Revisión del embalaje para sellos que deben funcionar con menor profundidad de ranura, componentes más pequeños y un acceso de montaje más ajustado.

Una carcasa más pequeña rara vez proporciona una versión reducida del sello original. La ranura se vuelve menos profunda, la brida se adelgaza, los sujetadores se separan más y las herramientas de montaje pierden acceso. Al mismo tiempo, el equipo puede seguir requiriendo la misma presión, límite de fuga y vida útil.

Los sellos compactos para equipos son importantes porque se encuentran en la intersección de las nuevas restricciones. Su sección transversal afecta la profundidad de la ranura, la fuerza de compresión, la sensibilidad a las tolerancias y la manipulación. Reducir el diámetro en un plano sin reconstruir esa relación generalmente elimina el margen de seguridad.

La ranura pierde profundidad

Un diseño de junta tórica pequeña ofrece menos espacio para la compresión y el volumen. Las rebabas del molde, la desalineación de la línea de separación y el espesor del recubrimiento consumen una mayor parte del espacio libre disponible. Unas pocas centésimas de milímetro, que serían inofensivas en una junta más grande, pueden alterar la compresión o impedir el montaje.

El manual de juntas tóricas de Parker explica que la compresión depende del tipo de aplicación y de la sección transversal, y advierte que los bordes afilados y la instalación con rodillos pueden dañar la junta. Sus tablas son una guía de diseño, no una autorización para ignorar las tolerancias de la carcasa específica. [1]

La brida pierde rigidez.

Las paredes delgadas y los tornillos muy espaciados pueden doblarse bajo la presión del sellado. Aumentar la compresión para garantizar la seguridad puede deformar la cubierta de plástico o crear zonas de baja presión entre los sujetadores. El análisis de elementos finitos puede localizar posibles huecos, pero requiere un comportamiento realista del caucho y su confirmación en el hardware.

Las soluciones de sellado compactas suelen utilizar un cordón con forma específica, una junta retenida o un soporte rígido para aplicar la fuerza únicamente donde resulta útil. El diseño debe mostrar la trayectoria de la carga desde el par de apriete del tornillo, pasando por la brida, hasta la línea de sellado, y definir la capacidad de absorción del cordón.

La Asamblea pierde espacio para los dedos

Las juntas de goma en miniatura son difíciles de ver y fáciles de soltar. Las pinzas pueden dañar el borde de trabajo. La grasa utilizada para la retención temporal puede atraer contaminantes o alterar la respuesta del material. Un sistema de fijación a presión, un soporte integrado o un pasador de posicionamiento moldeado pueden ser más fiables que un anillo suelto.

La automatización no soluciona el problema. Los sellos muy ligeros pueden adherirse a las herramientas o al embalaje mediante carga electrostática. El contraste visual y el acceso mediante pinzas deben diseñarse en la pieza y el dispositivo de sujeción antes de finalizar el diseño del producto.

Carcasa de un módulo diésel

Parker informa sobre un rediseño del enfriador de aceite diésel para camiones ligeros que requirió ocho sellos alrededor de diferentes puertos. El módulo anterior utilizaba juntas tóricas de silicona con durabilidad limitada en refrigerantes de larga duración y requisitos de ranura ancha. Las formas propuestas para el sello Diamond Seal abarcaban desde anillos hasta geometrías complejas de múltiples puertos. [2]

Se utilizó EPDM para los conductos de refrigerante y caucho de fluorocarbono para el aceite. Parker afirma que las piezas superaron las pruebas en el motor y las pruebas en banco con ciclos térmicos de 3000 horas, mientras que la geometría redujo el tamaño de las ranuras y mejoró la auto-retención. El informe del proveedor no publica el protocolo completo de pruebas del cliente ni los límites de aceptación. [2]

Este caso es relevante para el diseño de equipos miniaturizados, ya que la mejora del empaquetado se logró mediante la combinación de materiales y geometría. No se impuso un elastómero universal en las ocho ubicaciones, y la forma del sello se modificó para adaptarse al ensamblaje del módulo y a las necesidades de fluidos.

Pequeñas piezas provocan enormes dificultades de manejo.

Tres de las piezas de silicio de SIMTEC en su estuche público para el monitoreo continuo de glucosa tenían pesos de 0,03, 0,11 y 0,33 gramos. La empresa afirma que los efectos estáticos se intensificaron debido a la pequeña masa y, por lo tanto, la separación y manipulación tuvieron que realizarse de forma personalizada dentro de una celda ISO Clase 8. [3]

Aunque se trataba de un dispositivo médico y no industrial, la conclusión general para la fabricación sigue siendo la misma: contar, posicionar y distinguir entre cavidades las juntas de goma en miniatura puede requerir más trabajo que contar las piezas más grandes.

Los datos del material se basan en muestras de tamaño real.

Una ficha técnica compuesta podría presentar datos de resistencia a la tracción, elongación, dureza y compresión en probetas de tamaño estándar. La característica interna moldeada puede curarse y enfriarse a un ritmo diferente, y existe la posibilidad de que su rendimiento esté determinado principalmente por una línea de unión, una entrada de inyección, una abertura o un cambio de espesor local que pudiera aparecer.

Con los sellos para equipos compactos, compare los datos del nivel de material con las mediciones de las piezas destinadas a la producción. Inspeccione las secciones transversales críticas, las rebabas, los defectos superficiales, etc. Luego, sumerja o caliente y enfríe los productos reales exactamente como se hizo para el ciclo de líquido y temperatura previsto.

La validación debe realizarse con hardware real.

Fabricar los conjuntos respetando las tolerancias máximas y mínimas, y utilizando elementos de fijación adecuados. Comprobar la estanqueidad del sello a temperaturas mínimas y máximas, ciclos de presión y vacío, si procede. Aplicar vibraciones o cargas en los conectores que provoquen el desplazamiento de la carcasa.

La absorción del fluido debe ser el criterio principal, por lo que una prueba de fugas que resulte positiva podría ocultar un defecto que podría provocar una falla en el siguiente uso, la cual solo se revelaría al desmontar el conjunto. Si se prevé la reutilización durante su ciclo de vida, se debe considerar el ensamblaje repetido en las pruebas.

La tecnología de medición es otro aspecto importante en la segunda revisión del diseño de juntas tóricas pequeñas. Es fundamental determinar si el diámetro y la sección transversal se miden libremente, en condiciones normales o una vez instalado el sello. En general, con soluciones de sellado compactas que presentan bordes no circulares, la altura y la posición localizadas pueden ser más relevantes para el rendimiento que un valor promedio.

La miniaturización también incrementa el coste de un defecto. Una pequeña fuga es suficiente para dañar la placa del sensor, que está muy compactada, o contaminar el estrecho canal óptico.

Es muy importante definir el perímetro de contención antes de añadir la última capa de revestimiento protector.

Cuando el componente se marca con pintura, por ejemplo, la marca no será permanente y, por lo tanto, no será fácilmente legible. Utilice un sistema de marcado como cavidades, embalajes, etiquetas o escaneos.

Los equipos compactos suelen necesitar más de una pieza de sellado visualmente idéntica, por lo que una distinción de color o forma podría servir como código si el pigmento o la característica no interfieren con el funcionamiento.

Yida llevará a cabo la revisión del diseño del equipo miniaturizado para el cliente, quien proporcionará el conjunto completo de tolerancias, el material de las piezas involucradas en el sello, cómo se unen las piezas, el acceso de montaje, el fluido, la temperatura y el objetivo de fugas. Cuando el sello y la carcasa se consideran como un solo sistema, la pieza del sello, que es la de menor geometría, no presentaría ningún problema.