Sellos para chumaceras: guía de sellos de labio frente a laberinto

Los rodamientos de soporte partido con chumacera son componentes indispensables en una amplia gama de equipos industriales, ya que proporcionan un apoyo robusto para ejes rotativos ejes. Sin embargo, la eficiencia de los rodamientos depende en gran medida de los sellos.

Los sellos actúan como barreras críticas. Evitan la contaminación, retienen la lubricación y mantienen la integridad operativa del conjunto del rodamiento. Tipos de sellos para rodamientos varían ampliamente según la aplicación prevista.

En este artículo nos centraremos en dos tipos principales de sellos para rodamientos de soporte partido: sello de labio frente a sello de laberinto.

¿Ya conoce el diámetro de su eje? Consulte nuestra tabla de medidas para encontrar la unidad UCP adecuada

Comprender los sellos de labio en los rodamientos de soporte partido

¿Qué son los sellos de labio?

Los sellos de labio son un tipo de sello de contacto, diseñado específicamente para aplicaciones de sellado dinámico de ejes.

Fig. 1 Sello de contacto

Con un perímetro interior ranurado, estos componentes elastoméricos de forma anular funcionan mediante un contacto friccional directo con el eje.

Esta interacción puede mantener una fina película de lubricante entre el labio y el eje. Esta película es importante para lograr un sellado eficaz.

Por lo general, incorporan una armadura metálica y un labio de sellado elastomérico. Muchos diseños también incluyen un resorte circular que garantiza una presión de contacto constante.

Tipos de sellos de labio

• Sello de labio simple

Rentable, ideal para aplicaciones de servicio ligero (como rodillos tensores de transportadores).

Fig. 2 Sello de un labio

• Sello de doble labio

El labio principal garantiza la estanqueidad, mientras que el labio secundario proporciona protección contra el polvo (p. ej., en rodamientos para aplicaciones agrícolas).

Fig. 3 Sello de doble labio

• Sello de triple labio

Ideal para entornos con contaminación extrema (p. ej., en maquinaria minera).

Fig. 4 Sello de triple labio

Materiales habituales de los sellos de labio

Los sellos de labio para chumaceras se fabrican con materiales elastoméricos. Mantienen su fiabilidad incluso bajo condiciones de alta temperatura y presión.

Nitrilo (Buna-N):

• Buena resistencia a aceites minerales, agua, combustibles, grasas y aceites hidráulicos.

Rango de temperatura:

• • Servicio continuo: -40°C a 100°C

  • Servicio intermitente: hasta 120°C durante <72 h

  • Evitar el uso dinámico por debajo de -20°C

Fluoroelastómero (FKM/Viton):

• Mayor resistencia química (p. ej., gasolina, aceite de transmisión)

• Adecuado para entornos industriales exigentes

Rango de temperatura:

• Funcionamiento continuo: de -20°C a +200°C

• Pico: +230°C (corto plazo (<24 h))

• FKM para baja temperatura (p. ej., Viton® GLT): de -40°C a +200°C

• FKM para alta temperatura (p. ej., Viton® Extreme™): de -15°C a +300°C

Monómero de etileno-propileno-dieno (EPDM):

• Excelente resistencia a la intemperie, al ozono y a la radiación ultravioleta

• Ideal para aplicaciones en exteriores y a altas temperaturas

Otros materiales especializados

• Aflas

• Simiriz

• Poliuretano

• Poliacrilato

• FEP

• nitrilo carboxilado

• Fluorosilicona

• HSN

• Silicona

• Neopreno

Ventajas de los retenes de labio

• Función de sellado eficaz: estos retenes mantienen los lubricantes dentro del sistema y, al mismo tiempo, bloquean contaminantes externos como suciedad, polvo y humedad. Esta doble acción protege los componentes internos críticos, en particular los rodamientos de elementos rodantes.

• Bajo costo inicial: por lo general, su fabricación y adquisición resultan económicas, lo que ofrece una solución de sellado rentable.

• Diseño sencillo: su configuración simple facilita la instalación y la sustitución, y contribuye a reducir los costos de mano de obra y mantenimiento.

• Reducción del espacio axial: su escasa ocupación axial permite diseñar máquinas más compactas y eficientes, una ventaja clara en aplicaciones con limitaciones de espacio.

• Desempeño fiable en condiciones moderadas y a bajas velocidades: ofrecen un funcionamiento confiable en aplicaciones de baja a media velocidad y temperatura, siempre que exista una lubricación adecuada. Su diseño de contacto asegura un sellado eficaz y constante incluso a velocidades de operación reducidas.

• Amplio rango de temperatura de trabajo: los retenes de labio pueden funcionar con eficacia en un amplio intervalo térmico, según su composición de material. Esta flexibilidad los hace adecuados para diversas condiciones ambientales.

Limitaciones de los retenes de labio

Capacidad limitada para soportar presión

Están diseñados únicamente para diferenciales de presión bajos o moderados. Las presiones elevadas pueden deformar el labio flexible de sellado, provocando fugas inmediatas o una falla prematura.

Fricción, calor y desgaste

• El contacto constante con el eje giratorio provoca inevitablemente desgaste por fricción y generación de calor. Este problema se agrava bajo tres condiciones principales: lubricación insuficiente, contaminación por partículas abrasivas y velocidad de giro excesiva.

• Desempeño limitado a altas velocidades: las altas velocidades intensifican la fricción y el calor, aceleran el desgaste y comprometen la integridad del sellado.

Sensibilidad a las condiciones del eje

Los retenes de labio son altamente sensibles al estado del eje, lo que incide directamente en su vida útil y en su eficacia.

Problemas como un acabado superficial inadecuado, dureza insuficiente, descentramiento excesivo o desalineación pueden comprometer el sellado.

En algunos casos, el uso prolongado puede incluso hacer que el propio retén provoque desgaste o ranurado en el eje, especialmente cuando la lubricación es deficiente.

Limitaciones ambientales

• Sensibilidad a la temperatura: las altas temperaturas, ya provengan de calor externo o de la fricción generada por el propio componente, pueden degradar los materiales elastoméricos del retén. Como resultado, el retén se endurece, se agrieta o pierde su fuerza de sellado.

• Sensibilidad a la contaminación: aunque están concebidos para excluir contaminantes, los retenes de labio no son invulnerables. La entrada continua de partículas pesadas o abrasivas puede dañar el labio de sellado o el eje. Esto reduce la eficacia del retén y provoca una falla prematura.

¿Cómo se identifican los retenes de labio?

Además de las designaciones estándar del sector, como 2RS, algunos fabricantes también utilizan sus propios códigos específicos de sellado.

Consulte la tabla siguiente para obtener más detalles.

Análisis de los sellos de laberinto en rodamientos con soporte tipo pedestal

¿Qué son los sellos de laberinto?

Un sello de laberinto es un tipo de sello sin contacto diseñado para proteger los rodamientos en equipos rotativos. Se compone de dos anillos que no llegan a tocarse y que forman un recorrido complejo y sinuoso.

Este diseño de sello restringe eficazmente la entrada de contaminantes como suciedad, salpicaduras de líquidos o material particulado.

Cómo funcionan los sellos de laberinto

• Aprovechamiento de la fuerza centrífuga: al girar el sistema, las partículas son expulsadas hacia el exterior por efecto de la fuerza centrífuga. Así se genera una fuerza radial hacia afuera que aleja activamente los contaminantes del centro del sello.

Fig. 5 Fuerza centrífuga

• Trayectoria de laberinto con avance hacia el interior: el diseño interno del sello obliga a los contaminantes a desplazarse radialmente hacia dentro para atravesarlo. Esto significa que las partículas deben contrarrestar de forma continua las fuerzas centrífugas dirigidas hacia el exterior.

• Altura de holgura mínima: la separación extremadamente reducida en los intersticios del sello incrementa de manera significativa la resistencia al flujo. Esto disipa el impulso que pudieran tener las partículas, impidiéndoles conservar la energía suficiente para atravesar el sello.

Materiales

• Bronce

• acero inoxidable

• Aleación de aluminio, p. ej. 6061

• Inconel 718

• Termoplásticos: PI (poliamida-imida), PTFE, PEEK

Tipos comunes de sellos de laberinto

Fig. 6 Sello CF

Fig. 7 Sello L

Fig. 8 Sello M

Fig. 9 Sello S

Fig. 10 Sello FA

Ventajas de los sellos de laberinto

• Funcionamiento realmente sin contacto y desgaste nulo: La ausencia de contacto físico elimina la fricción, el desgaste y la generación de calor en la interfaz del sello. Esta es su ventaja fundamental y exclusiva, de la que derivan directamente los beneficios posteriores.

• Capacidad excepcional para alta velocidad y alta temperatura: Al no presentar fricción ni desgaste, estos sellos constituyen una excelente opción para aplicaciones de velocidad extremadamente elevada. Además, pueden operar con eficacia en entornos mucho más calurosos que los admitidos por los sellos de contacto.

• Vida útil prolongada y mantenimiento mínimo: Al no existir desgaste, su vida en servicio con frecuencia coincide con la del propio equipo. Esto los convierte en una solución de larga duración que reduce de forma drástica el mantenimiento y elimina las costosas paradas para sustitución.

• Exclusión robusta y duradera de contaminantes en entornos severos: Los sellos de laberinto no se desgastan por contacto, por lo que mantienen una elevada eficacia durante mucho tiempo. Por ello resultan muy adecuados para impedir la entrada de partículas en suspensión y salpicaduras de líquidos, incluso en entornos sucios, polvorientos o abrasivos.

• Sin desgaste del eje: Evita por completo cualquier desgaste o ranurado en el eje, preservando su integridad y evitando reparaciones costosas.

Limitaciones de los sellos de laberinto

• Sin estanqueidad estática: Los sellos de laberinto proporcionan una estanqueidad mínima o nula cuando el eje está detenido. Su eficacia depende de la rotación dinámica para restringir el flujo de fluidos, por lo que no son adecuados para la retención estática de fluidos.

• Estanqueidad limitada frente a presión y líquidos: Son ineficaces para sellar frente a diferenciales de presión significativos, en particular con líquidos. Funcionan principalmente como restrictor de flujo, no como sello absoluto. Estos sellos no pueden impedir la salida de líquidos estancados o acumulados.

• Sensibilidad a las holguras y a la precisión: Su eficiencia depende en gran medida de holguras de funcionamiento precisas y mínimas. Las desviaciones debidas a tolerancias de fabricación, dilatación térmica o dinámica del eje (excentricidad, desalineación) reducen de forma drástica la eficacia del sellado.

• Vulnerabilidad a la obstrucción: Los pasajes internos complejos son susceptibles de obstruirse por contaminación particulada pesada o pegajosa, lo que puede degradar el rendimiento o provocar interferencias mecánicas.

• Mayor coste inicial: Alcanzar la precisión necesaria para un funcionamiento eficaz suele requerir mecanizado y montaje complejos, lo que se traduce en un mayor coste inicial de fabricación e instalación.

Comparación directa: sello de labio vs. sello de laberinto

La elección del sello adecuado para su rodamiento con soporte de pie es una decisión crítica.

Los sellos de laberinto son ideales para aplicaciones de alta velocidad, como motores eléctricos y turbinas. La ausencia de fricción supone una ventaja decisiva en estos entornos.

En cambio, los retenes de labio constituyen una opción más rentable para maquinaria de uso general. Ofrecen un excelente sellado estático y resultan especialmente adecuados para aplicaciones de menor velocidad y contaminación moderada.

Cómo elegir el retén adecuado para su chumacera de pedestal

Seleccionar el retén adecuado es fundamental para prolongar la vida útil de su chumacera de pedestal.

Al evaluar cuidadosamente el entorno de operación —incluidos la velocidad, la temperatura, la presión y la presencia de contaminantes—, junto con las ventajas y limitaciones específicas de los retenes de labio y los retenes de laberinto, es posible garantizar una protección óptima.

Póngase en contacto hoy mismo con nuestro equipo técnico para recibir asesoramiento especializado en soluciones de sellado.

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