La tolerancia del eje es un factor crucial para el correcto funcionamiento y la longevidad de los sellos mecánicos. Para garantizar una tolerancia correcta del eje, es necesario considerar diversos aspectos, como valores típicos, normas, acabado superficial, materiales, alineación y tipos de ajuste.
Este artículo profundizará en los conceptos clave relacionados con la tolerancia del eje para sellos mecánicos. Explorará los estándares de la industria, los factores que afectan la tolerancia y las diferencias entre los ajustes de holgura y de interferencia, proporcionando una guía completa para los profesionales que trabajan con estos componentes.
¿Qué son las tolerancias del eje?
Las tolerancias de eje se refieren a las variaciones admisibles en las dimensiones de un eje, en particular su diámetro. Estas tolerancias dimensionales son esenciales para garantizar el correcto ajuste, funcionamiento y rendimiento de los sellos mecánicos y otros componentes que interactúan con el eje.
Las tolerancias se expresan típicamente como un rango, como ±0.001 pulgadas o ±0.025 mm, que indica la desviación aceptable del diámetro nominal o ideal del eje. Tolerancias más ajustadas resultan en ajustes más precisos entre el eje y los componentes acoplados, mientras que tolerancias más flexibles permiten una mayor variabilidad.
Valores y estándares típicos
| Diámetro nominal del eje (mm) | Tolerancia (mm) |
|---|---|
| 0 a 18 dwt | + 0.000 a-0.011 |
| 18 a 30 dwt | + 0.000 a-0.013 |
| 30 a 50 dwt | + 0.000 a-0.016 |
| 50 a 80 dwt | + 0.000 a-0.019 |
| 80 a 120 dwt | + 0.000 a-0.022 |
| 120 a 180 dwt | + 0.000 a-0.025 |
Nota: Estos valores son sólo de referencia y pueden variar según estándares y aplicaciones específicas.
¿Qué es el acabado superficial?
El acabado superficial, también conocido como rugosidad superficial, se refiere a las características de la textura superficial del eje. Es una medida de las irregularidades microscópicas, crestas y valles en la superficie del eje.
El acabado superficial se cuantifica mediante diversos parámetros, como Ra (rugosidad media aritmética), Rz (altura máxima media del perfil) y Rmax (profundidad máxima de rugosidad individual). Estos parámetros se expresan habitualmente en micrómetros (μm) o micropulgadas (μin).
El acabado superficial requerido para un eje depende de la aplicación específica y del tipo de sello mecánico En uso. Generalmente, se prefieren acabados superficiales más lisos para aplicaciones con sellos mecánicos, ya que promueven un mejor rendimiento de sellado y reducen el desgaste de los componentes.
Los valores habituales de acabado superficial para ejes con sellos mecánicos oscilan entre 0.4 y 0.8 μm Ra (16 a 32 μin Ra). Sin embargo, algunas aplicaciones pueden requerir acabados aún más lisos, como 0.2 μm Ra (8 μin Ra) o superiores, para garantizar un rendimiento de sellado óptimo y una larga vida útil.
Para lograr el acabado superficial deseado es necesario aplicar procesos adecuados de fabricación de ejes, como torneado, rectificado o pulido, y cumplir con los requisitos de acabado superficial especificados durante las inspecciones de control de calidad.
Factores que afectan la tolerancia del eje
Material
El material del eje influye directamente en la tolerancia alcanzable. Los diferentes materiales presentan diferentes propiedades de maquinabilidad, coeficientes de expansión térmica y dureza. Por ejemplo, los ejes de acero inoxidable pueden mecanizarse con tolerancias más estrictas que los de plástico gracias a su mayor estabilidad dimensional y menor expansión térmica.
La elección del material también afecta la resistencia del eje al desgaste, la corrosión y la deformación bajo carga. Estos factores deben tenerse en cuenta al especificar las tolerancias del eje para garantizar el correcto funcionamiento y la longevidad del sello mecánico.
Alineación y descentramiento de ejes
La desalineación o el descentramiento excesivo pueden provocar un desgaste desigual en el eje y caras de foca, lo que lleva a una falla prematura.
La alineación del eje se refiere a la concentricidad entre el eje y el cámara de selladoGarantiza que el eje esté correctamente centrado dentro del sello, minimizando las cargas radiales en las caras del sello. Una alineación correcta se logra generalmente mediante un mecanizado e instalación precisos.
Por otro lado, la excentricidad se refiere a la desviación del eje de su eje central durante la rotación. Una excentricidad excesiva puede provocar oscilaciones en las caras del sello, lo que resulta en mayor desgaste y fugas. La excentricidad se puede minimizar asegurando la rectitud y el equilibrio adecuados del eje, y utilizando cojinetes de apoyo.
Tipos de ajustes
El ajuste entre el eje y la pieza mecánica. componentes del sello Es otro factor crítico para mantener la tolerancia deseada del eje. Los dos tipos principales de ajuste son los ajustes con holgura y los ajustes de interferencia.
Ajustes de liquidación
Los ajustes con holgura permiten una pequeña separación entre el eje y el componente acoplado, como el casquillo o el casquillo del sello. Este tipo de ajuste se adapta a pequeñas irregularidades del eje y a la expansión térmica sin inducir una tensión excesiva en los componentes.
Los ajustes con holgura se suelen especificar cuando se requiere un montaje y desmontaje sencillos o cuando los componentes del eje y el sello están fabricados con materiales con diferentes índices de expansión térmica. Sin embargo, una holgura excesiva puede provocar movimiento del sello y fugas.
Ajustes de interferencia
Los ajustes por interferencia, también conocidos como ajustes a presión, implican un componente de acoplamiento ligeramente mayor que el diámetro del eje. Esto crea una conexión firme y basada en la fricción entre el eje y el componente.
Los ajustes de interferencia se utilizan cuando se requiere una conexión rígida e inmóvil entre el eje y los componentes del sello. Este tipo de ajuste minimiza el movimiento relativo y garantiza la concentricidad entre las piezas.
Sin embargo, los ajustes por interferencia pueden inducir tensiones elevadas en los componentes y requerir procedimientos especiales de instalación y desmontaje. La magnitud de la interferencia debe calcularse cuidadosamente en función de los materiales, las temperaturas y las condiciones de funcionamiento para evitar daños en los componentes del eje o del sello.
