Sellos axiales vs sellos radiales: ¿cuál es la diferencia?

La fuga de fluidos es uno de los modos de falla más comunes en los sistemas hidráulicos y neumáticos. Seleccionar el sello correcto puede evitar fugas, garantizar la eficiencia y extender la vida útil del equipo.

Los sellos axiales y radiales son los dos tipos principales que se utilizan en estos sistemas, pero tienen diferencias claras en cuanto a diseño, función y aplicación. En este artículo, exploraremos las diferencias clave entre los sellos axiales y radiales y brindaremos orientación sobre cómo elegir la opción más adecuada para sus requisitos específicos.

¿Qué es un sello radial?

Un sello radial, también conocido como sello radial de eje, es un tipo de sello diseñado para evitar fugas a lo largo de un eje o orificio de alojamiento en dirección radial (perpendicular al eje del eje). El labio de sellado principal de un sello radial está ubicado en ángulo recto con respecto al eje, manteniendo un contacto firme con la superficie del eje.

¿Qué es un sello axial?

Un sello axial, a diferencia de un sello radial, está orientado con su interfaz de sellado principal paralela al eje del eje o a lo largo de la cara del orificio de la carcasa. Los sellos axiales se utilizan para evitar fugas entre dos componentes de la máquina que están ensamblados perpendicularmente al eje, como entre una carcasa de cojinete y una tapa de extremo.

Diferencia entre sellos radiales y sellos axiales

Mecanismo

Los sellos radiales, también conocidos como sellos de eje, proporcionan un efecto de sellado a lo largo del radio de un eje o del orificio de la carcasa. Se instalan en un casquillo perpendicular al eje del eje, con el labio de sellado en contacto directo con la superficie del eje. El labio de sellado se activa mediante una combinación de su propia elasticidad y la presión del sistema, manteniendo un sello hermético.

Los sellos axiales sellan a lo largo del eje del eje. Se colocan en paralelo a la cara de empuje del eje y el sellado se produce entre las superficies planas del sello y el eje o la carcasa. Los sellos axiales evitan las fugas al mantener un contacto firme cara a cara entre las piezas acopladas.

Dirección del movimiento

Los sellos radiales se utilizan principalmente para sellar ejes giratorios, lo que permite el movimiento circular. A medida que el eje gira, el sello mantiene un contacto continuo para evitar que el fluido se escape del sistema o que entren contaminantes.

Los sellos axiales son adecuados para sellar a lo largo del eje en aplicaciones que implican movimiento lateral. Los sellos axiales evitan fugas a medida que el eje se mueve hacia adelante y hacia atrás, manteniendo un sello hermético entre las superficies planas de contacto.

Materiales

Los sellos radiales generalmente están hechos de materiales elastoméricos como caucho de nitrilo (NBR), fluoroelastómeros (FKM) o poliuretano (PU).

Los sellos axiales pueden fabricarse a partir de una gama más amplia de materiales, incluidos elastómeros como NBR y FKM, así como termoplásticos como PTFE, poliamida o polietileno.

Forma

Los sellos radiales suelen estar diseñados como anillos circulares con una sección transversal que incluye un labio de sellado, un inserto de metal para refuerzo y un resorte para una fuerza de activación adicional. La forma circular permite que el sello se ajuste perfectamente alrededor del eje y mantenga un contacto de sellado de 360 grados.

Los sellos axiales suelen tener forma de disco plano o de arandela. Pueden ser simples juntas planas o diseños más complejos con múltiples labios o ranuras de sellado.

Aplicaciones

Debido a sus diferentes mecanismos y capacidades de manejo de movimiento, los sellos radiales y axiales encuentran aplicaciones en varios sectores industriales. Los sellos radiales se utilizan ampliamente en equipos rotativos como:

• Zapatillas:Para sellar el eje giratorio y evitar fugas de fluido.
• Cajas de cambios:Para contener aceite lubricante y proteger contra la contaminación.
• Motores eléctricos:Para sellar el eje y evitar la entrada de polvo o humedad.
• Motores de automoción:Para sellar cigüeñales, árboles de levas y otros componentes giratorios.

Los sellos axiales se emplean comúnmente en aplicaciones que implican movimiento lineal, como:

• Cilindros hidráulicos:Para sellar el vástago del pistón y evitar fugas de líquido.
• Actuadores neumáticos:Para sellar el pistón y mantener la presión del aire.
• Vástagos de válvulas:Para evitar fugas a lo largo del eje de la válvula
• Compresores:Para sellar el pistón alternativo y evitar fugas de gas.

Cómo elegir entre sellos axiales y radiales

Diseño y dimensiones de la glándula

Los sellos axiales se utilizan normalmente en aplicaciones con espacios restringidos axialmente, como los que se encuentran en cilindros hidráulicos, bombas y válvulas. El casquillo para un sello axial suele ser un simple orificio o ranura que permite comprimir el sello axialmente.

Los sellos radiales son adecuados para espacios con restricciones radiales, como los de los ejes giratorios o los vástagos de pistones alternativos. El casquillo de un sello radial es normalmente un orificio o una ranura que permite comprimir el sello radialmente contra la superficie del eje o del vástago.

Tipo de movimiento

Los sellos axiales son generalmente más adecuados para movimientos estáticos o reciprocantes lentos, ya que pueden mantener un sello hermético con una fricción mínima. La compresión axial del sello contra la superficie de contacto crea una interfaz de sellado robusta.

Los sellos radiales son ideales para movimientos rotatorios y alternativos de alta velocidad, ya que pueden proporcionar un sellado eficaz y al mismo tiempo adaptarse al movimiento dinámico del eje o la varilla. La compresión radial del sello contra la superficie móvil le permite mantener el contacto y evitar fugas, incluso a altas velocidades de rotación o cambios de dirección frecuentes.

Presiones de operación

Los sellos axiales son generalmente más adecuados para aplicaciones de alta presión, ya que la compresión axial del sello crea una fuerte fuerza de sellado que puede soportar importantes diferenciales de presión. Cuanto mayor sea la presión, mayor será la fuerza axial sobre el sello, lo que mejora su capacidad de sellado.

Los sellos radiales, si bien siguen siendo eficaces a presiones moderadas, pueden tener limitaciones en entornos de presión extremadamente alta. La compresión radial del sello contra el eje o la varilla puede no proporcionar suficiente fuerza de sellado para superar presiones muy altas. En tales casos, pueden ser necesarios elementos de sellado adicionales o anillos de soporte para sostener el sello radial y evitar la extrusión o el estallido.

Huecos y tolerancias

Los sellos axiales son más tolerantes a los espacios más grandes y las tolerancias más laxas, ya que la compresión axial del sello puede adaptarse a algunas variaciones en las superficies de contacto. Esto hace que los sellos axiales sean una buena opción para aplicaciones en las que es difícil mantener una alineación precisa o tolerancias ajustadas.

Sin embargo, los sellos radiales requieren un control más estricto de los espacios y las tolerancias para garantizar un sellado adecuado. La compresión radial del sello contra el eje o la varilla depende de un contacto constante y uniforme entre el sello y la superficie de contacto. Cualquier espacio excesivo o variación en la superficie puede provocar fugas o un desgaste prematuro del sello.

Acabados superficiales

Los sellos axiales son generalmente más tolerantes a los acabados de superficie más rugosos, ya que la compresión axial del sello puede ayudar a rellenar las irregularidades de la superficie y crear una buena interfaz de sellado. Esto hace que los sellos axiales sean una opción viable para aplicaciones en las que lograr un acabado de superficie muy suave es poco práctico o prohibitivo en términos de costos.

Los sellos radiales requieren acabados superficiales más lisos para garantizar un sellado adecuado y minimizar el desgaste. El contacto radial entre el sello y el eje o la varilla puede verse afectado negativamente por irregularidades en la superficie, lo que genera vías de fuga o una degradación acelerada del sello.

Presencia de contaminantes

Los sellos axiales son generalmente menos sensibles a los contaminantes, ya que la compresión axial del sello puede ayudar a excluir o expulsar partículas de la interfaz de sellado. La mayor fuerza de sellado de los sellos axiales también puede ayudar a resistir la entrada de contaminantes.

Los sellos radiales, si bien siguen siendo eficaces en muchos entornos contaminados, pueden ser más vulnerables a los daños o al desgaste causados por partículas abrasivas. El contacto radial entre el sello y la superficie giratoria o de vaivén puede crear una vía para que los contaminantes ingresen y se acumulen, lo que acelera el desgaste del sello o provoca fugas. En aplicaciones altamente contaminadas, pueden ser necesarias medidas adicionales, como sellos rascadores de eje o dispositivos de exclusión, para proteger el sello radial.