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Obturaciones externas

Para las disposiciones de rodamientos en las que la efectividad de la obturación, bajo determinadas condiciones de funcionamiento, es más importante que las consideraciones de espacio o de coste, existen dos tipos de obturaciones externas disponibles: obturaciones no rozantes (fig. 1) y obturaciones rozantes (fig. 2).
En el caso de las obturaciones no suministradas por SKF, la información que aparece en la siguiente sección sólo debe utilizarse a modo orientativo. Asegúrese de entender los criterios de funcionamiento de la obturación antes de incorporar la misma a una aplicación. SKF no acepta ninguna responsabilidad derivada del funcionamiento de productos no suministrados por SKF.
Obturaciones no rozantes

Las obturaciones no rozantes casi siempre se utilizan en aplicaciones de precisión de alta velocidad. Su eficacia depende, en principio, de la capacidad de obturación del estrecho intersticio entre el eje y el soporte. Al no existir contacto, estas obturaciones casi no generan fricción y tampoco limitan la velocidad operativa, por lo que son una excelente solución para las máquinas herramienta.

Las variantes van desde las obturaciones sencillas de un intersticio hasta las obturaciones laberínticas de múltiples etapas (fig. 1). En comparación con las obturaciones de un intersticio, las obturaciones laberínticas de múltiples etapas son considerablemente más efectivas puesto que la forma de sus intersticios, tanto radiales como axiales, dificulta la entrada de contaminantes y evita que entren líquidos en el rodamiento.

En entornos muy contaminados a menudo se requieren obturaciones laberínticas con diseños complejos. Las obturaciones laberínticas pueden tener tres o más etapas cuya finalidad es retener el lubricante y excluir los contaminantes de la disposición de rodamientos. El principio de una obturación laberíntica altamente eficaz, descrito en la (fig. 3), consta de tres etapas:

  • etapa primaria
  • etapa secundaria
  • etapa final

Este diseño, con cámaras de drenaje y zonas de recogida, es fruto de los estudios realizados por la Universidad Técnica de Stuttgart, en Alemania.

La etapa primaria consta de una protección contra salpicaduras (1), una tapa que forma el soporte (2) y el eje que crea un laberinto. La protección contra salpicaduras utiliza la fuerza centrífuga para alejar los contaminantes, mientras que la tapa que forma el soporte evita la entrada de los mismos en el laberinto. Debe existir un intersticio radial (3) de entre 0,1 y 0,2 mm entre la tapa del soporte y el eje.

La etapa secundaria se ha diseñado para recoger cualquier fluido que consiga pasar la barrera primaria y drenarlo. Empezando por la(s) ranura(s) anular(es) en el eje (4), las principales características de diseño de esta etapa incluyen una amplia cámara de drenaje (5) y un orificio de salida (6). La(s) ranura(s) anular(es) evita(n) que el fluido se desplace a lo largo del eje en condiciones estacionarias, haciendo que, en lugar de ello, gotee a la cámara de drenaje. Cuando el eje gira, el fluido sale despedido desde éste, se recoge en la cámara de drenaje y se expulsa a través del orificio de salida. Unos grandes orificios de drenaje (~ 250 mm2) en la zona de recogida limitan la cantidad de fluido acumulado en la cámara.

Las características utilizadas en las etapas anteriores se vuelven a incorporar en la etapa final. Esta sección consta de anillos laberínticos (7) con intersticios radiales de entre 0,2 y 0,3 mm, una cámara de ralentización de fluidos (8), un colector (9) para guiar el fluido hacia la zona de drenaje y un orificio de salida (10) de ~ 150 mm2. Si hay suficiente espacio. se puede añadir una cámara más, un colector y un orificio de drenaje de ~ 50 mm2 (11). Un intersticio laberíntico radial final (12) de ~ 1 mm evita la acción capilar.

Al diseñar estos tipos de disposiciones de obturación, se deberá tener en cuenta lo siguiente:

  • A fin de evitar los efectos de bombeo hacia el interior, el diámetro de los componentes del laberinto deberá reducirse progresivamente desde el exterior.
  • El movimiento de la máquina en los componentes giratorios puede mover los fluidos en cualquier sentido axial de manera muy efectiva dependiendo de la dirección del impulso y del sentido de rotación. En aplicaciones unidireccionales, esto se puede aprovechar para reforzar la efectividad de las obturaciones de intersticio o laberínticas si se incorpora con cuidado al diseño. El movimiento de la máquina en los componentes giratorios de las obturaciones de intersticio y laberínticas debe evitarse cuando la aplicación gira en ambos sentidos o, en el caso de las aplicaciones unidireccionales, cuando su movimiento perjudica la efectividad de la obturación.
  • En condiciones de funcionamiento adversas, se puede crear una barrera de aire aplicando aire a presión entre los intersticios del laberinto o en el interior del propio husillo. No obstante, éste debe aplicarse con cautela, de manera que el flujo dominante vaya siempre hacia fuera.
  • Un sistema de obturación de anchura considerable ofrece prestaciones favorables, ya que permite incorporar al sistema áreas de drenaje y colectores de mayor tamaño. En estos casos, sin embargo, el husillo es menos rígido como resultado del gran voladizo desde los rodamientos frontales (y la posición de la fuerza de corte).
Obturaciones rozantes

Las obturaciones rozantes (fig. 4) son en general muy fiables. Su efectividad, no obstante, depende de diversos factores que incluyen:

  • el diseño y el material de la obturación
  • la presión de contacto
  • el acabado de la superficie de contacto de la obturación
  • el estado del labio de obturación
  • la presencia de lubricante entre el labio de obturación y la superficie de contacto

La fricción entre el labio de obturación y la superficie de contacto puede generar mucho calor a velocidades altas (A ≥ 200.000 mm/min.). Por eso, estas obturaciones sólo pueden usarse en husillos que funcionen a menor velocidad y/o en aplicaciones donde el calor adicional no afecte significativamente al funcionamiento del husillo.

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