Juntas de goma Juegan un papel crucial en la estanqueidad de las interfaces entre las piezas. Su propósito principal es prevenir fugas, asegurando sellos herméticos o estancos entre dos superficies. Estos componentes flexibles suelen estar fabricados con elastómeros como: neopreno, EPDM (etileno propileno dieno monómero), silicona o nitrilo. Cada material ofrece propiedades únicas.
Este artículo discutirá sobre juntas de goma, su propósito, tipos, propiedades y aplicaciones.
¿Qué es una junta de goma?
Una junta de goma es un dispositivo de sellado mecánico diseñado para rellenar el espacio entre dos superficies de acoplamiento. Crea un sello resistente a la presión y resiliente para prevenir fugas de líquidos o gases. Aunque “junta de goma” es un término común, a menudo se aplica también a otros polímeros elastoméricos además de la goma genuina. Los materiales se eligen por su flexibilidad, compresibilidad y resistencia a condiciones ambientales específicas. Las juntas de goma se fabrican en una amplia variedad de formas, como: lámina, anillo y moldeado a medida.
¿Es una junta de goma lo mismo que una junta de silicona?
No, no en todos los casos. Las juntas de goma se fabrican en una amplia gama de materiales para adaptarse a diversas aplicaciones. Las gomas de silicona ofrecen propiedades particularmente beneficiosas para algunos entornos industriales y de consumo exigentes. Por lo tanto, una junta de silicona ES una junta de goma, pero NO TODAS las juntas de goma están hechas de gomas de silicona.
¿Cuál es el propósito de una junta de goma?
Las juntas proporcionan sellos de compresión resilientes y elásticos entre partes rígidas. Bajo compresión, aplican una presión elastomérica igual en ambas caras que contactan. Las juntas de goma resisten la aplicación de presión diferencial en la unión sellada, actuando como barreras contra fugas. Se bloquea todo tipo de materiales: gases, líquidos, aceites, productos químicos agresivos y suaves, polvos, lodos y todos los grados intermedios.
Además, las juntas pueden servir como elementos de protección mecánica/de desgaste en las uniones, absorbiendo el movimiento relativo de dos partes y evitando su contacto directo y abrasión. Proporcionan una fuerza de amortiguación y auto-centramiento en aplicaciones donde la transmisión directa de carga mecánica a través de una unión de componentes no es deseable.
¿Por qué son necesarias las juntas de goma?
Las piezas se conectan mediante juntas de goma por varias razones:
Crean una barrera que previene la fuga de líquidos, gases u otras sustancias, manteniendo un sello seguro y hermético.
Previenen la infiltración de contaminantes como: polvo, suciedad, líquidos o partículas extrañas. Esto es especialmente importante en entornos sensibles, como recintos electrónicos o sistemas aeroespaciales.
La flexibilidad inherente de la goma permite que las juntas absorban vibraciones y golpes, reduciendo el impacto en los componentes mecánicos.
Dependiendo del material utilizado, las juntas de goma pueden soportar una amplia gama de temperaturas y resistir productos químicos, aceites y disolventes.
La compresibilidad de la goma permite que las juntas se adapten a superficies irregulares o desiguales, asegurando un sello hermético incluso en geometrías desafiantes.
En ciertas aplicaciones, las juntas de goma pueden contribuir a la reducción de ruido mediante la amortiguación de vibraciones y la prevención de la transmisión de sonido.
¿Cómo se utilizan las juntas de goma en la fabricación?
Las juntas de goma se utilizan típicamente como sellos en aplicaciones de sellado de presión moderada y temperatura restringida, donde su simplicidad y tolerancia a la calidad de superficie/alineación se traducen en fiabilidad en condiciones imperfectas.
Cualquier planta de fabricación que deba sellar fluidos, gases o polvos de un acoplamiento puede usar juntas de goma. Las juntas de goma se utilizan en sellos de unión y bridas, correas transportadoras, intercambiadores de calor y bordes y tapas de tanques.
¿Cuáles son los diferentes tipos de materiales de juntas de goma?
Se utilizan diversos materiales de goma para fabricar juntas. Algunos de los tipos más comunes se enumeran a continuación:
Neopreno (Cloropreno): Excelente resistencia a las condiciones climáticas, buena resistencia al aceite y resistencia moderada a temperaturas. Adecuado para juntas exteriores, sellos automotrices y aplicaciones marinas.
EPDM (Etileno Propileno Dieno Monómero): Superior resistencia a las condiciones climáticas, excelente resistencia al ozono y buena resistencia química. Adecuado para sellos exteriores, sistemas HVAC y sellos de automoción.
Nitrilo (NBR): Buena resistencia al aceite y combustible, flexibilidad y durabilidad. Adecuado para sellos de aceite, juntas de sistemas de combustible y sellos hidráulicos.
Silicona: Amplio rango de temperaturas (-60 °C a 230 °C), excelente flexibilidad e aislamiento eléctrico. Adecuado para aplicaciones de altas temperaturas, recintos eléctricos y juntas de grado alimenticio.
Viton® (Fluoroelastómero): Excelente resistencia química, estabilidad a altas temperaturas y resistencia a aceites y combustibles. Adecuado para sellos aeroespaciales, procesamiento químico y sistemas de combustible automotrices.
Caucho natural: Alta elasticidad, resiliencia y resistencia a desgarros. Adecuado para juntas de uso general y soportes de aislamiento de vibraciones.
Butilo: Excelente impermeabilidad a gases y humedad y buena resistencia química. Adecuado para sellos de sistemas de vacío y aplicaciones farmacéuticas.
SBR (Caucho de estireno-butadieno): Buena resistencia a la abrasión, bajo costo y resistencia moderada a las condiciones climáticas. Adecuado para juntas de uso general y correas transportadoras.
Poliuretano: Alta resistencia a la abrasión, excelente capacidad de carga y flexibilidad. Adecuado para sellos de sistemas hidráulicos y aplicaciones de alto desgaste.
Hypalon® (Polietileno clorosulfonado): Excelente resistencia a las condiciones climáticas y químicas y buena resistencia al calor. Adecuado para materiales de techado y procesamiento químico.
Mezcla de EPDM/Neopreno: Combina la resistencia a las condiciones climáticas del EPDM con la resistencia al aceite del neopreno. Adecuado para juntas exteriores que requieren resistencia al aceite.
Mezcla de Nitrilo/PVC: Combina la resistencia al aceite del nitrilo con la flexibilidad del PVC. Adecuado para juntas de sellos resistentes al aceite y flexibles.
¿Qué hace que las juntas de goma sean únicas en comparación con otros tipos de juntas?
Existen beneficios clave en las juntas de goma que los materiales alternativos no pueden ofrecer. Las gomas pueden ser formuladas para una alta durabilidad y un rendimiento excelente tanto en aplicaciones autolubricantes como en aplicaciones lubricadas con líquidos. La diversidad de opciones de materiales permite que las juntas de goma funcionen bien en condiciones ambientales particularmente desafiantes, incluyendo: exposición al calor, frío, productos químicos e incluso radiación. La goma de silicona, por ejemplo, ofrece una resistencia excepcional a altas temperaturas, lo que la hace ideal para aplicaciones exigentes. También permanece flexible a temperaturas muy bajas.
La flexibilidad inherente y las propiedades amortiguadoras de la goma hacen que las juntas sean importantes en maquinaria dinámica. Las juntas de goma pueden moldearse para ajustarse a geometrías y requisitos casi ilimitados y a una variedad de durezas desde 20 Shore A hasta más de 90 Shore A. Ciertos tipos de goma exhiben excelentes propiedades de aislamiento eléctrico, lo que las hace adecuadas para elementos que necesitan aislar cargas eléctricas.
Para obtener más información, consulte nuestra guía completa sobre Otros Tipos de Juntas.
¿Cuáles son las propiedades de las juntas de goma?
Las juntas de goma poseen varias propiedades clave que las hacen adecuadas para aplicaciones de sellado en diversas industrias. La Tabla 1 a continuación describe las propiedades de los materiales de goma comunes utilizados en juntas:
Nitrilo de Neopreno (NBR) EPDM Silicona Viton (FKM) Buna-N (Nitrilo) Poliuretano Butilo
Elasticidad ✅✅ ✅✅ ✅✅ ✅✅ ✅✅ ✅✅ ✅✅ ✅✅
Flexibilidad ✅✅ ✅✅ ✅✅ ✅✅ ✅✅ ✅✅ ✅✅ ✅✅
Durabilidad ✅✅ ✅✅ ✅✅ ✅ ✅✅✅ ✅✅ ✅✅✅ ✅✅✅
Aislamiento ✅✅ ✅ ✅✅ ✅✅✅ ✅✅ ✅ ❌ ❌
Resistencia Térmica ✅ ✅ ✅✅ ✅✅✅ ✅✅✅ ✅ ✅✅ ✅✅
Resistencia Química ✅✅ ✅✅ ✅✅ ✅ ✅✅✅ ✅✅ ✅ ✅✅✅
Resistencia a la Intemperie ✅✅ ✅✅ ✅✅✅ ✅✅✅ ✅✅✅ ✅✅ ✅✅ ✅✅
Conjunto de Componentes ✅ ✅ ✅ ❌ ❌ ✅ ❌ ❌
Resistencia a la Tracción ✅✅ ✅✅ ✅ ✅ ✅✅ ✅✅ ✅✅✅ ✅✅
Flexibilidad en Frío ✅ ✅ ✅✅ ✅✅✅ ✅✅ ✅ ✅✅ ✅✅
Tabla 1: Propiedades de Materiales de Goma Comunes
Clave: ✅✅✅ = excelente
✅✅ = bueno
✅ = moderado
❌ = pobre
¿De qué están hechas las juntas de goma?
Las juntas de goma se fabrican a partir de una amplia variedad de elastómeros termoestables, vulcanizados y termoplásticos. Cada tipo de goma tiene propiedades y características únicas. Las dos categorías más amplias son:
Goma Sintética: Producida mediante la polimerización de monómeros sintéticos, estos materiales pueden adaptarse a aplicaciones específicas. Algunos ejemplos son: goma nitrilo (NBR), goma de butadieno (BR), goma estireno-butadieno (SBR), etileno-propileno-dieno (EPDM), goma de poliuretano (PU), goma de silicona y goma estireno-butadieno (SBR).
Caucho Natural (NR): Derivado de la látex de los árboles de caucho (Hevea brasiliensis), el caucho natural es conocido por su alta elasticidad, resiliencia a la deformación por compresión y resistencia a desgarros.
¿Es una junta de caucho impermeable?
Sí, las juntas de caucho se emplean ampliamente en procesos industriales acuosos y sistemas de suministro de agua específicamente porque son impermeables. Son capaces de sellar la presión del agua cuando se aplica la geometría correcta y una compresión adecuada.
¿Cuál es el grosor estándar de una junta de caucho?
No existe un grosor estándar para las juntas en general, incluyendo las fabricadas de caucho. Varios factores influyen en el grosor. Una junta requiere cierta fuerza de compresión para poder resistir la presión diferencial a través de su orificio, unión o transición sellada. Si esta fuerza de compresión excede la capacidad del material, causará cizalladura interna y fallo mecánico. Este efecto puede contrarrestarse haciendo la junta más gruesa para distribuir mayor carga de compresión y reducir los niveles de tensión localizada.
¿Cómo reaccionan las juntas de caucho a diferentes temperaturas?
Muchos materiales de juntas termoplásticas tienen límites severos de temperatura y se descomponen y ablandan incluso a temperaturas moderadamente elevadas. Sin embargo, la mayoría de los cauchos sintéticos termoestables son capaces de soportar temperaturas más altas, ya que sus estructuras reticuladas no experimentan el mismo ablandamiento que los termoplásticos. Algunos elastómeros sintéticos, como el caucho de silicona y los fluoroelastómeros termoestables, continúan funcionando a temperaturas superiores a 300 °C.
De manera similar, los cauchos tienen un rendimiento variado a bajas temperaturas. Los cauchos termoplásticos generalmente se vuelven rígidos a bajas temperaturas, por lo que el rendimiento en frío debe seleccionarse cuidadosamente. Los termoplásticos rara vez son adecuados para condiciones de congelación. Los cauchos termoestables varían considerablemente en su rendimiento a bajas temperaturas, siendo la silicona y los fluoroelastómeros los que ofrecen el mejor rango de temperaturas operativas.
¿Cuáles son las aplicaciones industriales de las juntas de caucho?
Una lista exhaustiva de aplicaciones industriales para las juntas de caucho podría llenar un libro, por lo que se ofrecen algunos ejemplos como guía:
Campos petroleros: Las juntas unen conexiones de bridas para crear sellos herméticos entre secciones de tuberías, válvulas y otros equipos. Estas juntas previenen fugas de hidrocarburos y otros fluidos. Las juntas de caucho utilizadas en aplicaciones de tuberías están diseñadas para soportar altas presiones, fluctuaciones de temperatura y condiciones ambientales como nieve y luz solar.
Sistemas hidráulicos: Las juntas de caucho se emplean para sellar las interfaces entre el cilindro hidráulico y el émbolo, así como entre el émbolo y las tapas del cilindro. Estas juntas conservan la presión del fluido hidráulico para mantener la precisión de los movimientos del sistema.
Los conjuntos de mangueras hidráulicas se usan para transportar presión de fluido hidráulico entre componentes, como: bombas, cilindros y válvulas. Las juntas de caucho crean sellos entre los conjuntos de mangueras y los componentes del sistema hidráulico. Estas juntas previenen fugas de fluido en las conexiones de mangueras, asegurando una transferencia fiable del fluido y manteniendo la presión y el rendimiento del sistema hidráulico.
Motores a reacción: Los sellos de caucho se usan en múltiples ubicaciones en los motores a reacción, incluyendo: en cámaras de combustión, secciones de turbina, compartimentos de rodamientos y accionamientos accesorios. Cumplen varias funciones, como: prevenir fugas de aire, combustible y gases de escape, retener lubricantes, excluir contaminantes y mantener las holguras adecuadas entre componentes rotativos.
En las cámaras de combustión, las juntas de caucho crean sellos entre los rociadores de combustible, revestimientos y carcasas, conteniendo el proceso de combustión y evitando fugas de gases calientes. Estas son algunas de las aplicaciones de mayor temperatura para las juntas de caucho.
Cómo instalar una junta de caucho
Las juntas de caucho existen en múltiples formas y los procedimientos de instalación dependen en gran medida de la geometría de la junta, su colocación en el equipo y los materiales involucrados. Algunos ejemplos comunes se discuten a continuación:
Junta de cara plana: Este tipo de junta de baja precisión funciona bajo esfuerzos relativamente bajos. Sellos de anillo de caucho comprimidos axialmente en conexiones de tuberías se encuentran en todas partes. En estos casos, el sello generalmente se coloca dentro de un receptáculo hembra roscado donde se limita por tamaño (es decir, limitado en la protuberancia al menos en el borde exterior). La rosca hembra se atornilla en la contraparte macho para formar la unión y la junta se comprime en las caras de contacto. Este tipo de junta se aplica en sistemas de tuberías de todas las escalas, desde conexiones de agua en lavadoras hasta tuberías de petróleo y gas, pero sus principios básicos permanecen iguales.
Junta en O en una ranura de eje: Una junta en O se coloca en una ranura mecanizada para proporcionar un sello anular. Para colocarlo, el anillo debe estirarse sobre el eje (y cualquier característica adicional en ese eje) y luego deslizarse hasta asentarse en la ranura. Es común aplicar algo de lubricante para facilitar esta instalación (siempre que el lubricante no comprometa el sello). Una vez instalado en la ranura del eje, la junta en O generalmente se asienta en un hueco cilíndrico a medida que se instala el eje, sometiéndose a una compresión adecuada para crear un sello. El lubricante aplicado durante la primera instalación sirve para prevenir daños por deslizamiento longitudinal en la cara exterior del sello al asentarse.
Sello de aceite en V: Los sellos de aceite para ejes rotativos suelen tener una forma de V abierta. La anilla de diámetro exterior es rígida y el lado abierto de la forma en V mira hacia el lado de mayor presión. Esto permite que la presión del cojinete aplicada abra la V y aumente la presión del sello. Tales sellos generalmente se ajustan por presión en una abertura hembra y luego se lubrican para recibir el eje al pasar a través del sello abierto. Se requiere mucho cuidado para evitar muescas en el borde que contactan con el eje y para evitar dañar previamente el sello y reducir su vida útil operativa.
Cuándo usar una junta de goma
Las juntas de goma se utilizan cuando se necesitan sellos adaptables. Por ejemplo, se emplean ampliamente en sistemas de fontanería para crear sellos herméticos al agua entre tuberías, accesorios, válvulas y accesorios. Tales juntas se aplican extensamente en maquinaria y equipos industriales para sellar uniones, prevenir fugas de fluidos o gases, y proporcionar amortiguación e aislamiento contra vibraciones.
¿Una junta de goma requiere un sellador?
Depende de la naturaleza exacta de la aplicación y del tipo de junta de goma. En la mayoría de los casos, las juntas de goma están diseñadas para proporcionar sellos efectivos sin necesidad de selladores adicionales. Sin embargo, hay situaciones en las que se pueden usar selladores. Por ejemplo, si necesitas una mayor garantía del rendimiento del sello, un agente sellador adicional puede ayudar. Si las superficies de unión son irregulares o tienen imperfecciones que podrían comprometer el sello, aplicar un sellador junto con la junta de goma puede ayudar a rellenar huecos.
¿Cuál es la vida útil de las juntas de goma?
Depende. La vida operativa de las juntas está afectada por factores como: medios agresivos, temperatura y desgaste por movimiento. Sellos de cara simple que se comprimen en uniones de tuberías de suministro de agua pueden durar décadas.
Los coches y otras máquinas a menudo necesitan sellos de aceite en el eje que utilizan una cara de sello de goma dura en un eje de acero pulido y endurecido. Tal es el caso de los sellos del cigüeñal del motor, que requieren rodamientos lubricados con aceite alimentados por presión. Estos sellos suelen durar toda la vida útil del vehículo y aún son útiles después de que el motor se considera chatarra.
¿Cuáles son los signos de fallo de una junta de goma?
El fallo de una junta de goma puede manifestarse de varias maneras, dependiendo de la aplicación y las condiciones ambientales. Uno de los signos más evidentes de fallo de la junta de goma es la fuga. Esto puede presentarse en forma de líquido, gas o aire que escapa del área sellada o puede ser solo evidente por pérdida de presión. Los primeros signos de esto probablemente serán fugas visibles. En aplicaciones de alta presión, la junta puede abultarse o extruirse de la zona de sellado, indicando que no puede soportar la presión y mantener un sello efectivo. Igualmente posible es la degradación química del material de la junta, que resulta en hinchazón debido a la absorción de líquidos. Con el tiempo, las juntas de goma pueden aplanarse o desplazarse bajo presión, causando que el sello se deteriore y potencialmente falle.
Las juntas de goma suelen fallar cuando se exponen a temperaturas extremas fuera de su rango de operación. Esto puede resultar en: endurecimiento, ablandamiento, agrietamiento u otras formas de deterioro. Vibraciones o movimientos excesivos no considerados en la especificación pueden causar un desgaste prematuro de la junta o que se desplace de su posición de sellado.
¿Es necesario reemplazar las juntas de goma?
Sí, las juntas de goma se reemplazan comúnmente como parte de reparaciones o mantenimiento preventivo. En muchos dispositivos, las juntas se consideran simplemente elementos de servicio. En una caja de cambios de vehículo, por ejemplo, varias juntas se reemplazarán sistemáticamente durante el mantenimiento regular. En otras aplicaciones menos exigentes, el reemplazo de juntas puede ser una precaución innecesaria ya que su durabilidad en servicio es muy alta.
¿Cuáles son los beneficios de las juntas de goma?
Las juntas de goma cumplen varias funciones. Su valor depende de las especificaciones del sistema, pero los beneficios más comunes son:
Flexibilidad
Capacidad de compresión
Elasticidad
Resistencia química
Resistencia a la temperatura
Resistencia a la intemperie
Resistencia a la abrasión
Resistencia a la tracción
Aislamiento eléctrico
Amortiguación de vibraciones
Rendimiento de sellado
Compatibilidades de materiales
¿Cuáles son las desventajas de las juntas de goma?
Mientras que las juntas de goma son una necesidad inevitable en muchas aplicaciones, sus limitaciones deben ser consideradas:
XTJ es un fabricante OEM líder que se dedica a proporcionar soluciones de fabricación integral de Partes de juntas de goma desde prototipo hasta producción. Nos enorgullece ser una empresa certificada con sistema de gestión de calidad ISO 9001 y estamos decididos a crear valor en cada relación con el cliente. Lo logramos a través de la colaboración, la innovación, las mejoras en los procesos y una mano de obra excepcional.
