentos de las juntas rotativas

¿Qué es una junta rotativa?

Una junta rotativa es un dispositivo mecánico que actúa como interfaz para transferir medios fluidos – aire, vapor o líquidos – entre un elemento giratorio y uno estático.

Componentes principales de una junta rotativa:

• Cuerpo / Carcasa: La parte estática que contiene el medio y puede facilitar la conexión de mangueras. También funciona como limitador de par.
• Rotor / Niple: La parte giratoria que conecta la junta con el elemento móvil de la máquina. Están disponibles conexiones roscadas (cónicas, rectas) y bridadas.
• Guía / Casquillos guía: Sección que transmite la fuerza rotativa y asegura la coaxialidad correcta de la junta rotativa.
• Sello: Es la primera pieza que se desgasta. La vida útil del sello depende de parámetros operativos como la velocidad de la máquina, la temperatura y el tipo de medio.
• Placa de montaje: Elemento insertado entre la cabeza de la junta y la carcasa, diseñado para proteger los componentes internos durante el desmontaje de la cabeza.

Glosario técnico

Amplíe su conocimiento sobre las juntas rotativas familiarizándose con los siguientes términos clave:

• Barras anti-rotación (Anti-Rotation Rods): Barras rígidas y lisas que conectan el cuerpo de la junta con una superficie externa fija, evitando que la junta gire.
• Sello equilibrado (Balanced Seal): Técnica de sellado utilizada principalmente para agua y refrigerantes (pero también posible para vapor y gases), que se basa en la presión externa de un resorte para garantizar un sellado positivo dentro de la junta.
• Barras de turbulencia (Dryer Bars): Barras axiales de acero inoxidable instaladas dentro de los cilindros para generar turbulencia, aumentando la uniformidad de la temperatura superficial y la eficiencia del intercambio de calor.
• Flujo doble (Dual Flow): El medio fluye hacia y desde la junta rotativa a través de un sifón o un tubo de distribución interno.
• Juntas rotativas con soporte externo (Externally Supported Rotary Joints): Construcciones que soportan el cuerpo de la junta mediante un bastidor estacionario externo de la máquina.
• Manguera metálica flexible (Flexible Metal Hose): Manguera que mantiene la presión del medio y proporciona la flexibilidad necesaria para el movimiento correcto de la junta rotativa.
• Guía (Guide): Tipo de casquillo de carbono montado alrededor del niple, que sirve para soportar la junta rotativa.
• Medio: Fluidos (líquidos, gases, vapor) transportados a través de juntas rotativas.
• Uniones multipaso (Multi-Passage Unions): Juntas necesarias cuando se utilizan más de un medio simultáneamente, requiriendo múltiples sellos entre las conexiones fijas y el equipo giratorio.
• Junta a presión (Pressure Joint): Tipo de junta en la que el anillo de sellado interno soporta toda la fuerza generada por la presión interna del fluido.
• Rotor: Parte giratoria de la junta que se conecta al equipo rotativo (puede ser roscado o bridadado).
• Anillos de sellado (Seal Rings): Principal componente de desgaste. Durante el funcionamiento, los anillos están sometidos a fuerzas de presión y fricción.
• Indicadores visuales de flujo (Sight Flow Indicators): Dispositivos que permiten la observación visual del flujo de líquidos y gases en la tubería.
• Flujo único (Single-Flow): El medio fluye en una sola dirección a través de la junta rotativa, también conocido como flujo unidireccional.
• Sifón (Syphon): Sistema de tuberías dentro del cilindro giratorio que permite drenar el fluido a través de la junta.
• Placa de desgaste (Wear Plate): Placa metálica de sellado intercambiable fijada al cuerpo de la junta, diseñada para reemplazo tras alcanzar su vida útil.

Desalineación de la junta rotativa

La principal causa de fallo prematuro del anillo de sellado de carbono es la desalineación de la junta rotativa. La desalineación ocurre cuando el conjunto giratorio vibra durante la operación. Como resultado, el anillo de carbono está sometido a tensión respecto al diámetro interno del cuerpo, lo que puede causar desgaste irregular.

Prevención de la desalineación:

La junta rotativa debe instalarse con mangueras metálicas flexibles. A medida que se desgasta el anillo de sellado, la junta no compensada se desplazará ligeramente desde el extremo del eje; las mangueras flexibles deben permitir esto. Las mangueras deben tener la longitud adecuada para proporcionar esta flexibilidad. Todos los tornillos conectados deben estar bien apretados en cada sección, y el apriete debe realizarse de manera gradual y cruzada (por ejemplo, en ángulo de 180 grados).

Alcanzando un rendimiento óptimo

Tras la instalación correcta, el principal componente de desgaste sigue siendo el anillo de sellado. Debe reemplazarse al alcanzar su desgaste máximo. Si no se reemplaza, las superficies metálicas pueden entrar en contacto y causar daños irreversibles en la junta rotativa.

Factores críticos de desgaste:

La velocidad de la máquina, la presión y la temperatura son críticos para la característica de desgaste de los sellos mecánicos. La carga real sobre el anillo de sellado está directamente relacionada con la presión de trabajo. A medida que aumenta la presión, aumenta la carga sobre el sello. Este aumento de carga, combinado con la velocidad de la máquina, incrementa la potencia perdida por fricción y genera temperaturas más altas. En general, la velocidad de desgaste del sello aumenta tanto con la velocidad de operación como con la presión.

La elección del material de sellado adecuado es un factor clave, considerando todos los costos asociados con el fallo del sello.

Guías de carbono vs. rodamientos de bolas

La elección entre una junta soportada por guías de carbono y una con rodamientos de bolas depende de varios factores:

Las juntas rotativas soportadas por guías de carbono son más adecuadas para bajas velocidades y altas temperaturas. El carbono tiene un coeficiente de expansión térmica bajo, lo que le permite tolerar diferencias de temperatura significativas. El niple de la junta se calienta y se expande rápidamente, mientras que el cuerpo se calienta más lentamente. En este tipo de juntas, basta con un juego adicional en el diámetro interno (ID) de la guía para compensar la expansión térmica. En cambio, en las juntas con rodamientos, la expansión térmica debe ser absorbida por el juego interno del rodamiento, lo que hace que la selección del rodamiento dependa de la temperatura. Las guías de carbono no requieren lubricación ni mantenimiento, excepto por el reemplazo del sello desgastado. También son ventajosas en tamaños mayores, ya que son más fáciles de pedir que grandes rodamientos de bolas.

Las juntas con rodamientos de bolas se utilizan normalmente en aplicaciones de mayor velocidad y donde el juego axial es crítico. Las juntas de alta velocidad suelen utilizar sellos frontales equilibrados, que requieren una alineación precisa de las superficies de sellado. Los rodamientos de bolas también se prefieren en aplicaciones que requieren bajo par de accionamiento. Algunas aplicaciones con rodamientos requieren seguir un programa de lubricación para una vida útil óptima.

Resumen

Hemos cubierto los aspectos importantes de las juntas rotativas: desde los componentes básicos, la terminología detallada, hasta los factores que afectan su rendimiento, como la desalineación, la velocidad, la presión y la elección del tipo de soporte (guías de carbono vs. rodamientos de bolas).

La selección correcta, la instalación con mangueras flexibles y el reemplazo oportuno de los anillos de sellado desgastados son la base para un funcionamiento duradero y sin fallos de cualquier junta. Recuerde que el rendimiento y la vida útil óptimos dependen del ajuste preciso de los parámetros de la junta a las condiciones de su máquina.

Si necesita asistencia técnica para la selección de juntas rotativas, considerando las especificidades de su aplicación, contacte con los especialistas de DACPOL. Estaremos encantados de ayudarle a encontrar la solución ideal.