Los bagues de PTFE, también conocidos como manguitos de PTFE, se utilizan ampliamente en sistemas mecánicos, automovilísticos, químicos e industriales en los que es fundamental un funcionamiento sin lubricación, un desgaste reducido y una alta resistencia a la temperatura.
Los bagues de PTFE se presentan en varios tipos, clasificados principalmente por materiales y diseño.
En este artículo, exploraremos los tipos más comunes de bagues de PTFE en función de la composición del material y el diseño y la forma, para ayudar a los ingenieros y especialistas en compras a tomar decisiones informadas.
I. Tipos de bagues de PTFE según los materiales
Los bagues de PTFE se pueden clasificar según su composición material, y se pueden dividir en bagues de PTFE puro, PTFE relleno o revestidos de PTFE, lo que influye en gran medida en su rendimiento mecánico, resistencia química e idoneidad para diferentes entornos operativos.
1. Bagues de PTFE puro
Los bagues de PTFE puro están fabricados íntegramente con politetrafluoroetileno virgen, sin rellenos ni aditivos. Estos bagues ofrecen excelentes características antiadherentes, alta resistencia a los productos químicos y funcionamiento en un amplio rango de temperaturas, desde -200 °C hasta +260 °C.
Propiedades clave:
- Excelente inercia química
- Bajo coeficiente de fricción (~0,05-0,1)
- No reactivo con la mayoría de los ácidos y bases
- Excelentes propiedades aislantes eléctricas
- Alta compresibilidad pero baja resistencia mecánica
Aplicaciones:
- Equipos de procesamiento químico
- Componentes de aislamiento eléctrico
- Sistemas criogénicos
- Maquinaria médica y de grado alimentario
Limitaciones:
El PTFE puro carece de resistencia mecánica y al desgaste, lo que puede provocar deformaciones bajo carga o tras un uso prolongado en sistemas de alta presión.
2. Bagues de PTFE rellenos
Para mejorar las propiedades mecánicas y de desgaste, el PTFE se suele rellenar con materiales como fibra de vidrio, carbono, grafito, bronce o disulfuro de molibdeno (MoS₂). Estos bagues de PTFE rellenos proporcionan un equilibrio entre la superficie de baja fricción del PTFE y una mayor resistencia, rigidez y resistencia al desgaste.
Rellenos comunes y sus efectos:
- Fibra de vidrio: Mejora la resistencia a la tracción y la estabilidad dimensional.
- Carbono: mejora la resistencia a la compresión y la conductividad.
- Grafito: proporciona una excelente autolubricación y resistencia al desgaste.
- Bronce: aumenta la dureza y la conductividad térmica.
- MoS₂: reduce la fricción y mejora las propiedades antidesgaste.
Ventajas
- Mejor capacidad de carga que el PTFE puro
- Mayor resistencia a la fluencia y al desgaste
- Propiedades adaptadas a las necesidades industriales específicas.
Aplicaciones
- Sistemas de suspensión y transmisión de automóviles
- Componentes aeroespaciales y militares
- Maquinaria pesada
- Bombas y compresores
Limitaciones
Resistencia química y aislamiento eléctrico ligeramente reducidos en comparación con el PTFE puro, dependiendo del contenido del relleno.
3. Bagues revestidos de PTFE
Los bagues revestidos de PTFE son bagues compuestos que cuentan con un soporte metálico (normalmente acero o bronce) unido a un revestimiento o capa fina de PTFE. Esta construcción híbrida ofrece la resistencia y la integridad estructural del metal con la superficie autolubricante y de baja fricción del PTFE.
Propiedades clave:
- Alta capacidad de carga gracias al soporte metálico
- La superficie de baja fricción reduce el desgaste
- Ideal para aplicaciones secas y sin aceite
- Reducción del ruido y las vibraciones
Aplicaciones
- Cilindros hidráulicos
- Dirección y suspensión de automóviles
- Robótica industrial
- Equipos marinos
Ventajas
- Excelente compromiso entre resistencia y lubricación
- Mantenimiento reducido y mayor vida útil
- Buena estabilidad dimensional bajo carga
Limitaciones
Proceso de fabricación más complejo y coste ligeramente superior.
II. Tipos de bagues de PTFE según su diseño y forma
Más allá de la composición del material, los bagues de PTFE también se presentan en diversas formas y diseños estructurales para adaptarse a diferentes tipos de cargas, métodos de instalación y requisitos mecánicos. La geometría de un bague determina cómo soporta las fuerzas radiales y axiales, la facilidad con la que se instala y si puede soportar una alineación precisa o su sustitución in situ. Los tipos de diseño más comunes son los bagues cilíndricos, con brida y divididos, cada uno de ellos adaptado para satisfacer las limitaciones funcionales y espaciales específicas de cada sector.
1. Bagues cilíndrico de PTFE
Los bagues cilíndricos de PTFE son bagues rectos con un diámetro exterior uniforme y una sección interior hueca para la inserción del eje. Se trata del diseño más sencillo y habitual para aplicaciones rotativas y deslizantes.
Características principales:
- Forma sencilla y compacta
- Fáciles de instalar y sustituir
- Pueden fabricarse en PTFE puro o relleno
Aplicaciones:
- Ejes rotativos y ejes
- Rodillos transportadores
- Actuadores y motores
- Juntas pivotantes de baja carga
Ventajas:
- Económicas
- Versátiles en todos los sectores
- Adecuadas para aplicaciones con carga radial
Limitaciones:
No son ideales para cargas axiales o aplicaciones que requieren una alineación adicional o una distribución de la carga.
2. Bagues con brida de PTFE
Un bagues de PTFE con brida incluye una brida integrada, normalmente en un extremo, que sirve para soportar cargas axiales y facilita una alineación precisa. La brida también evita que el bagues se mueva axialmente durante el funcionamiento.
Características principales:
- La brida facilita el posicionamiento y la retención
- Mayor soporte de carga axial
- Disponible en varios tamaños y formas de brida
Aplicaciones
- Poleas y roldanas
- Cajas de engranajes
- Bisagras y brazos articulados
- Sistemas de suspensión
Ventajas
- Mejor retención y facilidad de montaje
- Soporte de carga doble: radial y axial
- Reduce la necesidad de elementos de fijación adicionales.
Limitaciones
Requiere más espacio que los bagues cilíndricos; ligeramente más caro debido al material y al mecanizado adicionales.
3. Bagues partido de PTFE
Los bagues de PTFE divididos (también llamados bagues ranurados o envueltos) cuentan con un corte o ranura a lo largo de su longitud, lo que les permite flexionarse ligeramente durante la instalación. Esto los hace ideales para aplicaciones de ajuste a presión y para un fácil reemplazo en el campo sin necesidad de desmontarlos por completo.
Características principales:
- La ranura proporciona flexibilidad para el ajuste por compresión
- Se retienen por sí mismos en los orificios
- Pueden adaptarse a pequeñas desalineaciones del eje
Aplicaciones:
- Bisagras de puertas de automóviles
- Maquinaria agrícola y minera
- Reparaciones temporales o de emergencia
- Electrodomésticos y electrónica de consumo
Ventajas
- Fácil instalación y sustitución
- Ideal para el servicio y el mantenimiento in situ
- Se adapta a pequeñas variaciones en el diámetro del eje
Limitaciones
Menor capacidad de carga en comparación con los bagues sin costura; no aptos para aplicaciones de alta velocidad o precisión debido a la posible vibración.