Ver/Abrir - Ateneo - Universidad Nacional Mayor de San Marcos

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS
E.A.P. DE INGENIERÍA MECÁNICA DE FLUIDOS
Selección de sellos para un mejor rendimiento en
cilindros oleohidráulicos
MONOGRAFÍA
Para optar el Título de Ingeniero Mecánico de Fluidos
AUTOR
Christian Lizardo Mendoza Jiménez
LIMA – PERÚ
2014
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
DEDICATORIA:
El presente trabajo lo dedico a Dios por
darme salud y permitir lograr mis objetivos,
a mis entrañables abuelos QEPD y a mis
queridos padres: Ambrosio e Irene; por su
invaluable apoyo a lo largo de toda mi
formación universitaria, y quienes dejaron
en mi un buen ejemplo como hijo, como
persona y como profesional.
A mis maestros de mí querida alma mater
que me enseñaron valorar los estudios y a
superarme cada día.
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
II
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
INDICE
Página
CAPITULO I: JUSTIFICACION
1.1 Objetivos…….………………………………………………………………...... 2
1.1.1 Objetivo Principal…..……………………………………………..…......... 2
1.1.2 Objetivos Específicos………………………………………….….….......... 2
1.2 Marco Teórico....................................................................................................... 3
1.2.1 Sistema Oleohidráulico....……………………………………………......... 3
1.2.1.1 Principio de Pascal.………………………………...…………….…...... 3
1.2.1.2 Principio de Bernoulli.……………………………...…………….......... 3
1.3 Cilindros Hidráulicos……………………………………………………............ 5
1.3.1 Endurecimiento superficial del acero de los cilindros................................... 7
1.4 Fluidos Hidráulico.............................................................................................. 11
1.4.1 Funciones del Fluido en Sistema Oleohidráulico......................................... 11
1.4.2 Propiedades del Fluido Hidráulico............................................................... 12
1.4.3 Tipos de Fluidos Hidráulico......................................................................... 13
1.5 Sellos Hidráulicos………..…………………………………………………..... 14
CAPITULO II: FALLAS EN SISTEMAS HIDRAULICOS
2.1 Fallas de Componentes de Sellado...………………………………………...... 15
2.1.1 Desgaste...................................................................................................... 15
2.1.2 Extrusión..................................................................................................... 15
2.1.3 Efecto Diesel............................................................................................... 16
2.2 Causas Principales……………………………….............................................. 16
2.3 Inspección y Reparación de Cilindros Hidráulicos………………....……......... 17
2.4 Descripción de Fallas de Sellos Hidráulicos....................................................... 19
CAPITULO III: ELEMENTOS DE ESTANQUEIDAD
3.1 Clasificación de Sellos...……………………………………………………..... 22
3.1.1 Sellos Estático............................................................................................. 23
3.1.2 Sellos Dinámico.......................................................................................... 23
3.1.3 Membranas.................................................................................................. 24
3.2 Materiales de los Componentes de Sellado.………………..........…………..... 25
3.2.1 Elastómeros................................................................................................. 26
3.2.2 Elastómeros Termoplásticos....................................................................... 28
3.2.3 Plásticos de Ingeniería................................................................................. 30
3.2.4 Resinas Compuestas.................................................................................... 33
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III
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
3.3 Tipos de Sellos Hidráulicos.………………………………………....…........... 35
3.3.1 Juntas de Vástago........................................................................................ 35
3.3.2 Juntas de Émbolo........................................................................................ 38
3.3.3 Guiadores o Bandas de Desgaste................................................................ 40
3.3.4 Juntas Simétricas......................................................................................... 42
CAPITULO IV: DESARROLLO DE SELECCIÓN DEL SISTEMA DE SELLADO
4.1 Parámetros de Selección de Sellos Hidráulicos……….......…………………... 43
4.1.1 Velocidad.................................................................................................... 43
4.1.2 Temperatura................................................................................................ 43
4.1.3 Aplicación................................................................................................... 44
4.1.4 Medio (Fluido Hidráulico).......................................................................... 45
4.1.5 Presión......................................................................................................... 45
4.1.6 Dimensiones................................................................................................ 46
4.2 Selección de Sistema de Sellado......................................................................... 48
4.2.1 Sistema de Sellado N°1..………………………………………………..... 48
4.2.2 Sistema de Sellado N°2............................................................................... 54
4.2.3 Sistema de Sellado N°3.…..…………………………….…………........... 60
4.2.4 Sistema de Sellado N°4....………………………………………………... 64
4.2.5 Sistema de Sellado N°5...……………………………………………........ 71
4.2.6 Sistema de Sellado N°6..……………………………………………......... 75
4.2.7 Bandas Guías ó de Desgaste...………………………………………….... 78
4.3 Problemas de flujo en Cilindro Hidráulico......................................................... 81
4.4 Cálculo del GAP en Cilindros Hidráulicos......................................................... 83
CAPITULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 Conclusiones....................................................................................................... 93
5.2 Recomendaciones............................................................................................... 94
CAPITULO VI: BIBLIOGRAFIA………………………………………............. 95
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IV
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
CAPITULO I
JUSTIFICACION
Las fallas tanto en los cilindros como en las bombas de los Sistemas oleohidráulicas son
importantes detectarlas para poder solucionar los problemas de los sistemas sin alterar el
funcionamiento del mismo. Y a su vez se deben realizar inspecciones a los sistemas para
poder a largar la vida de los cilindros y así contar con el sistema en optimas condiciones y
produciendo al 100%.
Los sistemas oleohidráulicos son importantes para la industria ya que pueden producir
productos en serie o masa por ello es importante conservarlos en buen estado y en optimas
condiciones, llevando a cabo un mantenimiento adecuado para evitar fallas, las cuales
pueden ser catastróficas en economía y en cuanto a todo el sistema oleohidráulico.
Los sistemas hidráulicos actuales son más sofisticados que nunca, para que proporcionen la
máxima productividad, al menor costo posible. Hay muchos factores que están trabajando
todos los días para erosionar esta eficiencia. La contaminación es un causa principal falla,
algunos componentes están expuestos al polvo, arena y agua que, pueden entrar en el
sistema hidráulico y causar un desgaste prematuro. Si puede controlar esta contaminación
podrá mantener la eficiencia del sistema y corregir los problemas antes de que se
conviertan en costosas averías.
Los sistemas hidráulicos son cerrados, lo que significa que la mayor parte del desgaste de
los componentes se produce internamente. Para detectar el desgaste y otros problemas
dentro del sistema no hay más herramienta disponible que el analizar el aceite
periódicamente.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 OBJETIVO GENERAL:
 El presente trabajo tiene como objetivo de establecer o seleccionar un sistema de
sellado correcto para evitar la disminución de productividad de los equipos por falta
de potencia en los cilindros hidráulicos o por entradas evitables a los talleres.
1.1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS:
 Presentar un sistema de sellado con sus ventajas y desventajas de acuerdo a su
funcionamiento, propiedades y característica de cada uno de sus componentes.
 Conocer los parámetros de operación que se deben tener en cuenta para seleccionar
un sello de un sistema de estanqueidad en cilindros hidráulicos.
 Se pretenderá asimilar el funcionamiento de un sistema hidráulico, para identificar
posibles fallas en éste, como también aplicar el sistema de sellos adecuado para cada
actuador en las diferentes aplicaciones y condiciones a la que está sometida como
Presión y temperatura.
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1.2 MARCO TEÓRICO
1.2.1 SISTEMA OLEOHIDRÁULICO:
La oleohidráulica es una rama de la hidráulica. El prefijo "oleo" se refiere a fluidos
derivados básicamente del petróleo, por ejemplo, el aceite mineral.
En esencia, la oleohidráulica es la técnica aplicada a la transmisión de potencia mediante
fluidos incompresibles confinado para diferentes aplicaciones en la industria.
Los fundamentos de la hidráulica se basan en dos principios fundamentales de la física:
1.2.1.1 Principio de Pascal: El cual expresa que la presión que ejerce un fluido
incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite
con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.
FIG. 1.2.1.1 PRINCIPIO DE PASCAL
http://www.artinaid.com/en/2013/05/el-estado-liquido-de-la-materia/
1.2.1.2 Principio de Bernoulli: Expone que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento)
en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece
constante a lo largo de su recorrido.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 1.2.1.2 PRINCIPIO DE BERNOULLI
* Los sistemas oleohidráulicos constituyen una de las formas tecnológicas que actualmente
empleamos para la transmisión de potencia en máquinas. Todo sistema hidráulico está
compuesto de los siguientes elementos principales:
1) Un depósito acumulador del fluido hidráulico.
2) Una bomba impulsora, que aspirando el fluido desde el depósito crea el flujo en el
circuito hidráulico.
3) Válvula de control que permite controlar la dirección de movimiento del fluido.
4) Actuador lineal o Cilindro hidráulico, que puede ser de simple o doble efecto, siendo el
elemento que transmite la fuerza final.
5) Red de conductos por el que circula el fluido desde la bomba hasta los actuadores y
retorna al depósito acumulador.
6) Filtros de limpieza del fluido hidráulico.
7) Válvula de alivio; que proporciona una salida al sistema en caso de producirse un
aumento excesivo de la presión del fluido dentro del circuito
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7
5
6
de
3 Válvula
Alivio
2
4
1
1) Tanque
2) Motor-Bomba
3) Válvula de alivio
4) Filtro
5) Tuberías
6) Válvula de Dirección
7) Cilindro Hidráulico
FIG. 1.2.1 ESQUEMA DE UN SISTEMA HIDRAULICO
http://www.areatecnologia.com/que-es-hidraulica.htm
1.3 CILINDROS HIDRÁULICOS:
 Los cilindros hidráulicos (también llamados motores hidráulicos lineales) son actuadores
mecánicos que son usados para dar una fuerza a través de un recorrido lineal, es decir,
que convierte la potencia fluida a lineal, o en línea recta, fuerza y movimiento.
 La presión del fluido determina la fuerza de empuje del cilindro, el caudal de ese fluido
es quien establece la velocidad de desplazamiento del mismo.
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 El cilindro hidráulico consiste en un émbolo o pistón conectado a un vástago, operando
dentro de un tubo cilíndrico llamado camisa. Estos cilindros se utilizan normalmente en
aplicaciones que requieran funciones tanto de empuje como de tracción.
APLICACIONES:
FIG. 1.3.a APLICACIONES DE CILINDROS HIDRAULICOS
 En general el cilindro hidráulico o actuador lineal se encarga de transforma la Energía
Hidráulica en Energía Mecánica. El que se observa en la figura es un cilindro hidráulico
de doble efecto de vástago simple.
 Las partes del cilindro hidráulico (Fig. 1.3.b )
1) El pistón o embolo.
2) La camisa o tubo.
3) La tapa o brida.
4) El eje o vástago.
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5) Los elementos de estanqueidad, denominados sellos, retenes, orings, etc.
6) Las conexiones, que normalmente son mangueras hidráulicas.
FIG. 1.3.b CILINDRO HIDRAULICO
 El pistón recibe por sus dos caras el caudal de fluido que proviene de la bomba; nótese
que el pistón recibe el fluido por una cara a la vez; es decir; que este cilindro puede
suministrar un esfuerzo en los dos sentidos de traslación.
 Nótese que las dos superficies receptoras del pistón son desiguales por lo que resulta lo
siguiente:
1. Para una misma presión, son diferentes las fuerzas desarrolladas para la entrada y para la
salida del vástago.
2. Para un mismo caudal, la entrada del vástago se realiza a velocidad mayor que la salida.
 Un cilindro está hecho para trabajar axialmente a tracción o compresión y que debe
hacerse todo lo necesario para combatir las fuerzas laterales utilizando: un soporte de
fijación adecuado, rotulas, articulaciones cardan y otros.
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1.3.1 ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL DEL ACERO DE LOS CILINDROS:
Generalmente los tratamientos térmicos superficiales tienen por objeto el endurecimiento de
la superficie de los metales y, por consiguiente, el aumento de la resistencia al desgaste,
conservando la ductilidad y tenacidad del núcleo.
El endurecimiento superficial del acero se puede conseguir, fundamentalmente, mediante
dos procedimientos: modificando la composición química de la superficie mediante la
difusión de algún elemento químico (carbono, nitrógeno, azufre, etc.) en cuyo caso se le
conoce como tratamiento termoquímico o modificando sólo la microestructura de la
superficie por tratamiento térmico, conociéndose entonces como tratamiento superficial.
 TRATAMIENTO TERMOQUÍMICO:
Los tratamientos termoquímicos aplicados al acero son aquellos en los cuales la
composición de la superficie de la pieza se altera por la adición de carbono, nitrógeno u
otros elementos. Los tratamientos más comunes son: carburización, nitruración,
carbonitruración y boración.
Estos procesos se aplican comúnmente a piezas de acero de bajo carbono para lograr una
capa exterior dura, resistente al desgaste reteniendo un núcleo tenaz y dúctil. El término
endurecimiento de capa superficial (case hardening) es usado frecuentemente.
Estos tratamientos se utilizan cuando se requiere asegurar una determinada profundidad y
zonificación de la capa endurecida implicando una alteración de la composición química de
la capa superficial del metal tratado, debido a la difusión de átomos de un medio circundante
hacia el interior del metal, y depende de varios factores como temperatura, tiempo,
concentración del medio circundante, concentración inicial de la pieza, etc.
El carbono, el nitrógeno y el boro son los elementos más utilizados para endurecer un acero
por lo que se utilizan ampliamente en este tipo de tratamientos. A diferencia de los
tratamientos superficiales, se utilizan aceros de bajo carbono (máximo 0.25 %).
FIG. 1.3.1.a TRATAMIENTO DEL ACERO
www.tecnologiadeacero.blogspot.com
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 TRATAMIENTO SUPERFICIAL:
Una razón principal para endurecer el acero es retardar el desgaste en superficies de
soportes, al frotamiento y al límite de fatiga de la pieza que se trata, pero el acero templado
es relativamente frágil y poco resistente a la fatiga y al choque.
Por lo tanto, para obtener una alta resistencia junto con durabilidad es necesario endurecer
las superficies exteriores seleccionadas de muchas partes de máquinas para soportar el
desgaste, dejando sus núcleos suaves, dúctiles y tenaces.
El temple superficial se realiza calentando la capa superficial del acero hasta una
temperatura superior al punto crítico (para austenitización), y con el enfriamiento posterior a
una velocidad superior a la crítica para obtención de la martensita.
El objetivo fundamental del temple superficial es: aumentar la dureza superficial, la
resistencia al desgaste y el límite de fatiga de la pieza que se trata. El núcleo de la pieza se
conserva dúctil y tenaz y soporta las cargas de impacto. Los aceros de medio y alto carbono
pueden endurecerse en la superficie por endurecimiento mediante flama, por inducción y en
electrolito.
FIG. 1.3.1.b ENDURECIMIENTO POR INDUCCION
http://cosasmundometal.crearblog.com
- BARRA DE ACERO CROMADO:
Los recubrimientos de cromo duro sobre piezas de acero tienen como finalidad primera
proteger la superficie de una pieza del desgaste, cuando esta trabaja expuesta a roce
frecuente con otros materiales como gomas, plásticos u otros metales.
Como beneficio adicional, los recubrimientos de cromo duro también protegen a las piezas
de acero de la corrosión.
La propiedad protectora que presenta el cromo contra el desgaste por roce, se debe a la
dureza de este material (68 -72 Rc) y a su bajo coeficiente de fricción una vez que está
convenientemente rectificado.
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FIG. 1.3.1.c BARRA CROMADA
En ningún caso, un depósito de cromo duro, por sí solo, tiene por fin proteger a una pieza de
aceros de los golpes.
En efecto, debido a la delgadez del recubrimiento, cuando una pieza cromada recibe un
golpe con un objeto duro (una piedra, por ejemplo), la capa de recubrimiento cede y el
material base termina sufriendo una deformación casi igual a como si no tuviera dicho
recubrimiento.
Para conseguir una efectiva protección contra golpes y rallas, cierta piezas, como las barras
cromadas para vástagos de cilindros hidráulicos, son tratadas con un procedimiento llamado
endurecimiento por inducción, que consiste en darle una capa de temple superficial a la
pieza cromada, elevando su dureza a valores sobre los 54 (un acero SAE 1045 sin
tratamiento de temple tiene una dureza de 23 Rc aprox.), consiguiendo así una efectiva
protección contra golpes.
FIG. 1.3.1.d COMPONENTES METALICOS CROMADOS
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- RUGOSIDAD DE LA SUPERFICIE
El acabado superficial de la zona de deslizamiento influye notablemente en el
funcionamiento y la duración de la junta. Una rugosidad superficial baja, junto con unas
buenas condiciones de guiado, garantizan una duración óptima.
Las tablas muestran un resumen de las rugosidades superficiales admisibles, y los
procedimientos de mecanizado recomendados.
Para conseguir una buena resistencia a la corrosión, así como para aumentar la resistencia al
desgaste, y a los choques, es conveniente que el vástago esté recubierto de una capa de
cromo duro, o bien, endurecido a 55-60 HRC y cromado. Después del cromado, debe
mecanizarse de nuevo.
Los procedimientos de bruñido y laminado para cilindros, así como el rectificado, y fresado
para vástagos, proporcionan una buena superficie sustentante.
Según la norma DIN ISO 1302 la calidad superficial se puede indicar mediante Rmáx. o
bien mediante la rugosidad media Ra. Es muy importante mantener los valores de rugosidad
dentro de los límites establecidos para cada junta.
CAMISA DEL CILINDRO
MATERIAL
Acero Carbono (SAE 1024)
TOLERANCIA
Dependiendo de la junta
RUGOSIDAD
Rmáx. ≤ 2,5 μm.
Ra ≤ 0,05- 0,3 μm
METODO DE MECANIZACION
Bruñido o Laminado.
VASTAGO
MATERIAL
Acero Carbono (SAE 1045)
TOLERANCIA
En función de la aplicación y el tipo de junta utilizada
Rmáx. ≤ 2,5 μm.
RUGOSIDAD
Ra ≤ 0,05- 0,3 μm
METODO DE MECANIZACION
Rectificado o Laminado.
PROTECCION CONTRA LA
CORROSION
Cromado duro con un espesor de 30-50 μm.
Cargas fuertes: endurecer la superficie a 55-60 HRC y cromado
duro.
Después del cromado duro, mecanizar hasta conseguir la
calidad superficial exigida.
ALOJAMIENTO
MATERIAL
Acero fundición (libre de poros)
TOLERANCIA
Según indicaciones de los planos de montaje
RUGOSIDAD
METODO DE MECANIZACION
Fondo del alojamiento Rmáx. ≤ 6,3 μm.
Ra ≤ 1,6 μm.
Torneado y Rectificado.
FIG. 1.3.1.e TABLA DE RUGOSIDAD Y ESPECIFICACIONES
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1.4 FLUIDOS HIDRÁULICO:
En principio, cualquier líquido es apropiado para transmitir energía. No obstante, el
líquido utilizado en un sistema hidráulico tiene que cumplir con ciertas condiciones.
Veremos las características del agua como fluido de trasmisión de potencia:
 VENTAJAS: Poca contaminación en caso de fugas, ningún riesgo de incendio, facilidad de
manejo, barato.
 INCONVENIENTES: No lubrica adecuadamente, corroe materiales férreos, viscosidad baja
y dificulta la estanqueidad, su punto de congelación es alto y su punto de ebullición es
bajo. Por tanto, hay que recurrir a otro tipo de fluido como el aceite hidráulico.
FIG. 1.4 FLUIDO HIDRAULICO
1.4.1 FUNCIONES DEL FLUIDO EN SISTEMA OLEOHIDRÁULICO:
Las principales funciones de los fluidos utilizados en circuitos oleohidráulicos son:
 Capacidad de transmisión de potencia:
En los circuitos hidráulicos, el fluido se emplea para transmitir potencia; esta transmisión
se basa en el Principio de Pascal, por el que la presión ejercida en un punto del fluido se
transmite a cualquier punto del mismo.
 Lubricación entre las partes móviles y las fijas.
El fluido debe reducir la fricción y el desgaste entre los diferentes elementos del circuito.
 Disipación (refrigeración) del calor generado en el circuito.
En los circuitos hidráulicos se genera calor debido a la fricción entre partes fijas y
móviles y a la fricción del aceite en los diferentes elementos. Es habitual hacer circular el
aceite a través de intercambiadores para mantener la temperatura adecuada de trabajo.
 Protección frente a la corrosión.
El fluido debe impedir el ataque químico del agua de condensación y de ciertos aditivos
del mismo sobre los elementos del circuito.
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1.4.2 PROPIEDADES DEL FLUIDO HIDRÁULICO.
 Compresibilidad: Conviene que sea lo más baja posible.
 Viscosidad: Indica la resistencia del fluido a circular por los elementos del circuito.
Su valor surge de un compromiso entre diversas consideraciones.
Viscosidad demasiado pequeña:
- Insuficiente lubricación de los elementos móviles, con riesgo de "gripaje" en ajustes
muy finos. (Bombas, distribuidores y motores).
- Baja estanqueidad entre piezas en movimiento, con pérdida de rendimiento, aumento de
fugas y limitación de presión de trabajo.
Viscosidad demasiado elevada:
- Aumento de las pérdidas de carga, con el consiguiente incremento del consumo y la
temperatura.
- Dificultad de arranque después de paradas prolongadas, con riesgo de cavitación de las
bombas y funcionamiento irregular de los actuadores. Posibilidad de lubricación
insuficiente en algunas zonas.
- Aumento de riesgo de cavitación en el funcionamiento debido a la menor separación del
aire del líquido.
 Untuosidad y capacidad de desgaste: Representa la capacidad del fluido para adherirse
a las superficies con objeto de formar una película que evite el contacto de metal a metal
a fin de reducir el frotamiento. Adquiere gran importancia cuando se tienen holguras
extremadamente pequeñas.
 Desenmulsibilidad: Representa la capacidad del fluido a separarse del agua que se le
pueda introducir involuntariamente. Demasiada agua en el fluido facilita la acumulación
de contaminantes que pueden originar el agarrotamiento de las válvulas y el desgaste.
 Resistencia a la formación de espumas: La presencia de aire provoca la formación de
espumas que dan lugar a funcionamiento irregular de los actuadores.
 Resistencia a la oxidación: La durabilidad de un fluido depende de la resistencia a la
oxidación provocada por el oxígeno del aire en combinación con las elevadas
temperaturas, el agua y algunos metales.
 Capacidad anticorrosión y antioxidante: Relacionadas con la presencia de materiales
metálicos y con el comportamiento del fluido en contacto con las mismas.
 Punto de fluencia: La más baja temperatura a la cual el fluido puede moverse.
 Resistencia a la inflamación: El punto de inflamación es la temperatura mínima a la
cual los vapores emanados por el fluido se inflaman naturalmente en presencia de una
llama.
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1.4.3 TIPOS DE FLUIDOS HIDRÁULICO:
Se clasifican en 3 categorías:
a) Fluidos de origen petrolífero: Hidrocarburos con aditivos químicos (0.5% a 2%)
obtenidos a partir del petróleo refinado (aceites minerales) o por procedimientos distintos
(aceites sintéticos). Constituyen el 80-90% de los fluidos empleados, poseen buenas
prestaciones, precisan un mantenimiento bajo y su coste es bajo.
b) Fluidos acuosos: Soluciones acuosas de poliglicoles, emulsiones de agua en aceite
mineral y emulsiones de aceite en agua. Son resistentes a la inflamación.
c) Fluidos no acuosos: Compuestos sintéticos orgánicos (esterfosfatos e hidrocarburos
halogenados). Son más caros pero su resistencia a la inflamación es alta. Según DIN
51524 y 51525, los aceites se denominan con la letra H a la que se le añaden otras letras,
que se refieren a los aditivos.
Fluidos difícilmente inflamables
Fluidos de origen
petrolífero
HH: Aceite mineral sin
aditivos.
HL: Aceite mineral con
propiedades
antioxidantes y
anticorrosivas.
HM: Aceite tipo HL con
aditivo antidesgaste.
HV: Aceite tipo HM con
aditivo que mejora
el índice de
viscosidad.
Fluidos acuosos
HFA: Emulsión de aceite
en agua (agua 8098%)
HFB: Emulsión de agua en
aceite (agua 40%)
HFC: Solución de
poliglicoles (agua
35- 55%)
Fluidos no
acuosos
HFD-R: Aceite a base
de esterfosfato.
HFD-S: Aceite a base
de
hidrocarburos
halogenados.
HFD-T: Aceite a base
de mezcla de los
anteriores.
HFD: Líquidos anhídridos
(agua 0-0.1%)
TABLA 1:
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CLASIFICACIÓN DE FLUIDO HIDRÁULICO
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1.5 SELLOS HIDRAULICOS:
 Los actuadores hidráulicos son accionados por un fluido denominado aceite hidráulico, el
cual trasmite presión al sistema.
 El aceite hidráulico, al tratarse de un fluido incompresible, permite que los actuadores
sean capaces de desarrollar altas presiones para trabajos más exigentes. Por esta razón es
indispensable evitar las fugas del fluido fuera del sistema, lo cual provocaría una
disminución en la capacidad y funcionamiento del actuador.
 Esta es la función de los sellos, los cuales son diseñados para responder adecuadamente
ante determinadas condiciones de presión y temperatura, ofreciéndose una amplia gama
de materiales y perfiles para tal efecto. Los sellos hidráulicos requieren ser sellos de
mayor fricción que los usados en actuadores neumáticos, aunque se trabaje a velocidades
menores.
 Los sellos hidráulicos poseen una forma determinada o perfil, que los diferencia de otros
y les otorga determinadas propiedades de acuerdo al tipo de aplicación.
 Es indispensable seleccionar el material según las condiciones de presión y temperatura
para evitar fugas en el sistema.
FIG. 1.5 SELLOS DE UN CILINDRO HIDRAULICO
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
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CAPITULO II
FALLAS EN SISTEMAS HIDRAULICOS
2.1 FALLA DE COMPONENTES DE SELLADO:
2.1.1 DESGASTE:
 El desgaste puede resultar si dos superficies frotan juntas. La proporción de desgaste de
un sello polimérico es afectada por factores como:
Acabado superficial, velocidad superficial, temperatura, presión, fluido, contaminación.
FIG. 2.1.1 SELLO DESGASTADO
Fuente: http://eicosa.cl/
2.1.2 EXTRUSION:
 Los polímeros sellantes son materiales necesariamente suaves para que puedan sellar
contra superficies de metal duro. Las aberturas deben existir en los alojamientos, aunque
éstos sean sólo espacios de apoyo y descanso para bandas.
Si es suficientemente alta, la presión forzará al sello a tapar estos espacios causando daño
por estiramiento. El tejido reforzado y/o plástico duro antiestiramiento aumenta la
resistencia a la deformación del conjunto del sello. El espacio o abertura de estiramiento
son un resultado de tolerancias del alojamiento.
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FIG. 2.1.2 EXTRUSION DEL SELLO
Fuente: http://eicosa.cl/
2.1.3 EL EFECTO DIESEL:
 El efecto de diesel se produce en un cilindro hidráulico cuando el aire se extrae de los
sellos se mezcla con el fluido hidráulico y explota cuanto a presión. Cuando sucede esto
afecta al cilindro de la siguiente forma:
 Cuando un cilindro hidráulico de doble acción se retrae bajo el peso de su carga, el
volumen de fluido que se exige por el lado de la barra del cilindro puede exceder el
volumen de líquido suministrado por la bomba. Cuando esto sucede, se desarrolla una
presión negativa en el lado de la barra del cilindro hidráulico, que se traduce en el aire
está elaborando en el cilindro más allá de sus sellos barra.
Esto ocurre porque la mayoría de los sellos de la barra están diseñados mantener alta la
presión en el líquido y no están diseñados para mantener el aire fuera. El resultado de esto
es la aireación - la mezcla de aire con el fluido hidráulico.
Aireación causa daños por falta de lubricación, recalentamiento y cuando la mezcla de
aire-aceite es comprimido puede explotar, dañando el cilindro y la quema de sus sellos.
FIG. 2.1.3 SELLO DAÑADO POR EFECTO DIESEL
Fuente: http://eicosa.cl/
2.2 CAUSAS PRINCIPALES:
 La instalación inadecuada es una causa del fracaso de los sellos: la limpieza, proteger el
sello de rasguños y cortes, y la lubricación adecuada. Otros problemas son el
endurecimiento de la glándula sello donde hay un seguidor ajustable en un borde del sello
durante la instalación. Instalar el sello del revés es una ocurrencia común.
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17
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
 Descomposición química del material de sellado es más a menudo el resultado de la
selección de material incorrecto. El uso de materiales no compatibles puede conducir un
ataque químico al sello de los aditivos líquidos, la hidrólisis y la reducción de la
oxidación de los elementos de sello. De descomposición química puede resultar en la
pérdida de la interfaz de la junta de labio, perjuicio de la dureza sello, hinchazón excesiva
o de la contracción. La decoloración también puede ser un indicador de ataque químico.
 La degradación de calor es la pérdida de eficacia de sellado a través de los labios, sistema
de compresión excesiva y pérdida de material de sellado. Las causas de esta condición
puede ser el uso de material de sellado incorrecto, la alta fricción dinámica, la carga
excesiva de los labios y la proximidad a la fuente de calor exterior.
2.3 INSPECIÓN Y REPARACIÓN DE CILINDROS HIDRÁULICOS:
A) INSPECCIÓN :Los puntos importantes que debemos tener en cuenta:
 Verificar fugas internas, los cuales se pueden verificar por reducción en las velocidades
de desplazamiento o por perdidas de potencia.
 Verificar fugas externas, los cuales se pueden detectar por perdidas de fluido en
diferentes partes del cilindro, los cuales ocasionan perdidas de velocidad, potencia y
consumo de aceite.
 Verificación visual del estado del vástago (rayas, poros, golpes, corrosión o flexión)
 Verificar fisuras del diámetro exterior de la camisa, soldaduras, tapas frontal y posterior.
 Verificar ruidos (rechinar o tabletear) que se puedan presentar y estos pueden ser
generados por desgaste en guías, movimientos forzados por desgaste en anclajes o
desalineamientos en estructuras, por rotulas o bujes oxidadas en pivotes; por falta de
lubricación o por estar reventadas y por fluidos inadecuados.
 Cuando se decide bajar el cilindro de la máquina, este se debe desensamblar inspeccionar
y reparar en un lugar adecuado donde se disponga de las herramientas y equipos
adecuados (metrología, maquinados, rectificados, procesos de soldadura e información),
limpieza y aparatos de ensayos y pruebas, para garantizar en forma total su reparación.
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 2.3.a INSPECCIÓN DEL CILINDRO HIDRAULICO
B) REPARACION:
 Rectificado o reparaciones de las camisas internamente, manteniéndose dentro del rango
de tolerancia de acuerdo a los ajustes dados por los fabricantes. Otras alternativas si el
desgaste se sale del estándar son cromar internamente para recuperar medida y al mismo
tiempo darle una vida útil mayor que la original y otra alternativa es la fabricación,
debido a desgastes demasiado grandes, que pasen de 0.5 mm en diámetro.
 Cromado y rectificado de los vástagos, manteniéndose dentro del rango de tolerancia de
acuerdo a los ajustes dados por los fabricantes. Otras alternativas son la fabricación de
acuerdo a las fallas presentadas.
 De acuerdo a los desgastes generados, del pistón y de las tapas se podrían recuperar o
dependiendo de su estado se podrían fabricar.
 Los pivotes u horquillas dependiendo de los desgastes generados se pueden reconstruir o
dependiendo de su estado se podrían fabricar.
 Instalar de manera limpia las juntas de estanqueidad con el material y las medidas
correctas que estén dentro de la tolerancia y ajustes dados por los fabricantes.
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 2.3.b REPARACION DEL CILINDRO HIDRAULICO
2.4 DESCRIPCION DE FALLAS DE SELLOS HIDRAULICOS:
Las fallas que pueden presentar los sellos son:
Endurecimiento, Desgaste, Cicatriz, Hinchado, Deterioro, Canales, Extrusión y Fractura.
- ENDURECIMIENTO:
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
CONDICI
ON
VISIBLE
PROBA
BLE
CAUSA
La cara
dinámica
presenta
cristaliza
do y
grietas.
Calor
produci
do por
alta
velocida
d.
POSIBL
E
SOLUCI
ÓN
Dismin
uir
velocid
ad o
cambia
r el tipo
de sello
20
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
Endureci
miento
de todo
el sello,
presenta
baja
elasticida
d
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
Alta
temper
atura
del
fluido,
fluido
en mal
estado
ó
materia
les
incomp
atibles
Dismin
uir
temper
atura,
renovar
el
fluido ó
cambia
r el tipo
de sello
21
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
- DESGASTE:
CONDI
CION
VISIBL
E
PROBA
BLE
CAUSA
POSIBLE
SOLUCIÓ
N
La
Insufici
Revisar
cara
ente
viscosida
dinámi lubrica
d del
ca
ción
fluido ó
presen
cambiar
ta un
el tipo
acaba
de sello
do
brillan
te,
Pistón
como
y
de
vástago Rectifica
espejo desalin r con las
eados especific
(no
aciones
concén correctas
ó
Desga tricos)
cambiar
ste
el
sobre
cilindro o
el
el
Guías
labio
dinámi desgast vástago
co, en adas ó
forma excesiv
ovoide a carga Reempla
lateral
zar guía
(bearing)
ó
increme
Desga
ntar el
ste
área de
anorm
trabajo
al en
del
una de
bearing
los
labios
dinámi
cos
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
23
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
DESGASTE EN UN
- CICATRIZ:
CONDI
CION
VISIBL
E
Corte
o
mordis
co en
el
labio
Arañaz
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
PROBA
BLE
CAUSA
Almac
enado
en una
cuña o
clavija
ó
inapro
piada
instala
ción.
POSIBL
E
SOLUCI
ÓN
Almace
nar en
bolsas,
de
manera
plana
y/o
utilizar
herram
ientas
apropia
24
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
os en
la cara
dinámi
ca
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
Rayon
es en
las
caras
metáli
cas de
contac
to, o
materi
al
extrañ
o en el
fluido.
das
para la
instalac
ión.
Rectific
ar y/o
pulir las
partes
metálic
as,
filtrar
el
fluido
(system
flush).
25
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
- HINCHADO:
CONDICION VISIBLE
PROBABLE CAUSA
POSIBLE SOLUCIÓN
Material suave y
pérdida de bordes
filosos
Absorción de
fluido, material
incompatible, ó
agua en el sistema
Cambiar el tipo de
sello o tipo de fluido,
limpiar el fluido
(system flush)
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
26
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
- DETERIORO:
CONDICION VISIBLE
PROBABLE CAUSA
POSIBLE SOLUCIÓN
Grietas y pérdida de
elasticidad, el
material fácilmente
se derrumba
Alta temperatura
del fluido,
exposición al
ozono o luz solar
Bajar la temperatura
del fluido, aislar el
sello de la luz solar y
del área de soldadura
eléctrica
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
- CANALES:
CONDICION VISIBLE
PROBABLE CAUSA
POSIBLE SOLUCIÓN
Cortes axiales en la
cara dinámica
Viruta metálica o
material extraño
en el fluido.
Implosión de
burbujas de aire
Limpiar sistema
(system flush), purgar
aire del sistema.
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
- EXTRUSION:
CONDI
CION
VISIBL
E
Materi
al
extruid
o en la
cara
dinámi
ca
Materi
al
extruid
o en la
cara
estátic
a
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
PROBA
BLE
CAUSA
Ranura
de
extrusi
ón
(gap)
muy
ancho,
guías
desgast
adas,
elevad
a
presión
Superfi
cie del
alojami
ento
desigu
POSIB
LE
SOLU
CIÓN
Emple
ar un
anillo
backu
p,
reemp
lazar
guias
(beari
ngs) ó
cambi
ar de
tipo
de
sello
Maqui
nar y
correg
29
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
al,
incorre
cta
medida
del
backup
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
ir
superf
icies,
adecu
ado
anillo
backu
p
30
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
- FRACTURA:
CONDI
CION
VISIBL
E
Pedaz
os de
materi
al
arranc
ado
del
lado
dinámi
co
Lado
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
PROBA
BLE
CAUSA
POSIB
LE
SOLU
CIÓN
Excesiv
a
contrap
resión
Revisa
r
válvul
as de
alivio
Efecto
DIE“EL
Revisa
r
máxim
a
presió
31
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
de
presió
n del
sello
quema
do y
quebr
ado.
Grieta
s
largas
en la
parte
V
del
sello.
Rotura
compl
eta del
todo
el
labio
dinámi
co.
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
Picos
de
presión
muy
frecuen
tes,
inicio
de
trabajo
con
baja
temper
atura
Deterio
ro del
fluido o
materia
l del
sello.
n del
sistem
a,
purgar
aire
del
sistem
a.
Usar
otro
tipo
de
sello,
calent
ar el
sistem
a
antes
de
iniciar
el
trabaj
o.
Usar
materi
al
altern
ativo,
limpia
r el
sistem
a
(syste
m
flush)
32
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
CAPITULO III
ELEMENTOS DE ESTANQUEIDAD
3.1 CLASIFICACIÓN DE SELLOS:
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
ELEMENTOS DE
ESTANQUEIDAD
DINAMICA
ESTATICA
JUNTAS
TORICAS
CORDON
TORICO
JUNTAS
PLANAS
ROTATIVOS
MEMBRANAS
LINEAL
-RETENES
RADIALES
- RETENES U-SEAL
-SELLOS
MECANICOS
-RASCADORES
- V–RING
-CHEVRONES
-SELLOS DE PISTON
-BANDA DE
DESGASTES
FIG. 3.1 CLASIFICACIÓN DE ELEMENTO DE ESTANQUEIDAD
3.1.1 SELLOS ESTÁTICO:
Son sello cuyo material pueda moldearse a las irregularidades superficiales de las áreas de
acoplamiento que requiere el sello. Para esto el material del sello debe estar bajo presión.
Esto requiere que la unión esté atornillada firmemente o de lo contrario firmemente
empalmada para que no haya movimiento alguno de las superficies a sellar.
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 3.1.1 SELLO ESTÁTICO
3.1.2 SELLOS DINÁMICO:
Tiene por función evitar o reducir al mínimo, el paso del aceite u otro elemento entre dos
piezas de una máquina, que están en movimiento, una con respecto a la otra.
 SELLOS ROTATIVOS: Son sellos que se montan en componentes rotativos u oscilantes que
consta entre un eje rotatorio y su apoyo para impedir que salga el fluido de lubricación y
evitar la entrada de barro y agua. Se observa en motores eléctricos, cajas reductoras de
velocidad, ruedas de vehículos, cadenas de distribución, etc.
FIG. 3.1.2.a SELLOS ROTATIVOS
 SELLOS AXIALES O LINEALES: Estos están diseñados para retener fluidos hidráulicos, para
excluir contaminantes líquidos o sólidos y mantener la presión hidráulica, resisten altas
presiones, temperaturas y fuerzas transversales como en cilindros hidráulicos.
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37
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 3.1.2.b SELLOS AXIALES
3.1.3 MENBRANAS:
Una membrana elástica es un elemento resistente bidimensional caracterizado por tener una
rigidez flexional muy baja y trabajar en cada punto según tensiones mecánicas paralelas al
plano tangente a la membrana. Su función es formar una división estanca, a la vez flexible,
entre los espacios de los componentes que deben quedar aislados y sellados.
Se utilizan principalmente como juntas de membrana, diafragma, en la confección de
compensadores de dilatación, manguitos, juntas de expansión, acumulador hidráulico, toldos
de protección, Juntas de estanqueidad anti-ácidos.
FIG. 3.1.3 ACUMULADOR HIDRÁULICO
3.2 MATERIALES DE LOS COMPONENTES DE SELLADO:
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
MATERIALES
Elastómeros
Elastómeros
termoplástico
Plástico de
Ingenieria
Resinas
Compuestas
(Composites )
NITRILO
POLIURETANO
TEFLON
FERROSEL
VITON
POLYESTER
NYLON
BAQUELITA
ACETAL (POM)
HALLPRENE
SILICONA
EPDM
FIG. 3.2 CLASIFICACIÓN DE MATERIALES DE SELLADO
3.2.1 ELASTÓMEROS: Llamados también Caucho ó Goma. La característica principal de
los elastómeros es su gran elasticidad. Teóricamente, significa que los elastómeros están
en condiciones de recuperar su forma y su volumen original, después de haberles
aplicado una fuerza de compresión ó de extensión.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
A) NITRILO ( NBR) :
El Acrilonitrilo-Butadieno (NBR), es conocido normalmente como caucho nitrilo, buna o
simplemente Nitrilo. El nitrilo tiene buenas propiedades mecánicas y buena resistencia al
desgaste; como contraparte, el caucho nitrilo no es resistente a la intemperie y al ozono.
El nitrilo trabaja óptimamente en un rango de temperatura de -30°C a 100°C. Asimismo,
puede alcanzar los 120°C acortando su tiempo de vida.
Mayor sea el contenido de acrilonitrilo, mejor es la resistencia de aceite y combustible.
FIG. 3.2.1.a ORING Y GUARDAPOLVO
B) VITON ( FKM) :
El vitón es un fluoroelastómero (FKM) obtenido de la derivación del caucho sintético y el
fluoropolímero elastómero, el cual se emplea para el moldeo y extrusión.
Bien conocido por su excelente resistencia a la temperatura y una excelente resistencia a
los combustibles y a los químicos. Posee diversas características que lo hacen uno de los
materiales con mayor elasticidad y resistencia para distintas aplicaciones.






CARACTERÍSTICAS:
Aguanta temperaturas altas de entre -25°C a más de +220°C.
Tiene buena resistencia a la deformación.
Posee una excelente retención a la fuerza de sellado.
Alta resistencia a aceites, lubricantes y combustibles.
Ofrece compatibilidad con agentes ácidos y alcalinos.
Excelente resistencia al ozono y a la intemperie
FIG. 3.2.1.b ORING Y RETEN
C) SILICONA ( MVQ) :
Es una composición de silicio – oxigeno, lo cual es inerte y estable a altas temperaturas;
buena resistencia al ozono e intemperie, así como buen aislante. Sin embargo, posee una
pobre resistencia a la tracción, al desgarro y poca resistencia al desgaste.
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
- CARACTERÍSTICAS:
 Resistencia al calor, hasta aproximadamente 204 ° C.
 Flexibilidad Fría, abajo de aproximadamente -54 ° C.
 Resistencia química, aceite y la grasa animal y vegetal.
 Resistencia al agua moderada.
No es compatible con:
 Vapor de agua sobrecalentada sobre 121 °C.
 Los ácidos y álcalis, hidrocarburos aromáticos (benceno, tolueno).
FIG. 3.2.1.c ORING Y RETEN
D) EPDM :
El caucho de etileno propileno dieno o EPDM (Etileno Propileno) es un elastómero que
contiene entre 45% - 75% de etileno, con buena resistencia a la abrasión y al desgaste.
Buenas propiedades como aislamiento eléctrico, resistente a los agentes atmosféricos,
ácidos, álcalis, productos químicos en general, siendo susceptible por aceites y petróleo.




CARACTERÍSTICAS:
La temperatura de trabajo oscila en los -40 a 150 °C.
Excelente resistencia al envejecimiento, ozono, siendo inalterable a la intemperie.
No resiste los aceites y es atacado por hidrocarburos alifáticos y aromáticos.
Altamente resistente a los ácidos minerales, detergentes, éteres fosfóricos, cetonas,
alcoholes y glicoles de bajo peso molecular.
 Buen resultado en presencia de agua caliente y vapor a alta presión.
FIG. 3.2.1.d ORING Y SELLO
3.2.2 ELASTÓMEROS TERMOPLÁSTICOS: Conocidos como cauchos termoplásticos; son una
clase de copolímeros o mezcla física de polímeros (entre un plástico y un caucho) con
propiedad de flexibilidad (Elastómero) y deformable o moldeables (Termoplásticos).
La deformación de los elastómeros termoplásticos está en función del nivel de compresión o
extensión y en función de la temperatura a los que son expuestos.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
A) POLIURETANO ( PU, AU,EU )
El poliuretano es un plástico obtenido por la reacción de poliol e isocianato en la
presencia de catalizadores y aditivos. Este elastómero posee una muy buena resistencia
mecánica, a la abrasión, y a los impactos por deformaciones.
Se dividen según la base de poliol:
 Poliéter Uretano EU (Base en poliéter): Mayor resistencia a la hidrólisis y la
flexibilidad a bajas temperatura.
 Poliéster Uretano AU (Base en poliéster): Resistente a la temperatura y a los aceites
minerales y líquidos hidráulicos.
Se extiende desde los blandos elásticos, hasta los duros, como así también, define la
técnica de elaboración (moldeo, inyección o colada) apropiada para transformar en
artículos listos para su uso.
- CARACTERÍSTICAS:
 Aplicado en industrias siderúrgica, textil, gráfica, del petróleo, del calzado (deportivo vestir), de artículos de deportes.
 Elementos de sellado para hidráulica y neumática (juntas, oring´s, retenes, etc.).
 Se extiende desde los blandos elásticos, hasta los duros (5 A a 70 D Shore).
 Excelente resistencia a la abrasión, desgarre y a la ruptura por impacto.
 Relativa estabilidad frente a toda clase de influencias climatológicas, de buena resistencia
a la oxidación y al ataque del ozono.
 Resistencia a la temperatura hasta los 100° C.
 Resistencia a una amplia gama de solventes, hidrocarburos y compuestos clorados.
 Buen amortiguador de ruidos y vibraciones.
 Buena resistencia a la fatiga por flexión.
 Elevada flexibilidad, incluso a bajas temperaturas.
 Buena resistencia a grasas y aceites
 No resiste la hidrólisis en agua caliente (vapor)*
 No resiste al cloro ni a muchos disolventes orgánicos
 Material relativamente caro
 Su color natural amarillo puede oscurecerse con la luz.
 Reducida resistencia a la hidrólisis, a temperaturas altas en ambiente húmedo, puede
producirse la destrucción de la estructura.
 Excelente comportamiento tracción - compresión.
 Tienen memoria elastoméricas.
* Por hidrólisis se entiende la degradación de la estructura molecular a altas temperaturas
y con elevada humedad. El poliuretano con base de poliéter presenta una mejor
resistencia a la hidrólisis que el poliuretano termoplástico con base de poliéster.
Estas performances en el poliuretano lo han definido como el "puente entre la goma y el
plástico", ya que compatibiliza con varias cualidades, características y propiedades que
ofrecen ambas materias.
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 3.2.2.a BOCINA Y RETENES DE POLIURETANO
B) POLIESTER ( PET : Polietileno Tereftalato )
El poliéster es un elastómero que contiene el éster en su cadena principal. El término
poliéster se refiere a los sintéticos (plásticos), provenientes de fracciones pesadas del
petróleo. El poliéster termoplástico más conocido es el PET.
PET es un polímero plástico que se obtiene de un proceso de polimerización de ácido
tereftálico y monoetilenglicol. Este polímero posee un alto grado de cristalinidad y
termoplástico, lo cual lo hace apto para ser transformado mediante procesos de extrusión,
inyección y termoformado .Presenta características como:





CARACTERÍSTICAS:
Alta rigidez, resistencia mecánica y dureza.
Excelente resistencia al “creep” (deformación por carga).
Trabaja a una temperatura continua de 100 °C
Es muy resistente a la humedad y a los productos químicos.
Buena propiedad de deslizamiento.
FIG. 3.2.2.b SELLOS DE POLIESTER
3.2.3 PLÁSTICOS DE INGENIERIA: Se denominan plásticos de ingeniería a los materiales que
ofrecen gran posibilidad de deformación debido a su débil estructura molecular. No
recuperan su forma original después de ser sometidos a una fuerza de compresión o de
extensión a cierta temperatura; es decir; no poseen la elasticidad de un elastómero.
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
43
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
A) TEFLON ( PTFE ):
Teflón es el nombre comercial para identificar un tipo de polímero fluorado, de nombre
"politetrafluoroetileno" o "PTFE", formado por una sucesión de moléculas compuestas de
dos átomos de flúor (F) y uno de carbono (C), que lo convierten en un material inerte y
antiadherente.
- CARACTERÍSTICAS:
 Poseer un bajo coeficiente de fricción (<0,1)
 Ser un material inerte, autolubricante y antiadherente, esta propiedad lo hace muy
resistente frente al ataque de infinidad de productos químicos (pH 0 - 14), ozono, a los
ácidos y bases concentradas o diluidas, hidrocarburos, disolventes orgánicos.
 Soporta un rango de T° de -240°C hasta los 240°C con un punto de fusión de 342°C.
 Presentar excelentes propiedades dieléctricas y de aislamiento eléctrico.
 Resistencia a la humedad y rayos ultravioletas.
 No toxico, no contamina, completamente ininflamable e incombustible.
 Su principal desventaja es baja resistencia al desgaste; por ese motivo, el teflón virgen se
combina con otros elementos llevando un aumento en su resistencia mecánica.
FIG. 3.2.3.a BOCINA DE TEFLON (PTFE)
A.1) TEFLON GRAFITADO:
Teflón (PTFE) con grafito, es una modificación cristalina del carbono, de alta pureza
con un porcentaje usado de grafito que varía entre 5 y 15 %, esta carga de grafito reduce
el coeficiente de fricción, aliado a una excelente resistencia al desgaste, principalmente
con los metales nobles, también una buena disipación térmica .






CARACTERÍSTICAS:
Elevada resistencia térmica estable hasta 250°C.
Bajo coeficiente de fricción y mayor deslizamiento sin lubricación.
Excelentes propiedades dieléctricas.
Estabilidad criogénica al frío.
Resistencia química y a los solventes, ideal en ambientes químicos hostiles.
El agregado de grafito mejora notablemente la resistencia al desgaste, disminuye la
deformación de la carga y la dilatación térmica.
 Aumento de fuerza compresiva.
 Aumento de dureza.
 Mejoramiento de conductividad térmica.
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 3.2.3.a.1 BOCINAS Y SELLOS PTFE / GRAFITO
A.2) TEFLON /FIBRA DE VIDRIO:
El PTFE cargado con fibra de vidrio mejora la resistencia a la compresión y al desgaste,
mejora la resistencia a la fricción del PTFE en alta y baja temperatura. Tiene mejor
conductividad térmica pero su coeficiente de rozamiento aumenta ligeramente, es por
eso que se agrega bisulfuro de molibdeno o grafito para compensar dicho efecto.




CARACTERÍSTICAS:
Tiene excelentes propiedades eléctricas.
Puede ser cargado con fibra de vidrio en un porcentaje que varía de 5 a 40 %.
La adición de fibra de vidrio mejora la resistencia al desgaste y fricción.
Mejora en menor grado, la deformación por carga, sin modificar las características
eléctricas y químicas.
 Excelente estabilidad química, excepto en fuertes álcalis y acido fluorhídrico.
FIG. 3.2.3.a.2 BOCINAS Y SELLOS PTFE/ FIBRA VIDRIO
A.3) TEFLON / BRONCE:
Este aditivo es agregado en un porcentaje que varía entre 40 a 60 %. La combinación
del bronce con PTFE tiene las mejores características de resistencia al desgaste, notable
resistencia a la deformación por carga y muy buena conductividad térmica; pero posee
baja resistencia química y reducidas propiedades eléctricas.
Aplicaciones: Sellos dinámicos donde se requiere de alta resistencia al desgaste
sometido a mucha compresión, pero cuando la resistencia química no es importante.
(Anillos de compresión, cojinetes y sistemas hidráulicos)



CARACTERÍSTICAS:
Autolubricante y antiadherente.
No inflamable.
Bajo coeficiente de fricción.
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
 Excelente resistencia a la temperatura (260°C)
 Fisiológicamente Inerte.
FIG. 3.2.3.a.3 BOCINAS Y SELLOS PTFE/ BRONCE
B) NYLON :
El Nylon es un polímero que pertenece al grupo de las poliamidas, que difiere de los
plásticos de uso corriente por sus excelentes propiedades mecánicas, eléctricas, térmicas,
químicas y la posibilidad de ser modificado con aditivos (MoS2), para una mayor
resistencia al desgaste o con fibra de vidrio para una mayor rigidez.







CARACTERÍSTICAS:
Rango de temperatura de trabajo -40°C +90°C con T° fusión de 265°C
Alta resistencia mecánica, al desgaste y a la abrasión.
Elevada absorción de humedad la cual ocasiona un aumento en su volumen.
Buena resistencia a la fatiga.
Alto poder amortiguador de golpes, ruidos y vibraciones.
Buenas propiedades de deslizamiento.
Tiene una buena resistencia a los aceites, las grasas, los solventes y los álcalis, pero no a
los ácidos que le hidrolizan como el acido mineral.
 Autoextingible.
FIG. 3.2.3.b BOCINAS Y ANILLO DE NYLON
C) ACETAL ( POM)
El polioximetileno (POM), también denominado acetal, poliacetal y poliformaldehído, es
un termoplástico técnico utilizado en componentes de precisión que requieren una
elevada rigidez, baja fricción y excelente estabilidad dimensional. El POM se obtiene en
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forma de Copolimeros y Homopolimero y ambos poseen una elevada resistencia, dureza
y rigidez hasta -40 °C . El POM es intrínsecamente blanco opaco, debido a su elevada
composición cristalina, pero disponible en colores.









CARACTERÍSTICAS:
Rango de temperatura de trabajo -40°C +90°C.
Excelente resistencia mecánica, abrasión y rigidez.
Buena resistencia a la fluencia.
Buenas propiedades aislantes y su favorable comportamiento dieléctrico.
Alta resistencia a los choques, también a bajas temperaturas.
Muy buena estabilidad dimensional y fácil mecanización.
Buenas propiedades de deslizamiento (Bajo coeficiente de fricción).
Casi nula absorción de humedad.
Buena resistencia química al aceite y a las sustancias alcalinas pero son atacados por
ácidos fuertes y agente oxidante.
FIG. 3.2.3.c. BARRAS Y ANILOS DE ACETAL
3.2.4 RESINAS COMPUESTAS: Llamado también composite, es la unión de dos materiales
para conseguir la combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales
originales. Son de dos tipos: Los de cohesión y los de refuerzo.
Los componentes de cohesión de poca resistencia envuelven y une los componentes de
refuerzo manteniendo la rigidez. Los refuerzos conceden propiedades físicas al conjunto
que mejoran las propiedades de cohesión y rigidez.
A) FERROCEL :
El ferrocel ó Fenolic, se forma de capas de tejido de algodón, tejidos de poliéster, otros
tejidos, celulosa del papel ; a los cuales se impregna resinas fenólicas a temperaturas y
presiones controladas. Aquí se da el fenómeno de la polimerización; donde ambos
materiales se transforman en un solo material parecido al plástico laminado.
Es excelente para piezas donde se desea tener resistencia con ligereza y flexibilidad que
absorbe el ruido y soporte el impacto, protegiendo otros componentes. Además sirve para
proteger equipos delicados porque es aislante eléctrico y no genera chispas al recibir
abrasión metálica.



CARACTERÍSTICAS:
Buena resistencia a la tracción y compresión.
Resistente a la fatiga y flexión a velocidades moderadas.
Coeficiente de rozamiento bajo y uniforme.
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



SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
Buena rigidez, puede absorber cargas en forma continua sin sufrir mayor alteración.
Trabaja con temperatura continuo hasta 120°C.
Resistencia a aceites grasos, disolventes, agua.
Completamente maquinable.
FIG. 3.2.4.a BOCINAS Y GUIAS DE FERROCEL
B) BAQUELITA :
Es un Laminado estratificado a base de papel Kraft aglomerado con resina fenólica
sintetizado de fenol y formaldehido. Este producto puede moldearse a medida que se
forma y resulta duro al solidificar. No conduce la electricidad, resistente al agua y los
solventes, pero fácilmente mecanizable.
La baquelita una vez enfriado no puede volver a ablandarse por el calor y aprovechando
sus propiedades aislantes tanto térmicas como eléctricas, también se emplea para mangos
de utensilios y aparatos sometidos al calor, aparatos de mandos eléctricos, etc.







CARACTERÍSTICAS:
Excelente resistencia mecánica, tracción y compresión.
Buenas propiedades dieléctricas.
Buena resistencia al choque.
Elevado poder aislante y gran resistencia a la humedad.
Resistente al alcohol, tetracloruro de carbono, hidrocarburos aromáticos y petróleo.
Difícilmente inflamable.
Soporta hasta los 120 °C.
FIG. 3.2.4.b BARRAS Y PIEZAS DE BAQUELITA
C) HALLPRENE :
El hallprene es un composite desarrollado en los años 50. El Hallprene es la mezcla del
caucho nitrilo y lona. El caucho nitrilo es un material muy suave que se desgasta muy
fácilmente; pero al añadirle la lona, el nuevo compuesto de hallprene se vuelve más
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
rígido. La única desventaja de este nuevo compuesto es que pierde la flexibilidad que
tenía el caucho nitrilo inicialmente. También se tiene el hallprene en Vitón con lona.
FIG. 3.2.4.c SELLOS DE HALLPRENE
3.3 TIPOS DE SELLOS HIDRAULICOS:
3.3.1 JUNTAS DE VÁSTAGO:
Son aquellos sellos que tiene impide la fuga de aceite hidráulico al exterior, cuya función
son la hermetización total del fluido así como también la protección de todo el Sistema
hidráulico. Entre ellas tenemos:
A) RASCADORES:
Encargados de impedir la entrada de impurezas al sistema hidráulico, están montados en
cilindros hidráulicos para limpiar cualquier suciedad, viruta, partículas extrañas, polvo,
etc., de los vástagos en su carrera de retorno, previniendo así la contaminación, de lo
contrario dañaría aros de guía, juntas y otros componentes.
Tenemos los rascadores flexibles, con casco metálico, simple y doble efecto.
 Rascador Simple Efecto: Posee un labio que está en contacto con el vástago y un labio
estático que impide ingreso de partículas por el exterior de la junta, también posee unos
resaltes para evitar atrapar la presión en el rascador.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 3.3.1.a.1 RASCADOR FLEXIBLE SIMPLE EFECTO
 Rascador Doble Efecto: Tiene dos labios de geometría distintas. Diseñado para rascar y
dejar una película de aceite en el vástago para una operación correcta. El labio interior
está diseñado de manera que asume una función de sellado, incluso sometido a baja
presión que se consigue por un apretado ajuste radial entre el rascador y el alojamiento.
FIG. 3.3.1.a.2 RASCADOR FLEXIBLE DOBLE EFECTO
 Rascador Metálico: Está diseñado para encajar a presión dentro de alojamientos abierto.
Comprende un elemento de limpieza precisamente recortada que está unido de forma
segura a una caja de metal; para aplicaciones ligeras, medianas y gran potencia. Ha sido
diseñado para ofrecer facilidad de instalación y una excelente durabilidad en servicio.
FIG. 3.3.1.a.3 RASCADOR CON CASCO METALICO
B) RETENES ROD U-SEAL:
Es un sello de vástago con diseño cuyo perfil transversal es asimétrico donde un labio de
sellado es dinámico, corto y fuerte que facilita un buen desempeño también en
condiciones de cero presión. El labio exterior es levemente más largo y delgado que el
interior, que proporciona un sellado estático durante movimientos axiales.
Posee un labio posterior dinámico que impide la entrada partículas procedentes del
exterior y entre los labios dinámico se forma un deposito de lubricante.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 3.3.1.b RETEN DE VASTAGO
C) CHEVRONES O VEE PACKING:
Es un conjunto de anillos reforzados con tejido, que se componen de un soporte, anillos
de estanqueidad y un anillo activador de presión. En conjunto, la fuerza axial de
activación transfiere a cada anillo presurizándose entre ellos contra el vástago.
FIG. 3.3.1.c CHEVRONES
D) BUFFER:
Los buffer están diseñados para amortiguar y absorber las fluctuaciones de presión
cuando se trabaja en condiciones de carga muy elevada. Este sello tiene su propósito de
aumentar la vida útil del sello de vástago. Mencionemos algunos tipos:
 BUFFER DE POLIURETANO: Elemento de simple efecto de 2 piezas con labio asimétrico
diseñado para evitar una excesiva presión en la cavidad entre el buffer y el sello de
vástago. Posee un anillo para proporcionar una resistencia a la extrusión y choques.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 3.3.1.d.1 BUFFER DE POLIURETANO
 BUFFER DE TEFLÓN: Esta junta de simple efecto de dos piezas de baja fricción para carga
mediana. Consisten un anillo en teflón de labio deslizante para un sellado dinámico, y
con una parte estática, un elastómero que funciona como energizador.
FIG. 3.3.1.d.2 BUFFER DE PTFE
3.3.2 JUNTAS DE ÉMBOLO:
Son los que proveen la estanqueidad suficiente para mantener la presión hidráulica
necesaria que hace mover al pistón; sin embargo, debe permitir una cierta película de
aceite para minimizar la fricción y el desgaste.
A) SELLOS DE PISTÓN:
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
Encargados de evitar el paso del fluido de una cámara a otra. Son los responsables de la
fuerza requerida y el tiempo de respuesta. Tenemos diferentes tipos:
 PISTÓN U-SEAL: Es un sello del pistón asimétrica diseñada para ofrecer un eficaz sellado
en el embolo del cilindro en una amplia variedad de aplicaciones.
El labio dinámico exterior es más corto y más robusto para proporcionar sellado y ajuste
de compresión mejorada como también una amplia área de contacto del labio estático,
que asegura un efectivo posicionamiento en el alojamiento.
El sello se puede utilizar por sí mismo como una junta de simple actuación o equiparse de
espaldas en ranuras separadas para cilindros de doble efecto.
FIG. 3.3.2.a.1 RETEN PISTON DE LABIO
 SELLO DE PISTÓN 2 PIEZAS: Es un sello de adecuada para sistemas livianos y medianas
cargas. Esta junta doble efecto formado por dos piezas, un anillo deslizante y un junta de
caucho como energizante, asegurando un buen efecto de sellado incluso a baja presión.
En altas presiones, el caucho activado por el fluido, empuja el anillo contra la superficie
de estanqueidad con un aumento de fuerza. Según las condiciones de trabajo como
temperatura, es factible cambiar los materiales para un mejor rendimiento.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 3.3.2.a.2 SELLO DE PISTON 2 PIEZAS
 SELLO DE PISTÓN 3 PIEZAS :
Este diseño del sello de pistón de doble efecto de acción puede ser acomodado en una
ranura para junta tórica estándar.
El diseño ayuda la resistencia a la extrusión y pueden trabajar hasta una presión cercanas
de 340 bar con tolerancias mejoradas. Estos sellos de tipo “T” se componen de un
elemento de sellado de caucho nitrilo y dos anillos con corte de nylon a cada lado del
elemento de sellado como anillos anti-extrusión.
FIG. 3.3.2.a.3 SELLO DE PISTON 3 PIEZAS
 SELLO DE PISTÓN 4 PIEZAS:
Es un conjunto de junta de pistón compacta de doble efecto diseñado para embolo de una
pieza y adecuado para trabajo de baja a las altas presiones repentinas, como también para
aplicaciones de trabajo pesado.
El conjunto de 4 piezas comprende de un tapa o fibra deslizante de teflón con carga de
Bronce resistente al desgaste o Teflón vidrio/MoS2 que se activa por un energizador de
caucho nitrilo, 2 anillos anti-extrusión divididas de termoplásticos que son apoyados en el
sello en ambos lados evitando la contaminación del anillo energizador y la tapa.
Las principales ventajas de este diseño son la excelente resistencia a la extrusión, baja
fricción y bajo desgaste, todo presentado en un diseño compacto y estable.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
Este sello de pistón está diseñado para ser utilizado en una variedad de equipos y
particularmente para utilizar en equipos de obras de movimiento de tierras.
De acuerdo a la condiciones de trabajo se puede variar el material de la fibra deslizante.
FIG. 3.3.2.a.4 SELLO DE PISTON 4 PIEZAS
 DOUBLE ACTION “EAL DA“ ( 5 PIEZAS ):
La junta compacta es un elemento de estanqueidad y guiado de doble efecto, que consiste
en un elemento de sellado de caucho, que ha demostrado su eficacia a ser muy resistente
al desgaste y capaz de trabajar una amplia aplicaciones de carga mediana, dos aros de
apoyo y dos aros de guía.
La junta de caucho hermetiza tanto en la zona estática como dinámica, mientras que los
dos anillos de soporte con corte impiden la extrusión de la junta por la holgura.
La función de los aros de guía consiste en guiar al pistón en el interior del cilindro y
absorber las fuerzas transversales.
Su diseño proporciona una combinación compacta de estanquidad y guiado, apropiada
para montajes en alojamientos cerrados o partidos.
Tanto los aros guía en forma de L y anillos de soporte están ranuradas para asegurar que
la presión del fluido active adecuadamente el elemento de sellado y para evitar la
posibilidad de cualquier presión atrapado dentro del sello.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 3.3.2.a.5
SELLO DAS COMPACTO
3.3.3 GUIADORES O BANDAS DE DESGASTE:
La función de las bandas consiste en guiar el buen desplazamiento del pistón y el vástago
del cilindro hidráulico, y absorber las fuerzas transversales o radiales que se producen. Al
mismo tiempo, debe impedir el contacto metálico entre las partes deslizantes del cilindro.
Los aros de guía no metálicos ofrecen grandes ventajas en comparación con las guías
metálicas tradicionales.
Los guía no metálicos tienen un coeficiente de fricción muy bajo, alta capacidad de carga,
excelente amortiguación y capaz de trabajar en sistemas con vibración. Se montan
fácilmente, previenen presiones hidrodinámicas y el efecto diesel, son capaces de
absorber desviaciones angulares entre pistón - camisa y el vástago - tapa del vástago.
Banda guía de
Banda guía de
FIG. 3.3.3 BANDAS GUIAS EN CILINDRO HIDRAULICO
A) BANDA GUIA DE RESINAS TERMOPLÁSTICO:
Esta guía está fabricado en un material especial termoplástico modificado que son
moldeadas por inyección y se puede usar en cilindros hidráulicos para cargas medias y
altas. Esta fabricado de Acetal o Nylon reforzado con fibra de vidrio.
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Acetal
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
Nylon/Fibra
de vidrio
FIG. 3.3.3.a BANDA TERMOPLASTICAS
B) BANDA GUIA DE RESINA CON TEJIDO:
Esta banda es un material composite reforzado de lona con fibra como poliéster. Usado
en aplicaciones hidráulicas más difíciles de hoy en día en todo el mundo, como en
equipos hidráulicos móviles y prensas. La buena resistencia a la compresión, buen
deslizamiento y la excelente resistencia al desgaste aseguran una larga vida de servicio.
El diseño del material posee micro hendiduras en la superficie como trampa del fluido y
proporcionar lubricación integrado para el cojinete.
FIG. 3.3.3.b BANDA DE COMPOSITES
C) BANDA GUIA DE TEFLÓN:
Esta banda flexible se usa como guía de pistón y vástago por su excepcional baja
coeficiente de fricción, funcionamiento sin movimiento a tirones (stick-slip) y buena
resistencia a altas temperaturas y productos químicos. Diseñado para aplicaciones de
carga medianas y para trabajos con poca lubricación. Se adecua como un limpiador ya
que mejora el incrustamiento de partículas extrañas que dañan los sellos.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 3.3.3.c BANDA DE TEFLON
3.3.4 JUNTAS SIMETRICAS:
Los labios de estanqueidad de estas juntas tienen una configuración simétrica, diseñado
para ser utilizado en vástago o embolo en cilindros hidráulicos estándar de simple o doble
efecto, sobre todo en aplicaciones hidráulicas móviles sometidas a unas condiciones
duras de funcionamiento.
El efecto de estanqueidad de esta junta se consigue gracias a la pre-compresión del labio
durante el montaje y al efecto de la acción de la presión en los labios.
Utilizando comúnmente son fabricado de poliuretano que poseen excelente resistencia al
desgaste y la abrasión con un fácil montaje en alojamientos cerrados.
En
En
FIG. 3.3.4 RETENES U-SEAL (SIMETRICO)
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
CAPITULO IV
DESARROLLO DE SELECCIÓN DE SELLOS HIDRÁULICOS
4.1 PARAMETROS DE SELECCIÓN DE SELLOS HIDRAULICOS:
STAMPS (Speed, Temperature, Application, Medium, Pressure, Size):
ESTAMPS; son los parámetros más importantes para investigar un problema de fuga de
fluido hidráulico. El 80% de los problemas están explicados por estos parámetros.
Asimismo, son los parámetros más importantes para elegir un sello, que a continuación
presentaremos para analizar.
4.1.1 VELOCIDAD:
 La velocidad es muy importante para elegir el material base del sello:
V < 0.5 m/s
0.5 < V < 1.0 m/s
V > 1.0 m/s
Caucho Nitrilo y Vitón
Poliuretano
Teflón (PTFE)
 El control de velocidad de trabajo de los cilindros hidráulico están a cargo la válvula
reguladoras de caudal la cual incide el caudal volumétrico, pudiendo alterar la velocidad
de la carrera de salida y la de ingreso del vástago.
 ¿Cuál es la velocidad promedio de los cilindros hidráulicos? En la mayoría de las
aplicaciones la velocidad promedio es 0.5m/s a excepción de las maquinas inyectoras que
pueden llegar velocidades de 4 m/s.
4.1.2 TEMPERATURA:
 La temperatura es muy importante para elegir el material base del sello:
T < 100 °C
T < 110 °C
T < 200 °C
T < 260 °C
Caucho Nitrilo
Poliuretano y Poliéster
Vitón (FKM)
Teflón (PTFE)
 Si nos frotamos el dedo sobre una superficie y luego lo intentamos a una mayor
velocidad; podremos sentir nuestro dedo más caliente. Por lo tanto se puede decir que la
velocidad con la temperatura están relacionados: A mayor velocidad, mayor fricción; por
lo tanto mayor temperatura.
 En promedio un cilindro hidráulico en maquinaria móvil trabaja entre 70 a 80°C y para
una maquinaria de planta trabaja entre los 40 a 50°C.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
4.1.3 APLICACIÓN:
 Debemos saber donde trabaja el equipo, si es en la altura o si hay humedad, en qué
condiciones del ambiente está sometido la maquina y si opera en un lugar cerrado o un
lugar abierto propenso a la contaminación, toda esos detalles es útil para seleccionar el
sistema de estanqueidad adecuado.
 Siempre tener en cuenta las condiciones de operación y evitar la cercanía con una fuente
de calor con lo que podría generar un calor extra al sistema hidráulico y por ende la falla
de los sellos debido a la elevación de la temperatura.
 Identificar si el sistema es de simple o doble efecto y si trabajan en lugares limpio como
las inyectoras o en industria de la construcción.
 Se determina 3 tipos de aplicaciones de maquinarias entre las cuales tenemos:
Light Duty, Medium Duty, Heavy Duty.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
LIGHT DUTY
FIG. 4.1.3 TIPO DE APLICACIONES
4.1.4 MEDIO (FLUIDO HIDRAULICO):
 El fluido hidráulico es importante para elegir el material del sello. En Los catálogos de
algunos fabricantes se encuentra una lista de la compatibilidad entre el material y el
fluido hidráulico de trabajo.
 En algunos países se usa en forma obligatoria los fluidos hidráulicos anti-inflamables, es
decir, que contienen en su estructura partículas de agua. El agua ataca de forma directa
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
las partículas del poliuretano desintegrándolas con el proceso de la hidrólisis, la cual se
desarrollo un poliuretano mejorado llamado HYTHANE, resistente a la hidrólisis.
 Sin ser un fluido anti-inflamable, existe otra manera de contaminación, donde el agua
ingresa al sistema por un desperfecto en la tapa del tanque de aceite; otra posibilidad de
contaminación del agua es el equipo expuesta a un ambiente bastante húmeda, por lo que
los materiales a usar deben ser resistentes al agua.
 El cuadro mostrado es un resumen de la compatibilidad de los diferentes fluidos
hidráulicos con los materiales de todos los sellos.
TEMPERATURA
MATERIAL
MINIMO MAXIMO PICOS
NITRILO (NBR)
VITON (FKM)
EPDM
SILICONA (VMQ)
NITRILO
HIDROGENADO (HNBR)
POLIURETANO (PU)
POLIESTER (PET)
NYLON (PA)
ACETAL (POM)
TEFLON (PTFE)
RESINAS DE POLIESTER
COMPATIBILIDAD CON :
ACEITE
LIQUIDO FLUIDOS
FLUIDOS
GRASAS COMBUSTIBLES AGUA AIRE DE FRENO RESISTENTE
MINERAL
ECOLOGICOS
(LUBRICANTES
(GLICOL) AL FUEGO
SI
SI
SI
SI
DEPENDE
SI
SI
SI
SI
SI
SI
DEPENDE
SI
DEPENDE
SI
SI
SI
DEPENDE
SI
SI
SI
SI
SI
-
- 30
- 20
- 50
- 55
+ 100
+ 200
+ 120
+ 200
+ 120
+ 250
+150
+ 250
- 30
+ 130
+ 150
SI
SI
SI
SI
SI
-
DEPENDE
SI
- 40
- 40
- 40
- 45
- 200
- 50
+ 100
+ 100
+ 100
+ 100
+ 250
+ 100
+ 110
+ 120
+ 120
+ 120
+ 300
+ 130
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
-
DEPENDE
DEPENDE
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
FIG. 4.1.4 TABLA DE COMPATIBILIDAD MATERIAL - FLUIDO
4.1.5 PRESION:
 Generalmente la intensidad de presión de trabajo del sistema hidráulico se obtiene en los
manómetros instalados.
 La presión del sistema es un parámetro para tomar en cuenta en el perfil y el material de
los sellos. Como una manera general se tiene:
P < 160 Bar
P < 350 Bar
P < 400 Bar
400 Bar < P < 700 Bar
Se utiliza el Nitrilo y el FKM (Vitón).
Se utiliza el PTFE (Teflón).
Se utiliza el Poliuretano.
Se utiliza el sello más un anillo anti-extrusión.
 En un cilindro hidráulico sometido a picos de presión constantes, se sugiere el uso de un
amortiguador de presión ó buffer, para alargar el tiempo de vida del sello principal.
 Los fabricantes hacen pruebas hidráulicas sometiéndolas en los diferentes parámetros
determinando así, para cada material de cierto perfil de un sello, una temperatura,
velocidad y presión de trabajo máximo la cual trabajarán sin mayores problemas.
4.1.6 DIMENSIONES:
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
 Para los fabricantes, las medidas inscritas sobre los sellos son medidas de alojamiento,
por eso muchas veces en la medición física de un sello no concuerdan con sus medidas
inscritas, debido que los alojamientos presentan tolerancias que sirven para dejar ingresar
fluido dentro de estas mismas tolerancias y así el sello pueda activarse para que cumpla
con su función de sellado.
 Se recomienda el uso estricto del catálogo debido a que se encuentran las medidas de
alojamientos y tolerancias de los componentes metálicos. Asimismo, se hace hincapié que
cada tipo de sello posee una tolerancia respectiva; y no existe una tolerancia universal
para todos los tipos de sellos.
 Es recomendable conservar las medidas y tolerancias originales de los componentes del
cilindro, evitando la fabricación del sello por sobremedida con un costo y tiempo demás.
 TOLERANCIA :
Existen dos tipos de tolerancias que son la de sección y la altura, siendo la de la sección
la más sensible:
TOLERANCIA DE ALTURA:.
El sello pistón de 2 piezas de teflón con su energizador de caucho por su forma toroide,
con una alta presión aplicada al sistema, el oring se podría enrollar.
Para evitar esta torsión, la altura del alojamiento no debe tener mucha holgura lo que se
recomienda solo un 5% adicional a la altura del sello, la tolerancia puede ser 0.2 ,0.3 ó
hasta 0.4 mm en altura, siendo los sellos de teflón lo más sensibles a la altura.
100 mm
Seccion
Altura
FIG. 4.1.6.a TOLERANCIA H EN ÉMBOLO
TOLERANCIA DE SECCION: Un 1% compensado para sellos de teflón (PTFE) ya que son
más ajustables mientras que los sellos en Poliuretanos (PU) o Poliéster (PET) son más
sensible al ajuste en la sección ya que solo se trabaja solo con un 0.50 %.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
101 mm
100 mm
Seccion’ = Seccion x 1.01 %
Compensacion
FIG. 4.1.6.b TOLERANCIA “ EN ÉMBOLO
 En este caso un reten de Poliuretano para una camisa de 100.00 mm puede trabajar en un
cilindro de 101.00mm siempre y cuando corregimos el diámetro interior del embolo para
mantener la sección constante.
- Duración del sello:
En laboratorio y bajo el control de los parámetros mencionados un sello tiene en
promedio una duración de 1 millón de ciclos. Sin embargo, esta duración viene a ser
afectada por todos los parámetros mencionados arriba y los parámetros de acabado de la
rugosidad de los fierros.
 RUGOSIDAD:
Es importante mencionar que la rugosidad de los cilindros que deben ser como sigue, se
recomienda para optimizar el tiempo de uso de sus sellos, lo siguiente:
 Ejes deberían estar entre 0.1 - 0.3 µm Ra.
 Camisa de los cilindros deben estar entre 0.1 - 0.4 µm Ra.
 Dureza del cromado : Se recomienda la dureza del cromado sea como mínimo 67
Rockwell C, ya que si es menos puede reducir su vida útil del cromo.
4.2 SELECCIÓN DE SISTEMA DE SELLADO:
A continuación vamos a detallar los 6 sistemas de sellados más utilizados en las
diferentes industrias.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
4.2.1 SISTEMA DE SELLADO N°1:
FIG. 4.2.1 SISTEMA SELLADO # 1
 El presente sistema de sellado consta de dos juegos de chevrones en el embolo y un juego
de chevron en la tapa, un limpiador y tres bandas guías.
 ¿Cuál es la ventaja de utilizar un sistema con chevrones?
1. El sello de chevron es casi insensible a la contaminación de partículas suspendidas en el
fluido hidráulico como sílice, viruta, aserrín y resistente a la abrasión, adecuado para
ambientes sucios. En la actualidad no es muy comercial; pero debido a lo explicado, lo
hace el preferido de algunas marcas de fabricantes de maquinaria.
2. El chevron es un excelente sello por la cantidad de anillos intermedios que presenta de 3
hasta 6, en cada uno de estos juegos.
3. Permite una sobre vida a todo el sistema de sellado; es decir; permite un reapriete del 6%
de la altura del sello chevron de la tapa. No se recomienda un reapriete mayor debido a
que debe evitarse el incremento de la fricción. Esta fricción es muy peligrosa porque
causaría un eventual daño en el cilindro por el incremento global de la temperatura del
sistema. Se recomienda realizar el reapriete del 6% en dos etapas:
Primera etapa; después de un cierto tiempo hacer el primer reapriete del 3%.
Segunda Etapa; luego de transcurrido otro cierto tiempo utilizar el otro 3%.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
-
-
-
FIG. 4.2.1.a SELLO CHEVRON
 ¿Cuál es la principal desventaja de este sistema? Debido a la gran cantidad de anillos
intermedios del chevron; el área de contacto de los sellos con los metales es grande lo que
incrementa la fricción; y por consecuencia el desgate de los mismos sellos.
 La palabra chevron no se refiere al material del que está compuesto el sello, sino la
terminología chevron se refiere al perfil en”V” que posee el sello.

1.
2.
3.
Los materiales que está compuesto el sello chevron son:
El adaptador hembra es de hallprene; el cual es un compuesto de caucho nitrilo y lona.
Dos anillos intermedios son de hallprene y el anillo intermedio central de caucho nitrilo.
El adaptador macho es de Polyacetal.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.1.b PARTES DE UN CHEVRON
 El fluido empuja al adaptador macho haciendo que los labios de los anillos intermedios se
abran y rocen las paredes metálicas; de esta forma acciona la capacidad de sellado.
Activa
ción
FIG. 4.2.1.c ACTIVACIÓN DEL CHEVRON
 Cabe resaltar que la cantidad de los anillos intermedios determinan la capacidad de
sellado; y NO JUEGAN UN PAPEL sobre la resistencia a la presión. Se determina la
resistencia a la presión en función de la SECCION del sello, tanto más ancho el sello,
mayor presión soporta y tanto más delgado el sello, menor la presión que soporta.
 Este sistema de sellado está destinado para trabajos de Heavy Duty. La presión de trabajo
desde 400 bar hasta los 700 bar, con picos de presión constante.
 Aplicados en equipos de minería, metalmecánica, prensas hidráulicas de alta carga,
movimientos de tierra; donde se prevé una contaminación inevitable.
 SELLO DE VÁSTAGO:
 Todos estos sellos de vástago tipo chevron trabajan en ambientes agresivos. Su rango de
temperatura de todos estos sellos es de -30°C a 100°C. Existen rangos de presión de
trabajo que van de 400 a 700 bar para los diferentes tipos de chevrones. La velocidad de
trabajo para todos los chevrones es 0.5 m/s.
 Es recomendable como máximo 5 anillos intermedios, más de existe la posibilidad que
los sellos trabajen en seco y por consiguiente se quemen. Los anillos que van a sellar a
una buena eficiencia son los anillos puros de Caucho nitrilo y por último se dijo
inicialmente que tienen la posibilidad de ser reapretados para alargar su vida útil.
 Algunos chevrones varían en el número de anillos pero siempre aguantan la misma
presión ya que la cantidad de anillos sellos no determina la presión sino la sección.
 Existe sonidos muy característicos cuando el cilindro sufre fricción.
- ¿Se puede reemplazar los hydrolocks por chevrones? Sí, solo cuando la temperatura no
sea mayor a los 100°C. El chevron es más fuerte que el hydrolock. El hydrolock es
fabricado de Hytrel (plástico) y nylon lo cual hace que se dañe y deforme más fácilmente.
Para utilizar un chevron a más de los 100°C, se podría fabricar con vitón, sin embargo,
éste material es costoso y muy abrasivo, desgastando los vástagos y camisas; solo se usa
en casos necesario.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
Sellos
HDLV
Hydrolock vee packing sets
FIG. 4.2.1.d CHEVRON HDLV (CATALOGO HERCULES)
 Hay algunos sellos que se puede catalogar como chevron sin tener la fricción del mismo.
Son sellos chevrones pero que solo constan con un solo sello con la única ventaja que no
se origina alta fricción al sistema. Lo más importante, es que se puede reemplazar a los
chevrones comunes sin cambiar alojamientos, basta colocar un anillo de respaldo.
- POM
- PTEF
- NYLON 6.6
FIG. 4.2.1.e COLOCACION DEL RESPALDO
- LIMPIADOR:
 El limpiador es de labio simple de poliuretano. Su T° de trabajo es de -45 a 110°C, posee
un labio estático para asegurar que siempre este en contacto con la superficie del eje y
para remover todo deposito de contaminación y también posee unos resaltes para alivio
de presión debido a la formación del fenómeno llamado “TAPA DE PRESION”.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
-
-
FIG. 4.2.1.f RASCADOR FLEXIBLE
 TAPA DE PRESIÓN:
 La tapa de presión es la acumulación de fluido entre el sello de vástago y el limpiador que
se forma debido al desplazamiento de ida y vuelta del eje. Este fenómeno se forma
debido que en el constante desplazamiento del vástago, su fina película de lubricación de
este mismo va quedando atrapada entre el sello de vástago y el limpiador.
 Se tiene que a mayor velocidad, mayor película de lubricación y por lo tanto mayor
probabilidad de generar la tapa de presión. Se puede establecer que la tapa de presión se
forma en velocidades de alrededor y superiores a 1m/s.
 En la tapa de presión, al sobrepasar la presión límite de 16 bar, el limpiador de un labio y
sin resalte puede salir expulsado.
 El limpiador al atrapar el aceite entre los relieves internos permite que el aceite salga y
regrese del cilindro, aliviando la presión acumulada.
CANAL DESFOGUE
TAPA DE PRESION
FIG. 4.2.1.g TAPA DE PRESION
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
 Existen varias soluciones para la tapa de presión:
1. Para limpiadores sin resaltes, se recomienda maquinar un canal de desfogue entre el sello
de vástago y el limpiador y usando una manguera hidráulica se envía el exceso de aceite
al tanque del fluido. (Esta manguera puede ser flexible para que puede acompañar el
desplazamiento del cilindro)
2. Usar sellos limpiadores con resaltes ó aliviadores de tapa de presión.
 Existe un presión máxima (limite) cuando la acumulación de presión es mayor que el
regreso de aceite, el sello de vástago comienza a deformarse verticalmente:
ACUMULACION DE PRESION > REGRESO DE ACEITE
FIG. 4.2.1.h DEFORMACIÓN DEL SELLO DE VASTAGO
 Como regla general se puede decir:
Para un sello Poliuretano  Limpiador Poliuretano
Para un sello Teflón
 Limpiador Teflón
Chevron
 Limpiador Poliuretano
Caucho Nitrilo
 Limpiador Poliuretano
 ¿Por qué el caucho nitrilo no sería un buen limpiador? Porque este material es muy
flexible y por ese motivo dejaría pasar mucha suciedad (partículas sueltas).
 El Limpiador con solapa muy bueno para ambientes contaminados con partículas grandes
como pedazos de rocas, pepas de mineral. Con este limpiador, se puede obtener el cierre
completo de la entrada del cilindro.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.1.i LIMPIADOR CON SOLAPA
 SELLO DE PISTÓN:
 El único sello de pistón es un tipo Chevron.
 La cantidad de anillos intermedios en el embolo se recomienda que sea solo 1.
 En algunos casos un sello de pistón chevron lleva 2 sellos intermedios. Normalmente, no
se usa porque estos sellos generarían mucha fricción que dañarían la camisa.
FIG. 4.2.1.j CHEVRON DEL EMBOLO
ADICIONAL:
 Normalmente, se puede decir que existe fuga y no lubricación cuando se observa que el
cilindro comienza a expulsar una gota de aceite del sistema.
 Los sellos son siempre fabricados para dejar pasar lubricación que no se puede observar a
simple vista, se puede sentir pasándole el dedo sobre la barra. Solo se puede observar su
verdadero relieve de los metales bajo microscopio.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
4.2.2 SISTEMA DE SELLADO N°2:
FIG. 4.2.2 SISTEMA SELLADO # 2
 Este sistema se utiliza 2 buffer de teflón con su energizador y un Pistón Seal de teflón con
su energizante. Al momento que el fluido hidráulico hace contacto con el oring, éste se
expande empujando al teflón contra las paredes de la camisa para su hermetizacion y para
el buffer será de amortiguar; es decir; el anillo de teflón se activa mediante su energizador
que normalmente es de caucho nitrilo.
 ¿Cuál es la principal ventaja de este sistema? Debido que el teflón posee bajo
coeficiente de fricción, este sistema puede llegar velocidades de hasta 4 m/s; y en
algunas ocasiones pueden llegan hasta los 7 m/s, común en maquinas inyectoras.
 ¿Cuál es la principal desventaja de este sistema? Debido a la poca flexibilidad del
teflón este sistema tiene poca capacidad de sellado.
 Adicionalmente, debido a que el teflón genera poca fricción, este sistema de sellado
soporta mejor a las altas temperaturas.
 Este sistema de sellado está destinado para trabajos de Ligth Duty. La presión normal de
este sistema es 160 bar y trabaja hasta 350 bar. No aguanta picos de presión.
 Aplicados en maquinas herramientas, inyectoras, maquinas agrícola, equipos de control y
robótica; sistema libre de contaminación del aceite hidráulico.
 SELLO DE VÁSTAGO:
 ¿Por qué dos buffer en el vástago? Como se dijo que el teflón no posee una buena
capacidad de sellado; entonces para mejorar esta desventaja se utiliza dos buffer de
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
teflón. La función del primero es como un amortiguador de presión. Debido que el primer
buffer recibe toda presión del fluido, se desgastara antes que el segundo buffer.
FIG. 4.2.2.a UBICACIÓN DE LOS BUFFER
 Pero incluso con dos buffer de teflón, la capacidad de sellado no mejora; por lo que como
ultimo apoyo a este sistema, se inserta un limpiador de doble función.
La primera función del limpiador es prevenir que la suciedad y contaminación ingrese al
sistema. La segunda función es retener el fluido que pueda pasar por los 2 buffer.
 Adicionalmente, debido a que los buffer de teflón no son exactamente sellos, se forma la
tapa de presión, la cual se puede solucionar con un canal de desfogue.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.2.b APLICACION DE RASCADOR DOBLE
 ¿Por qué Teflón con Carga?
El anillo de teflón virgen se deforma y se desgasta rápidamente. Debido a esto, los
fabricantes decidieron cargar el teflón virgen con: carbono, fibra de vidrio, grafito y
bronce. Esta carga mejora las propiedades del teflón virgen, mejora su resistencia a la
deformación y al desgaste, haciéndolo más rígido.
En términos generales, se puede decir que:
1. A menor carga; mayor deformación y mejor sellado.
2. A mayor carga; menor deformación y menor sellado.
 Las cargas del teflón más comerciales son:
1. Teflón con carga de Bronce.
2. Teflón con carga de Fibra de Vidrio.
 Observen que la temperatura de trabajo del sistema es de 100 °C. Si requerimos que el
sistema trabaje a igual velocidad, pero con una temperatura mayor, ¿Que deberíamos
hacer? Cambiar el oring de Caucho Nitrilo por uno de Vitón, porque este anillo oring es
el limitante de la temperatura de todo el sistema.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.2.c BUFFER CON ENERGIZANTE
Teflón con Bronce:
Permite trabajar con velocidades más elevadas y se puede usar con fluidos hidráulicos sin
partículas de agua; se recomienda que su carga no pase del 40%.
Teflón con fibra de vidrio:
Se puede utilizar con fluidos que contengan partículas de agua. Esta carga de fibra de
vidrio es extremadamente abrasivo, el cual desgasta rápido las superficies metálicas. Para
solucionar este problema se tiene que tener en consideración dos puntos.
1. El porcentaje de carga de fibra de vidrio no debe pasar el 25% del compuesto.
2. Agregar al compuesto Sulfuro de Molibdeno (MoS2), para obtener así una menor
abrasión de metales que se distingue este sello con estas cargas por su aspecto, que es de
color gris.
 SELLO DE PISTÓN:
 La junta del embolo es un sello de pistón (pistón Seal) de 2 piezas, PTFE con carga de
fibra de vidrio y energizante de caucho y es una pieza ISO 7425.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.2.d SELLO DE PISTON PTFE/FIBRA DE VIDRIO
- SELLO DE PISTON TIPO STEP CUT:
 El STEP CUT (de Poliamida) es un sello de embolo, más rígido para que aguante
mayores picos de presión, más resistente a las ralladuras (usados principalmente en
equipos mineros como Caterpillar y Volvo) pero tiene una mala capacidad de sellado.
 Se recomienda que el anillo energizador de caucho sea de perfil “cuadrado” para evitar
que se enrolle o se rompa eventualmente cuando trabaje en picos de presión.
 Siempre que el fluido hidráulico contenga partículas de contaminación el teflón se va a
desgastar (por abrasión) más rápidamente que el PU.
FIG. 4.2.2.e SELLO DE PISTON STEP CUT
- INSTALACIÓN :
 Las juntas de teflón son extremadamente sensibles por lo que se pueden rayar hasta con la
uña. Esto disminuye de forma inmediata la vida útil del sello, por lo que se recomienda el
uso de dispositivos que facilitan su instalación. En caso de instalar el sello de teflón sin
dispositivo sucedería lo siguiente:
1. Fuga de fluido hidráulico.
2. Reducción de la vida útil del sello.
 La figura 5.2.2.f presenta las bocinas utilizadas en la instalación de un sello de teflón.
Estas bocinas pueden ser de materiales rígidos como POM, Nylon y Acero.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.2.f BOCINAS PARA INSTALACION
 La figura 5.2.2.g, muestra la instalación del energizador de caucho nitrilo, el cual es fácil
de montar por su gran flexibilidad.
FIG. 4.2.2.g INSTALACION DEL ENERGIZANTE
 La figura 5.2.2.h, muestran al sello de teflón siendo desplazado sobre la bocina para ser
colocado sobre el oring, evitando el contacto del sello con los cantos vivos del embolo.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.2.h INSTALACION DE LA FIBRA DE TEFLON
- LIMPIADORES:
 Por el mismo tema de tapa de presión, para limpiadores sin resalte, se tiene que maquinar
un desfogue para liberar la presión:
 LIMPIADOR DOBLE CON SOLAPA:
 Este limpiador posee, las mismas características que el limpiador doble; es decir; está
fabricado de poliuretano mejorado (Hythane); trabaja hasta una T° 110°C; es resistente a
la hidrólisis; y tiene una doble función de evitar la contaminación al sistema y retiene el
fluido hidráulico. Sin embargo, posee una característica singular que lo hace diferente a
los demás limpiadores.
 Este rascador retira el exceso de fluido del sistema cuando la presión comienza a alcanzar
su pico; es decir cuando se forma la tapa de presión. Esta función lo realiza debido a la
especial membrana que posee; como se señala en la figura 5.2.2.i :
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
-
-
-
FIG. 4.2.2.i RASCADOR DOBLE CON SOLAPA
 HIDRÓLISIS: Reacción química que afecta las propiedades del Poliuretano en contacto con
el agua a una Temperatura de 40 °C.
PU + H2O  HIDRÓLISIS, @T > 40ºC
La hidrólisis quiebra la cadena del carbono de la estructura del Poliuretano (PU).
Estructura química del PU
 ADICIONAL:
 Glicol + H2O: Materiales compatibles: PTFE+ Fibra de vidrio, Caucho Nitrilo y EPDM.
Materiales No compatibles: PU, Poliéster, Vitón, Silicona (VMQ) y Teflón + Bronce.
 Para velocidades V< 0.05 m/s; no hay lubricación originando una fricción por lo que el
poliuretano (PU), Vitón y Caucho NBR no pueden ser utilizados, solo se puede utilizar
sellos en teflón (PTFE).
 Debemos tener en cuenta:
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Velocidad entonces
Capa de Lubricación
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
Velocidad entonces
Capa de Lubricación
 TODO SELLO TIENE UN SISTEMA TRIBIOLOGICO, es decir, toda junta depende de:
Sello (Material y Perfil)
Fluido Hidráulico.
Capacidad Superficial.
4.2.3 SISTEMA SELLADO N°3:
FIG. 4.2.3 SISTEMA SELLADO # 3
 Se puede observar que los alojamientos de este sistema de sellado N°3 es el mismo que el
sistema de sellado N°2. Entonces, ¿Por qué debemos cambiar los sellos?
Se observó dos detalles importantes:
1° La mayoría de sistemas hidráulicos trabajan a velocidades cercanas a 1 m/s.
2° Para los mismos alojamientos se puede trabajar con sellos de mejor capacidad de
sellado. Por lo tanto, teniendo una menor velocidad se puede cambiar de material de
teflón a poliuretano y poliéster.
 Se enfatiza que no es necesario cambiar medidas de alojamiento. Los sellos a cambiar
son: 1° La juntas del embolo; 2° La segunda junta de vástago; 3° El limpiador.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.3.a SISTEMA DE SELLADO N°2 Y N°3
 Este sistema es determinado para trabajos de Light Duty; tal como el sistema #2, donde la
presión es desde 160 bar hasta 350 bar. No resiste picos de presión.
 Aplicados en equipos de envasado, equipos aeronáuticos, montacargas; sistemas donde
las condiciones son relativamente limpias y donde su uso no es frecuente.
- SELLO DE VÁSTAGO:
 El primero es una junta tipo buffer de teflón, pero debido a la mala capacidad de sellado,
va acompañado con un sello mejorando la capacidad de sellado.
 La segunda junta a utilizar es un sello de vástago de poliuretano. Debido a su forma
cumple una doble función:
1° La de reten de aceite propiamente dicho.
2° Posee un labio interior pequeño que actúa como limpiador; el cual, le da una mayor
estabilidad al sello y mejora la resistencia a la extrusión.
 Este reten tiene mejor capacidad de sellado que el teflón; debido a que está fabricado con
poliuretano mejorado (Hythane); que a su vez, lo hace más resistente a la hidrólisis y
permite que el sello sea más flexible, obteniendo un fácil montaje.
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 RETEN DE SECCIÓN DELGADA :
 Los retenes U-Seal comunes trabajan hasta 400 bar, pero este tipo de reten de labio
soporta hasta 240 bar siempre cuando sea la única junta de vástago, debido a su sección
delgada no le permite trabajar con presiones mayores.
 Ahora si trabaja conjuntamente con el buffer de teflón, estos sellos podrían soportar hasta
400 bar, como se ve en la figura 4.2.3.b.
 La temperatura de trabajo de este sello llega hasta 110°C, su presión de trabajo es de 240
bar y la velocidad de trabajo es de 1 m/s.
-
FIG. 4.2.3.b RETEN DE VASTAGO
 LIMPIADOR:
 El Limpiador que usa este sistema de sellado #3 está fabricado de poliéster, lo que le hace
más rígido en los labios, dándole más fuerza para que pueda rascar las impurezas.
 Tal es así su fuerza que puede rascar cemento y hielo hasta un grosor de 2 mm y posee
resaltes en su interior para las tapas de presión que puedan presentarse.
 Un detalle importante de este limpiador es que puede cortarse y termosoldarse a la
medida requerida, especialmente para trabajos en campo. Su T° máxima es de 120 °C.
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 El poder de rascar está en función de la estabilidad del sello en el alojamiento para que el
labio se ponga bien rígido y pueda realizar una fuerza contra el vástago para que pueda
expulsar las partículas.
 Se cambio el limpiador de doble función (reten-rascador), por un limpiador de simple
función, debido a que la capacidad de sellado fue mejorada en el sistema; y evitando la
quema de los sellos por la poca lubricación a la que estaría trabajando.
-
-
FIG. 4.2.3.c RASCADOR DE POLIESTER
 SELLO DE PISTÓN:
 El sello pistón es de 2 piezas; de caucho y fibra de poliéster, lo cual hace que posea una
mayor durabilidad, es decir, menos sensible que el teflón y más resistente a la abrasión.
 Posee una mejor capacidad de sellado; es decir; posee una menor fuga interna de fluido;
su velocidad de trabajo es de 1 m/s y su temperatura de trabajo es de 110°C .
-
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Poliéster – Caucho
Mayor durabilidad.
Menos sensible que PTFE.
Mejor Capacidad de Sellado.
Velocidad: 1 m/s .
Temperatura: 110°C
Conforme ISO 7425
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.3.d SELLO PISTON DE POLIESTER
 Existe un tipo de poliéster estabilizado que puede trabajar con aceites que contengan agua
o glicol y no sufre hidrólisis.
Las principales ventajas del Sistema N°3
Mayor capacidad de sellado porque se utilizan sellos más flexibles.
Los sellos son más fáciles de montar.
Mayor vida útil, debido a que no se rayan, no se deforman ni se gastan rápidamente por
acción de la abrasión a comparación de los sellos de teflón.
El costo US$ es menor ya que el teflón es un material muy costoso.
Las principales desventajas del Sistema N°3
Mayor fricción.
Velocidades máximas hasta 1m/s.
 INSTALACIÓN:
 El procedimiento de instalación de este sello de 2 piezas es fácil. Puede usarse un pasador
para montarlo dentro del canal del embolo, tal como se muestran en la figura.
FIG. 4.2.3.e INSTALACION DE UN SELLO DE POLIESTER
 ADICIONAL:
 El principal defecto del teflón es que generalmente es el desgate a la abrasión.
 El poliuretano (PU) normalmente trabaja a 0.5 m/s hasta 1 m/s.
 Los equipos BOSCH trabajan con este sistema de sellado o también dicho un sistema
hibrido, por la combinación de algunos materiales en el sistema.
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4.2.4 SISTEMA DE SELLADO N°4:
FIG. 4.2.4 SISTEMA SELLADO # 4
 Este sistema de sellado N°4 es el sistema más antiguo que existe, vigente desde 1940;
y con más de 70 años aun no existe otro sistema que tenga mejor capacidad de sellado,
característica dada por el material de poliuretano con el que son fabricados.
 La capacidad de sellado se mide: GRAMOS DE FUGA DE ACEITE / CICLOS DE RECORRIDO.
PTFE + BRONCE : 8 gr. / 1000 ciclos.
POLIURETANO : 0.02 – 0.03 gr. / 1000 ciclos.
 Las maquinas Caterpillar y Komatsu vienen con este sistema de sellado.
 Los retenes U-Seal en un inicio se presentaron con oring incorporado como energizante;
pero debido a la fricción que se genera en ambas carreras del pistón ; se decidió retirar el
oring, reduciendo así la fricción en una sola carrera y que conlleva un alargue del tiempo
de vida de los sellos. Sin embargo, los U-Seal con oring en la actualidad son aceptados y
utilizados por gran parte del mercado global.
 En la figura 4.2.4.a se tiene algunos perfiles; todos estos retenes U-Seal con oring son
simétricos; vale decir; que pueden ser utilizados tanto en el vástago como en el émbolo.
 De igual manera se observa los retenes U-seal sin oring tanto solo para el vástago y solo
para el pistón o embolo, en donde se puede diferenciar el perfil asimétrico de sus labios
diseñados para cada tipo de aplicación.
 Cabe resaltar que el único reten (601) puede trabajar tantos en el vástago como en el
embolo, gracias a su perfil simétrico de sus labios.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
-
-
-
FIG. 4.2.4.a PERFILES DE SELLOS U-SEAL (CATALOGO HALLITE)
 Los sellos U-Cups sin oring facilitan el ingreso del fluido hidráulico para que se active el
sellado a diferencia del sello con oring que sus labios son del mismo tamaño.
 Este sistema de Sellado #4 es asignado para trabajo de Médium Duty, cuya presión de
trabajo está en un intervalo de 250 a 500 bar con intermitentes picos de presión.
 Aplicados en cargadores de trabajo pesado, grúas telescópicas, prensas hidráulicas,
volquetes pesados; donde se presenta algo de contaminación y con un uso regular.
 SELLO DE VÁSTAGO:
 Esta fabricado de poliuretano (HYTHANE), resistente a la hidrólisis y a los fluidos antiinflamables. Este sello posee una flexibilidad para un fácil montaje. Su presión de trabajo
máximo es 400 bar, su velocidad promedio llega a 1 m/s y la T° cerca a los 110°C.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.4.b RETEN DE VASTAGO
 En el interior del sello existe un labio secundario ó un sobre-relieve tal como se muestra
en la figura 4.2.4.c. Este labio cumple varias funciones:
1° Evita que sigan entrando impurezas al sistema, toda vez que el rascador principal haya
dejado ingresar contaminación en una primera instancia. Por esta razón a este sobrerelieve se le conoce como labio limpiador.
2° Este relieve le brinda una mayor estabilidad al sello dentro del alojamiento para que no
pueda moverse cuando esta bajo la acción de la presión.
3° Entre el labio secundario y el labio de trabajo se forma un reservorio de aceite, el cual
ayuda a mantener al sello lubricado; teniendo un sello bien lubricado se minimizara la
fricción, trayendo como consecuencia que el tiempo de vida del sello se alargue.
4°. Mejora la resistencia a la extrusión.
Finalmente e importante; éste labio secundario nunca cumplirá la función de sellado.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
-
FIG. 4.2.4.c FUNCION DEL LABIO SECUNDARIO
 INSTALACIÓN :
 La figura 4.2.4.d uno muestra una serie de imágenes donde se observa que la instalación
del sello U-Seal se realiza de una forma sencilla. Los cantos vivos dañan y deterioran
seriamente los sellos, disminuyendo su tiempo de vida. Es por esto la factibilidad de
maquinar un chaflán a cada extremo del alojamiento.
 Es importante que el chaflán se maquine solo por el lado donde fluirá el aceite. Nunca se
podrá hacer un chaflán en el lado opuesto de la dirección de fluido ó la presión.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.4.d INSTALACION DE UN RETEN DE VASTAGO
 Normalmente los fabricantes de cilindros hidráulicos NO consideran los chaflanes en sus
diseños, pero se sugiere para evitar que los cantos vivos dañen los sellos en el montaje.
 Estos chaflanes no ofrecen ninguna desventaja de sellado y se recomienda hacerlo en un
ángulo de 45° y la altura puede ser la mitad de la sección (S).
- SELLO DE PISTÓN:
 Estos retenes de pistón presentan las siguientes características:
1. Fabricados de poliuretano (HYTHANE), para un fácil montaje y una buena resistencia
a la hidrólisis y a los fluidos anti-inflamables.
2. Sus presiones de trabajo máximos son de 400 bar. Sin embargo, se puede aumentar su
presión de trabajo a 700 bar, insertándole un anillo anti-extrusión.
3. Sus velocidades de trabajo promedio es 1 m/s.
4. Sus temperaturas de trabajo llega a los 110 °C.
 Algunos sellos U-Seal para pistón presentan un labio secundario que como se indico:
Actúa como un limpiador, estabilidad al sello y mejora la resistencia a la extrusión.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.4.e RETENES DE PISTON ( CATALOGO HALLITE)
 En el pistón se ubican 2 sellos donde también se puede presentar la tapa de presión a
velocidades mayores de 1 m/s que puede originar la rotación de los sellos.
 La recomendación para evitar la tapa de presión, se recomienda que la altura del sello sea
30% más que la sección para evitar que el sello gire.
FIG. 4.2.4.f TAPA DE PRESIÓN EN EMBOLO
 Es recomendable no utilizar el sello U-Seal sin oring en vástagos o en cilindros que
presentan ralladuras en su superficie, lo cual se sugiere el uso de sellos con energizante.
 SELLO U-SEAL CON ORING:
 Son retenes fabricados de poliuretano con perfil de labio simétrico, incluye un anillo de
caucho como energizante y se recomienda usarlo en un 100% en bases de aluminio.
 En Europa cada vez se usa menos este tipo de sellos, debido a ciertas desventajas.
Se usa para presiones y velocidades bajas por el tema de la tapa de presión.
Estos sellos aumentan la tensión y el desgaste.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.4.g
SELLOS CON ENERGIZANTE
 INSTALACIÓN:
 Normalmente el montaje es fácil, no necesita de algún dispositivo y eso se debe a la
flexibilidad del material.
 Adicionalmente, para facilitar el montaje, se recomienda maquinar un chaflán de la
siguiente forma:
1° Reducir la sección (S) a la mitad.
2° Maquinar el chaflán en un ángulo de 45°.
 Es sumamente importante recordar, que solo se puede hacer en lado de la presión del
fluido hidráulico y no existe problema alguno en realizarlo.
°
FIG. 4.2.4.h CHAFLAN EN EL EMBOLO
 RANURA DE EXTRUSIÓN:
 La luz, el gap ó ranura de extrusión es la distancia que existe entre:
1. Distancia entre la tapa y el eje.
2. Distancia entre el embolo y la camisa.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.4.i
LUZ, GAP, RANURA DE EXTRUSION
 El fenómeno de la extrusión de sellos y orings se presenta debido a la distancia entre los
metales como se observa en la figura 4.2.4.j.
Al fluir el aceite, la presión ejercida en el sistema recae sobre la parte de descanso del
sello, que está cerca al GAP; luego se observa que el sello comienza a extruirse; es decir,
el sello comienza a deformarse por la luz o ranura de extrusión ,dejando pasar el fluido.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
EXTRUSION DEL SELLO
FIG. 4.2.4.j FENOMENO DE EXTRUSION
 Debido al fenómeno mencionado, los fabricantes diseñaron y obtuvieron tablas de
permisibilidad de la ranura de extrusión en función a la presión para cada tipo de sello.
INTERPRETACIÓN:
 En la figura 4.2.4.k se observa en las ordenadas, la ranura de extrusión en mm. En el eje
de las abscisas se establece la presión de trabajo. Las áreas de color azul, establecen los
diferentes tipos de sellos U-Seal que pueden ser aplicados.
 Por ejemplo, si deseamos saber qué tipo de sello trabajaría con un GAP de 0.8 mm a una
presión de 200 bar; obtendríamos que los sellos U-Seal que se podrían usar son los tipos
621, tipo 631 y tipo 652.(Catálogo Hallite)
 Si desearíamos saber que sello se podría usar con una ranura de extrusión de 1 mm a
unos 600 bares; determinamos que NO EXISTE ningún sello U-Seal para esta aplicación.
 De esto se puede concluir un sello sometido a una menor luz (Ranura de Extrusión, GAP)
puede resistir mayores presiones y viceversa.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.4.k GRAFICO DE PERMISIBILIDAD DE RANURA DE EXTRUSION
(CATALOGO HALLITE)
 FENOMENO DE LA EXTRUSION EN ALGUNOS MATERIALES:
 NBR y FKM
: Se rompe el sello.
 PTFE, PU y TPE : Se deforma el sello.
 PU  160 Bar (presión máxima antes que se produzca la extrusión)
 PTFE  400 Bar (presión máxima antes que se produzca la extrusión)
4.2.5 SISTEMA DE SELLADO N°5:
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.5 SISTEMA SELLADO # 5
 En el sistema de sellado N°5, el sello de pistón incorpora todas las juntas en un solo sello
compacto; es decir, este sello compacto contiene 2 bandas guías, los 2 anillos antiextrusión y el sello principal de una sola pieza, compuesto de Caucho nitrilo. Para este
caso se utiliza el sello para embolo tipo DAS (Double Action Seal).
 ¿Cuál es la principal ventaja de este sistema N°5? Si existe mucho trabajo en el
vástago y también fuerzas radiales inesperadas, existe la posibilidad que la ranura de
extrusión se incremente. Sin embargo al utilizar un sello de pistón tipo DAS se puede
prevenir que aumente la luz. Las consecuencias positivas son:
1. Impide que se pierda fluido de una cámara a otra.
2. Evita la extrusión del sello por un aumento en la dimensión del GAP.
3. Incremento del tiempo de vida del sello de pistón.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.5.a FUERZAS EXTERNAS EN UN CILINDRO HIDRÁULICO
 ¿Qué otra ventaja se puede obtener con este sistema Nº5? Cuando el pistón es muy
corto y no se puede instalar por separado la banda guía, anillo y sello; se puede utilizar el
sello de pistón Tipo DAS, el cual incorpora todos los sellos en uno solo.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
-
FIG. 4.2.5.b COMPONENTES DE UN SELLO DAS
 Este sistema está destinado para aplicaciones de Médium Duty; donde la presión de
trabajo está entre los 250 a 500 bar, con picos de presión intermitentes.
 Este sistema se aplica en cargadores frontales, equipos mineros auxiliares, plataformas
elevadoras, etc. donde se prevé algo de contaminación y con un regular uso de trabajo.
 SELLO DE PISTÓN:
 El sello tipo DAS se utiliza mucho en los equipos mineros y equipos de construcción. El
material de sellado del anillo interno es de caucho nitrilo. Soporta presiones de 500 Bar,
con velocidad de trabajo de 0.5 m/s y una temperatura que llega a los 100°C.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
Elemento de sellado en NBR (Rígido)
- Anillo guía incorporado
- Anillos anti extrusión: picos de presión
- Presión: 500 bar
- Velocidad: 0,5 m/s
- Temperatura: -30°C a +100
FIG. 4.2.5.c SELLO PISTON TIPO DAS
 PROCEDIMIENTO DE INSTALACION:
 Este DAS es de fácil montaje en pistones partidos pero en pistones enteros tienen su
complicaciones, esto debido que el componente centro del DAS es un caucho de mayor
dureza, lo cual se opta un DAS cuyo componente central sea caucho de menor dureza.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.5.d INSTALACIÓN UN SELLO DAS
PASO 1: Se coloca el sello central del DAS, la complejidad de este paso depende de la
dureza del caucho, a mayor dureza mayor la dificultad de instalar.
PASO 2: Se coloca los anillos anti-extrusión la cual son como respaldo del sello central.
PASO 3: Seguidamente se instala la bandas guías de fácil instalación debido a que posee
un corte para dicha finalidad.
PASO 4: Colocado todos los componentes del DAS, listo el embolo para armar el cilindro
hidráulico.
 SELLO DAS DE CENTRO FLEXIBLE:
 Este sello pistón DAS cuyo centro está hecho de un caucho de menor dureza, otorgando
una facilidad para el montaje en pistones enteros.
 Su temperatura llega a los 100°C y su velocidad máxima de trabajo es de 0.50 m/s, y
como todo DAS posee sus bandas guías y anillos anti-extrusión.
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
-
-
FIG. 4.2.5.e DAS DE ANILLO CENTRO FLEXIBLE
 Este sello presenta las siguientes algunas ventajas:
1. El sello de caucho nitrilo; tiene canales que sirven como reservorios de lubricante. Este
reservorio de aceite ofrece una menor fricción. Esto quiere decir, que el sello sufrirá un
menor desgaste y se alargará su tiempo de vida.
2. Las guías presentan rebajes ó canales en sus superficies, las cuales sirven para que el
fluido hidráulico pase a través de ellos y arribe rápidamente a los reservorios de aceite; es
decir, tiene mejor tiempo de respuesta porque la activación del sello es rápida.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.5.f VENTAJAS DEL SELLO DAS
 ¿Cuál sería su desventaja?
La presión máxima a la que puede trabajar es de 400 Bar, 100 bar menor que el DAS de
sello central rígido, debido a la flexibilidad de anillo central.
4.2.6 SISTEMA DE SELLADO N°6:
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.6 SISTEMA SELLADO # 6
 Este sistema N°6, se utiliza para operaciones más complejas, equipos con trabajos en
condiciones muy severas y que requieren una vida útil muy elevada. Condiciones que los
sellos comunes no resisten.
 Este sistema de sellado está destinado para trabajo de Heavy Duty, cuya presión es desde
400 bar hasta los 700 bar, con picos de presión de frecuencia regular.
 Estas aplicaciones se dan en equipos mineros, equipos de construcción, metalmecánica,
soporte de techos; cuya contaminación es inevitable y con trabajo a tiempo completo.
 Este sistema N°6, puede resistir 700 Bar. Sin embargo, puede llegar hasta los 1200 bar
dependiendo de la ranura anti-extrusión y las condiciones de trabajo.
 Observe que todos los sellos en este sistema están equipados con anillos anti-extrusión y
el limpiador, cuenta con un casco metálico.
-
FIG. 4.2.6.a
SISTEMA REFORZADO CON ANILLO ANTI-EXTRUSION
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
 SELLO DE VÁSTAGO:
 Este elemento con anillo anti-extrusión actúa para menguar los choques; es decir, su
función principal es amortiguar la presión para reducir la carga hacia el sello principal.
 El buffer amortigua la presión, haciendo que el sello del vástago principal de la tapa
trabaje con presiones más bajas (40-50 Bar) por lo cual su vida útil se incrementa.
 Presenta canales debido a que este buffer deja pasar fluido hidráulico por esos recortes;
siendo su principal función de amortiguar la presión pero nunca la de un sello.
-
FIG. 4.2.6.b
-
BUFFER CON ANILLO ANTI-EXTRUSION
 RETEN U-SEAL CON ANILLO ANTI-EXTRUSION:
 Es el mejor sello de vástago que se conoce y utilizado en palas, excavadoras y equipos de
construcción porque estos sellos soportan las altas presiones y picos de presión.
 Posee un anillo de caucho que permite flexibilidad de los labios, parecido a un oring pero
tiene una forma muy especial; ya que su función principal es de compensar cierta
deformación hacia adentro que pueda sufrir el sello y que el oring no posee.
 Su presión de trabajo es hasta los 700 bar, con velocidad de trabajo cercanas a 1 m/s y su
temperatura de trabajo llega a los 110°C y consta un anillo anti-extrusión de acetal.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
-
-
-
-
-
FIG. 4.2.6.c
-
RETEN CON ANILLO ANTI-EXTRUSION
 SELLO DE PISTÓN:
 SELLO PISTON DE POLIÉSTER ( 730 ):
 El sello de pistón TIPO 730, se compone de 4 piezas: Una pieza de poliéster, un
energizador de caucho nitrilo; y dos anillos anti-extrusión en acetal.
 No sufre hidrólisis, es decir; es resistente a los fluidos anti-inflamables. Sus parámetros
de trabajo son: presión dinámica 700 bar y presión estática 1200 bar. Velocidad de
trabajo 0.3 m/s y soporta temperatura máxima de 110°C.
 Una aplicación fue en una prensa de trabajo muy fuerte y severo, después de 2 años se
desarmó el pistón y este sello no presentó ninguna marca de ralladura ó desgaste.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
Poliéster
- Resistente a la hidrolisis (Fluidos anti-inflamable).
- Soporta picos de presión.
- Presión: 700 bar (Estático: 1200 bar)
- Velocidad: 0,3 m/s
- Temperatura: -40°C a +110°C
FIG. 4.2.6.d
SELLO PISTON - 730 (CATALOGO HALLITE)
 Si se desea mejorar la velocidad de este sistema se puede reemplazar este sello de pistón
TIPO 730 por el TIPO 735, el cual es utilizado en equipos Komatsu y Caterpillar.
 SELLO PISTON DE TEFLON ( 735 ):
 Este sello de 4 piezas de teflón con carga es mejor si requerimos que el sistema trabaje a
una velocidad mayor; en este caso, alcanzan velocidades de hasta 1.5 m/s; sin embargo, la
presión máxima disminuye a unos 500 bar (200 bar menos que el TIPO 730).
-
-
-
-
-
FIG. 4.2.6.e SELLO PISTON - 735 (CATALOGO HALLITE)
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
4.2.7 BANDAS GUIAS O DE DESGASTE:
 Las bandas guías hace que el sistema de sellado sea más resistentes a las fuerzas laterales
ó fuerzas radiales que se puedan originar. En general, todo sistema de sellado debe llevar
bandas guías obligatoriamente. Mencionaremos algunas bandas guías que se usan
frecuentemente en un sistema de sellado.
A) BANDAS GUIAS DE COMPOSITE:
 Compuesta de resina de poliéster reforzada con tejido, compatible con una amplia gama
de fluidos, incluyendo aceites minerales, agua y fluidos a base de ésteres de fosfato.
 La principal característica de la banda, es su elevada resistencia mecánica de 115 MPa a
una temperatura de 23°C.
 Se usa en cilindros hidráulicos expuestos a grandes cargas, como en equipos hidráulicos
móviles, prensas y poseen cantos redondeados que sirven para su fácil montaje.
 Para diámetros menores, es difícil deformar esta banda guía por lo que se recomienda
utilizar e presentación de espiral para su instalación.
-
-
-
-
-
FIG. 4.2.7.a BANDA DE RESINA CON LONA
 Las bandas guías nunca debe usarse como sello ya que deben permitir la lubricación del
sello principal, por eso tiene un canal “W” para el paso de fluido hidráulico; con cierto
corte recomendado para movimientos giratorio o alternativo, que es el más usado.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
ROTATIVO
ALTERNATIV
FIG. 4.2.7.a.1 CORTE DE LA BANDAS GUIAS
 La luz “W” está en función al diámetro de las bases. No debe ser muy cerrado ya que la
guía es sometido a un hinchamiento por el fluido y temperatura la cual originaria una
deformación y posible contacto entre las puntas.
FIG. 4.2.7.a.2 TABLA DE LA RANURA W
 Para obtener la longitud de la banda guía tanto para vástago y émbolo.
╥
-
╥
-
-
FIG. 4.2.7.a.3 LONGITUD DEL DIAMETRO
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
 Estas bandas guías trabaja en las aplicaciones más agresivas del mundo, tal como son las
minas de carbono. Estos equipos de tajo largo (Long Wall) posee unos pistones que
sostienen el techo de la mina; estos cilindros están en constante ataque de fuerzas
laterales o radiales y son resistidas con estas guías por su alta confiabilidad.
FIG. 4.2.7.a.4
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APLICACIÓN EN MINERIA LONG WALL
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
B) BANDAS GUIAS DE TEFLON :
 La resistencia mecánica de esta banda guía de teflón es de 10 MPa.
 Si se aplicara una fuerza muy elevada, se puede deformar la banda. Esta banda guía tiene
3 aplicaciones importantes:
1. En máquinas inyectoras; porque trabajan a altas velocidades alrededores de 5 m/s.
2. En equipos cerca a fuentes de calor, con temperaturas cercanas a 200°C.
3. En sistemas muy contaminados trabajan como limpiadores, absorbiendo las partículas
contaminantes suspendidas en el fluido hidráulico.
-
-
-
S = - 0.05 / 0.03
FIG. 4.2.7.b BANDA DE TEFLÓN (PTFE)
C) COMBINACION DE BANDAS GUIAS:
 En todos los sistemas, se ha mostrado las bandas guías del vástago, están alejado del
limpiador. Sin embargo, una posición ideal y muy eficiente seria cerca del limpiador,
pero el problema sería la poca lubricación a la que estaría trabajando; es por eso que se
plantea una solución de trabajo combinado, entre los dos tipos de bandas.
 En el embolo trabajaría de la siguiente forma:
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.2.7.c.1 APLICACIÓN PARA EL EMBOLO
 Las bandas guía de poliéster con lona será más eficiente en términos de resistencia
mecánico, debido a su composición.
 Seguidamente las bandas de teflón brinda una protección anti-efecto diesel y la función
de un limpiador, gracias a su habilidad de absorber impurezas del fluido hidráulico.
 En el vástago trabajaría de la siguiente forma:
Puede trabajar en
Seco o con poca
lubricacion
FIG. 4.2.7.c.2 APLICACIÓN PARA EL VASTAGO
 Sabemos que las guías serán eficiente en resistencia mecánica mientras más cerca estén
del limpiador, por eso que se recomienda una guía de teflón entre la limpiador y el reten,
ya que las piezas en teflón pueden trabajar sin lubricación.
 La otra guía de mayor dureza trabajaría sin dificultad entre el reten y el buffer ya que está
en una zona de lubricación.
4.3 PROBLEMAS DE FLUJO EN CILINDRO HIDRAULICO:
A) PRESION DE OLEAJE:
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
Cuando un cilindro hidráulico lo para una carga excesiva o cuando alcanza el final de
carrera, la presión del circuito puede aumentar momentáneamente antes que la válvula de
alivio comience a liberar la alta presión.
Como resultado es un aumento exagerado de la presión en el sistema esto superior a la
presión de ajuste de la válvula de alivio.
Esta es”La Presión de Oleaje”
FIG. 4.3.a COMPORTAMIENTO DE LA PRESIÓN DE OLEAJE
Esta presión de oleaje produce generación de cavitación y aumento de temperatura y es
generado instantáneamente (milésimas de segundo de duración) al cerrar o abrir válvulas
direccionales y otros elementos hidráulicos.
B) EFECTO DIESEL:
Todos los líquidos hidráulicos contienen aire en disolución. Esto no perjudica, a priori, el
funcionamiento de las juntas. La cantidad de aire que puede disolverse en un volumen
determinado de aceite aumenta al hacerlo la presión a la que se ve sometido. Por el
contrario, cuando desciende la presión, se libera el aire disuelto interiormente.
Esto último da origen a burbujas de aire que pueden acumularse en los espacios libres, no
ocupados por las juntas.
Con un aumento repentino de la presión cerca a los 10 MPa, la mezcla de aceite y aire
sufre un sobrecalentamiento que llega a producir una ignición por compresión. Si este
efecto, llamado "Diesel", y está acompañado de golpes de presión y temperaturas
extremadamente altas que se repite con una cierta frecuencia, destruyendo
progresivamente la junta.
El aire no disuelto también puede llegar a perjudicar a la junta. Las pequeñas burbujas de
aire, que son arrastradas con el aceite, se comprimen al pasar entre los labios de cierre y
la superficie antagonista, expandiéndose inmediatamente después de traspasar esa zona.
Este fenómeno ocasiona una pequeña destrucción del elemento estanqueizante.
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
Generalmente, y debido a la resistencia a altas temperaturas las juntas de PTFE pueden
aliviar el problema del efecto Diesel y tener en cuenta los fluorelastómero y silicona.
Los daños causados por el aire contenido en el aceite pueden paliarse notablemente,
purgando el circuito del sistema hidráulico antes de la puesta en marcha.
4.4 CALCULO DEL GAP EN CILINDROS HIDRÁULICOS:
Como sabemos el GAP es el espacio libre necesario, que debe haber, entre el diámetro
interior del cilindro, con relación al diámetro mayor del pistón; y entre el diámetro interior
de la tapa, con relación al diámetro del vástago o eje.
FIG. 4.4 GAP EN CILINDROS HIDRAULICOS
A) PARA EL VASTAGO:
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.4.a GAP EN LA TAPA
Ranura de extrusión máxima (GAP):
Esta ranura máxima entre la brida y el vástago se obtiene de la siguiente manera.
(4.4.a.1)
Ranura de extrusión Minima (GAP):
Para hallar la mínima luz entre la brida del cilindro y el vástago.
(4.4.a.2)
B) PARA EL EMBOLO:
FIG. 4.4.b GAP EN EL EMBOLO
Ranura de extrusión máxima (GAP):
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
Para hallar el espacio máximo entre el embolo y la camisa del cilindro se obtiene de la
siguiente formula.
(4.4.b.1)
Ranura de extrusión Mínima (GAP):
En el caso para hallar el GAP mínimo entre embolo-camisa se obtiene de esta fórmula.
(4.4.b.2)
- Calcular F máx. y F min:
Asegurarse de que F min es superior a 0,1 mm (0,004”) y que F máx. es inferior a la ranura
de extrusión máximo indicado en la hoja de datos de sellos a la presión de trabajo de la
aplicación.
C) SOPORTES METÁLICOS INTEGRADOS: El cálculo de la ranura de extrusión es más simple.
Para F máx:
Vástago = ØD3 máx. – Ød1 min
Pistón
= ØD1 máx. – Ød3 min + dilatación
(4.4.c.1)
(4.4.c.2)
F min debe ser cero.
- CONSIDERACIONES PARA DETERMINAR EL ESPACIO LIBRE (GAP):




Presión de trabajo.
Temperatura de trabajo.
Medidas de alojamiento.
Datos y/o características del sello.
- Perfil de sello.
- Material.
- Tolerancias.
 Material de pistón y/o tapa.
 Rugosidad de material.
D) SELECCIÓN DE SELLOS CALCULANDO EL GAP:
El alojamiento del U-Seal de la tapa es el que mayor desgaste presenta.
El porcentaje de las tapas que requieren recuperar el alojamiento del Buffer es mínimo.
Si se presenta desgaste en el alojamiento de la Banda Guía (Wear Ring) se podría colocar
una de mayor sección.
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
FIG. 4.4.d TAPA DEL CILINDRO HIDRÁULICO
- CALCULO DEL GAP ORIGINAL DE LA TAPA
 SELECCION DE SELLO PARA UN CILINDRO HIDRÁULICO DE VOLTEO DE RIPPER DE
CATERPILLAR D10R N/P 4T-997 7
Presión de trabajo: 3500 PSI
/
Velocidad de trabajo: 0.5 m/s
 Cálculo del GAP original de la tapa del cilindro hidráulico:
Ø ID del U-Seal según SYS CAT :
Ø ROD AS :
GAP :
( De 4.4.c.1 )
3.261”
3.248” 0.013”
El GAP 0.013” es el que especifica el fabricante, la cual trabaja con un sello de vástago
U-Seal tipo 605 (Poliuretano – Hythane).
- Característica del Reten U-Seal (Tipo 605):
DESCRIPCION
Ød1(pulg)
ØD1(pulg)
SL(pulg)
L1(pulg)
Rod U-seal
3.250
3.750
0.375
0.413
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U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
(Catálogo Hallite)
FIG. 4.4.c.1 ALOJAMIENTO DE U-SEAL
0,013
Como el GAP 0.013” esta dentro del rango permito para una presión de 3500 PSI , se
selecciona el sello ya que esta garantizado para trabajar en este sistema.
 Cálculo del GAP de la tapa en reparación:
Ø ID de U-seal
Ø ROD AS
GAP
: 3.275”
: 3.248” : 0.027”
Como el GAP resulto 0.027” indica que esta fuera de la tolerância que establece el
fabricante, es decir el sello U-seal no tendrá un trabajo correcto para 3500 PSI.
En la evaluación de la tapa se sugiere lo siguiente:
- Rellenar y maquinar el Ø ID para establecer dentro de la tolerancia.
- Seleccionar un sello que trabaje a esas condiciones sin modificar la bases metálicas.
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116
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
Ø ID
U.N.M.S.M.
- Seleccionando un sello con Anillo Antiextrusion:
- Característica del Reten U-Seal con Anillo Antiextrusión( Tipo 621):
DESCRIPCION
Ød1(pulg)
Rod U-seal
3.250
ØD1(pulg)
3.750
(Catálogo Hallite)
SL(pulg)
L1(pulg)
0.375
0.413
FIG. 4.4.c.2 ALOJAMIENTO DE U-SEAL ANTIEXTRUSION
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
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SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
0.027
Según la tabla para un GAP de 0.027” se garantiza poder trabajar con un sello com anillo
Antiextrusión hasta una presión de 4800 PSI, lo que es suficiente ya que este cilindro trabaja
a una presión máxima de trabajo de 3500 PSI.
 SELECCION DE SELLO PARA UN CILINDRO HIDRÁULICO DEL BOOM DE UNA
EXCAVADORA CATERPILLAR
Presión de trabajo: 6000 PSI
/
Velocidad de trabajo: 1.10 m/s
 Cálculo del GAP del émbolo del cilindro hidráulico:
( De 4.4.c.2 )
Ø BORE AS : 5.004 ”
Ø OD del Piston Seal : 4.980” GAP : 0.024”
El GAP 0.024” que se obtiene tiene que estar dentro del rango de operación de la
caracteristica del sello a seleccionar.
- Característica del Sello Pistón (Tipo 735):
DESCRIPCION
Piston Seal
ØD1(pulg)
Ød1(pulg)
5.000
4.274
(Catálogo Hallite)
L1(pulg)
0.750
FIG. 4.4.c.3 ALOJAMIENTO DEL PISTON SEAL
INGENIERIA MECÁNICA DE FLUIDOS
118
U.N.M.S.M.
SELECCIÓN DE SELLOS EN CILINDROS HIDRAULICOS
Segun la tabla para un. GAP de 0.024” se garantiza poder trabajar con un sello de pistón
tipo 735( Hallite) hasta una presión de 6000 PSI que es la presión del sistema , y con la
velocidad correcta para un buen desempeño.
 SELLO DE VASTAGO PARA UN CILINDRO HIDRÁULICO DE LEVANTE DE UN CARGADOR
VOLVO L120C :
Presión de trabajo: 240 Bar
/
Velocidad de trabajo: 0.7 m/s
 Cálculo del GAP de la tapa del cilindro hidráulico:
Datos Obtenidos en la calibración:
;
;
;
De (4.4.a.1)
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El Gap 0.47 mm esta dentro del rango de operación para el sello de vástago a seleccionar.
- Sello de vástago Tipo 605:
DESCRIPCION
Ød1(mm)
Rod U-seal
ØD1(mm)
80.00
95.00
(Catálogo Hallite)
SL(mm)
L1(mm)
11.80
13.00
FIG. 4.4.c.4 ALOJAMIENTO DEL SELLO DE VASTAGO
240
0.47m
Como el GAP 0.47 mm de la tapa con sistema de Bandas Guia esta dentro del rango de
operación del sello elegido y por lo tanto el trabajo de este sello esta garantizado para la
presión y velocidad dadas inicialmente.
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 Detalles para alojamiento del U-Seal - 605: ( FUENTE HALLITE)
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 Detalles para alojamiento del U-Seal Antiextrusión - 621: ( FUENTE HALLITE)
 Detalles para alojamiento del Piston Seal - 735: ( FUENTE HALLITE)
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CAPITULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES:
 Se logro determinar un sistema sellado de los equipos hidráulicos en cada aplicación de
trabajo para obtener una excelente solución de sellado, conociendo también su ventajas y
desventajas de cada sistema de sellado.
 Se mejora el rendimiento de los cilindros hidráulicos, mejorando la productividad como
también reducir consideradamente paradas evitables.
 No solo se trata de cambiar iguales los sellos hidráulicos, sino que se propone soluciones
como cambiar a veces necesario el equipo o el sistema de sellado.
 Ningún material del sello es mejor que el otro, ya que cada material es adecuado a su
aplicación y condiciones de trabajo.
 La recuperación por sellos nos permite ahorrar costos en mano de obra e insumos
(soldadura) y así evitar el problema de poros y reprocesos que causan la fatiga del material.
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5.2 RECOMENDACIONES:
 Adiestrar al personal competente con charla, curso, capacitación técnica apropiada sobre
sellos hidráulicos, para el buen desarrollo de los mismos en la empresa y facilitar material
de apoyo apto para el personal.
 Reconocer la información detallada de los cilindros hidráulicos como aplicaciones y
fallas para tener una visión más clara de lo que le ocurre al equipo.
 Verificar visualmente los sellos hidráulicos dañados y los cilindros para identificar las
fallas de fuga para luego determinar la solución correspondiente al problema. .
 La instalación deber ser con instrumento adecuado y en un ambiente limpio y libre de
contaminación, teniendo en cuenta las longitudes operacionales de cada sello hidráulico.
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CAPITULO VI
BIBLIOGRAFIA
 “Tecnología De Los Circuitos Hidráulico”;
J.P De Groote ;
Editorial: CEAC 1999.
 “Oleohidráulica Conceptos Básicos”;
Enrique Carnicer - Concepción Mainar Hasta;
Editorial: Paraninfo 1998.
 “Manual de Oleohidráulica Industrial” ;
Vickers ;
Editorial: Blume 1984.
 “Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas”;
Claudio Mataix P. ;
Editorial: Del Castillo 1986
 Catálogo “Fluid Power Seal Catalogue”;
Hallite; Emea 1998.
 Catálogo “ Seal Catalog” ;
Hércules Sealing Products; 2012
 “Sistema de Sellado Hallite” ;
Ing. Demian Moscofian; 2010
 Catálogo “ Juntas Hidráulicas “ ;
Trelleborg; 2007
 Manual “Fundamento de La Hidráulica” ;
Caterpillar; 2010
 http://eicosa.cl/servicios/sellado-hidraulico-y-neumatico/falla-de-sellos/
 http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn212.html
 http://www.plasticos-mecanizables.com/
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