Cuando se trata de elegir el aro de pistón adecuado, dependemos de detalles como el diseño de la ranura, la profundidad y anchura de la ranura de fijación. Por otro lado, el material desempeña un papel importante y afecta a su vez a las tolerancias de montaje.
Veamos que es importante para la selección de los anillos guía.
Requisitos mecánicos de los aros guía: presión, velocidad y lubricación
El factor más importante en la selección de los piston ring es la presión (fuerza por área) que actúa sobre los cojinetes en la aplicación. Pero la frecuencia y la velocidad de movimiento también desempeñan un papel importante. También hay que tener en cuenta el tipo de lubricación y el coeficiente de fricción. Pero ¿por qué son tan importantes estos valores?
Los aros guía que están expuestos a altas presiones deben estar hechos del material más resistente posible. En este punto se han impuesto los plásticos autolubricados reforzados con fibra o los aceros, aunque tienen el inconveniente de ser más pesados y requerir una lubricación constante. Pero la velocidad de movimiento también juega un papel importante. Dependiendo del material utilizado, si el producto de la velocidad y la presión es demasiado grande, el calor por fricción resultante no puede disiparse suficientemente sin una lubricación adicional. (véase también: el valor PV).
El tipo de lubricación depende de los requisitos de la aplicación y de las características técnicas de los piston ring en cuestión. Los cojinetes de plástico suelen ser autolubricados. Los lubricantes sólidos como el PTFE o el sulfuro de molibdeno (MoS2) minimizan los coeficientes de fricción y protegen el vástago o el cilindro del desgaste.
Forma y dimensiones de los segmentos del pistón
Los aros pistón se montan de dos maneras. Se montan en ejes o vástagos o se instalan como guías en los cilindros. Por ello, los anillos guía están ranurados: para proporcionar la fuerza de sujeción y la flexibilidad necesarias. Los anillos de pistón también cumplen una función de sellado o están diseñados para dejar pasar el aceite lubricante o hidráulico, según la forma de la ranura. También hay ranuras angulares y rectas o variantes de ajuste de forma con un perfil en Z o dentado. Los segmentos de pistón fabricados en plástico ofrecen la ventaja de una conformación menos compleja, ya que los plásticos pueden procesarse y mecanizarse de forma relativamente sencilla y económica.
Variedad de materiales para los segmentos de pistón
El mundo de los plásticos cuenta con una gama de materiales especialmente amplia. No todos ellos son adecuados para los piston rings. También se necesitan aditivos para optimizar específicamente las propiedades del material para su uso en aros de pistón. Además de las propiedades mejoradas como la elasticidad, los coeficientes de fricción y la estabilidad mecánica, los materiales se diferencian sobre todo por su resistencia a la temperatura, la dilatación térmica y la resistencia química.
Las propiedades mencionadas anteriormente, así como la resistencia mecánica y la elasticidad, los valores máximos de PV y las propiedades térmicas, pueden compararse especialmente bien mediante las hojas de datos. Pero ¿Qué dicen sobre la durabilidad y la vida útil de los componentes? Aquí la comparación suele ser difícil. Los programas de diseño y las fórmulas pueden ayudarnos a calcularlo.
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