34. Esmerilado de vidrio

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La historia no registra dónde ni cuándo comenzó el esmerilado de vidrio, pero se han descubierto evidencias del uso de lentes de vidrio y cristal de roca en la antigüedad. Sin embargo, es seguro afirmar que el arte de esmerilar y pulir vidrio estaba altamente desarrollado en los siglos XIII y XIV.

Nuevamente, no hay registros que indiquen quién fue la primera persona en esmerilar la primera junta de vidrio para uso en laboratorio. Ocasionalmente, en las notas de laboratorio o biografías de los primeros químicos, se hace referencia a juntas esmeriladas.

Alrededor de 1648, por ejemplo, von Guericke, el inventor de la bomba de aire, menciona que «generalmente utilizaba un recipiente de vidrio con un cuello ancho unido por una junta esmerilada» en su estudio del vacío.

Primeras industrias de esmerilado de vidrio

La fabricación de juntas de vidrio esmerilado no comenzó en Estados Unidos hasta el inicio de la Primera Guerra Mundial, que obligó a los químicos estadounidenses a recurrir a fabricantes estadounidenses tanto para productos químicos como para aparatos científicos. Las primeras juntas de vidrio de fabricación estadounidense se produjeron alrededor de 1918 y tenían una relación de conicidad Morse de 1 a 8, la misma conicidad comúnmente utilizada en la industria de máquinas.

Tras la exitosa introducción de estas juntas estadounidenses intercambiables, otros fabricantes comenzaron a producir juntas similares. Lamentablemente, no se hizo ningún intento de estandarizar ni el tamaño ni la conicidad, y pronto quedó claro que se debían adoptar algunos estándares definidos.

Bajo la guía del National Bureau of Standards, se llevó a cabo una conferencia el 19 de diciembre de 1929, en la que se estableció el primer estándar comercial aplicado a juntas de vidrio esmerilado intercambiables. Esto fue adoptado por consentimiento mutuo de los fabricantes de vidrio, los distribuidores y los químicos representados. Las juntas y llaves de paso fabricadas según estas especificaciones son intercambiables y están marcadas con el símbolo $, que hace referencia a una combinación de S (estándar) y T (conicidad).

Especificaciones para juntas de vidrio intercambiables $

Todas las juntas, llaves de paso y tapones intercambiables tendrán una conicidad de 1 mm +0,006 mm. por cada centímetro de longitud. Para garantizar esta conformidad, todas las juntas y llaves de paso marcadas con § se fabrican y verifican con herramientas de trabajo estandarizadas que, a su vez, se verifican con calibres certificados por el National Bureau of Standards.

Las juntas de conicidad estándar vienen con la sección esmerilada en una de las tres longitudes estándar, la longitud estándar completa, que es la más utilizada, la longitud mediana y la longitud corta. Las juntas de conicidad estándar se designan con cifras que indican (en milímetros) el diámetro del extremo grande y la longitud del esmerilado). Así, $ 5/20 indica una sección esmerilada de 5 mm de diámetro en el extremo grande y 20 mm de longitud.

Uso de juntas de vidrio esmerilado intercambiables en la investigación moderna

El uso de juntas esmeriladas y llaves de paso en aparatos de vidrio se ha convertido en un procedimiento estándar; de hecho, sin estas juntas esmeriladas y llaves de paso, los químicos tendrían dificultades para trabajar con gases y líquidos. Gran parte del equipo de laboratorio estándar se ha equipado con juntas esmeriladas para facilitar la limpieza, y en muchos casos, está diseñado de manera que, al cambiar piezas auxiliares, se puede ensamblar un aparato para diferentes experimentos.

Hasta hace unas decadas, algunos investigadores pensaban que las juntas y llaves de paso comerciales no eran satisfactorias, especialmente en lo que respecta al trabajo con alto vacío. Sin embargo, los grandes avances en el arte de esmerilar estas superficies intercambiables han producido juntas comerciales de alta calidad, así como llaves de paso de alto vacío esmeriladas con precisión que ofrecen excelentes resultados.

Con la alta calidad de las juntas esmeriladas comerciales $ y las llaves de paso disponibles, así como la variedad de llaves de paso esmeriladas con precisión que se pueden comprar, rara vez es necesario que un soplador de vidrio de investigación fabrique sus propias juntas y llaves de paso de vidrio.

Herramientas de esmerilar hechas a partir de una junta

Debido al extenso uso de equipos de vidrio esmerilado, es esencial tener conocimientos sobre cómo reparar y volver a esmerilar superficies dañadas.

Para el esmerilado que involucra solo una junta, es posible utilizar una nueva junta coincidente como herramienta de esmerilado. Cuando se va a utilizar otra junta como herramienta de esmerilado, es importante que la junta sea nueva o esté en excelente estado, y a menos que las dos juntas esmeriladas juntas se vayan a utilizar como un par, es recomendable desechar la junta no utilizada, ya que no será intercambiable con otras juntas $.

Esta práctica de volver a esmerilar juntas, utilizando otras juntas de vidrio como herramientas de esmerilado, es práctica solo cuando el daño en la junta que se está reparando es leve y solo se necesita un ligero retoque de la superficie esmerilada.

Conjuntos de herramientas de esmerilar de metal

Si se van a reparar varias juntas o si a lo largo del tiempo se van a esmerilar varias tallas de juntas, será ventajoso tener dos conjuntos de herramientas de esmerilar para cada tamaño de junta esmerilada para el cual se espera la necesidad de esmerilar.

Para el esmerilado de alta precisión, como en el caso de llaves de paso y juntas de vacío, se recomienda un tercer conjunto de herramientas de esmerilar. Un conjunto de herramientas consta de una esmeriladora cónica macho y hembra de cada tamaño de junta.

Las herramientas de esmerilar pueden estar hechas de latón o acero. Las herramientas de latón son buenas para esmerilar alrededor de 20 juntas, mientras que las de acero se pueden usar para aproximadamente 40 juntas. Las herramientas de esmerilar de acero que han sido cementadas pueden utilizarse para un número infinito de juntas acabadas.

El período útil de cada herramienta se puede prolongar usándola para el número prescrito de juntas con el Carborundum de malla más fina y luego para el mismo número de juntas con la siguiente malla más gruesa, y así sucesivamente hasta el esmerilado grueso. Cuando se va a utilizar Carborundum de 600 mallas para hacer juntas de alto vacío de precisión, se deben tener disponibles cuatro juegos de herramientas de esmerilar. Sin embargo, el primer esmerilado grueso se puede iniciar con las mangas de esmerilado.

Cuando el esmerilado se realiza de forma intermitente, se puede llevar un registro de cada herramienta marcando con lápiz el número de juntas esmeriladas con cada herramienta, así como la malla del Carborundum utilizado.

En casos extremos de distorsión de la junta, puede ser necesario utilizar un escariador hexagonal cónico estándar para dar forma a la junta antes de comenzar el esmerilado real. Pueden comprarse en tiendas de suministros para soplado de vidrio escariadores hexagonales de carbono con la forma cónica estándar. Las ventajas de un escariador de acero son evidentes, ya que no se rompe y no se desgasta. Antes de usar estos escariadores de acero, se les debe aplicar una capa de Aquadag.

Selección de abrasivos para el esmerilado

La elección de abrasivos en el esmerilado de juntas intercambiables determina la fineza y perfección de la superficie esmerilada.

– Esmerilado grueso: Carborundum No. 80

– Segundo esmerilado grueso: Carborundum No. 150-180

– Esmerilado acabado comercial: Carborundum No. 400

– Esmerilado acabado para alto vacío: Carborundum No. 600

Equipo de esmerilado

El esmerilado propiamente dicho se puede realizar fácilmente si se dispone del equipo de esmerilado con mordazas para soportar las piezas. Si no es así, se puede utilizar una prensa vertical para taladrar. Se debe tener más cuidado al esmerilar juntas de vidrio en una prensa vertical, ya que la posición vertical permite que el Carborundum y el agua se salgan de la junta, dejándola seca.

También se puede utilizar un torno, pero esto no se recomienda a menos que se pueda diseñar una buena cubierta para proteger las vías y engranajes de que se derrame Carborundum sobre ellos. El reesmerilado también se puede hacer a mano, aunque es un proceso muy lento y laborioso, especialmente si se van a reesmerilar varias juntas.

Procedimiento de esmerilado

Durante el esmerilado, un sonido de corte que disminuye indica la necesidad de Carborundum adicional. Las superficies esmeriladas deben inspeccionarse cada vez antes de agregar nuevo Carborundum para evitar esmerilar innecesariamente la junta.

Una marca de lápiz a lo largo de toda la superficie esmerilada permitirá al esmerilador seguir el progreso del esmerilado. Cuando la marca de lápiz haya desaparecido por completo, la junta debería recibir unos segundos adicionales de esmerilado y luego lavarse a fondo antes de pasar a la siguiente granulometría más fina de Carborundum.

Prueba de superficies esmeriladas para fugas

Una prueba simple para verificar la precisión del esmerilado se realiza limpiando a fondo ambas superficies esmeriladas, secando el miembro exterior y luego insertando el miembro interior mientras aún está mojado.

Si el miembro interior se empuja hacia un lado, cualquier movimiento entre las dos superficies se manifestará en el movimiento del contacto con el agua. Un movimiento anormal de este contacto con el agua indica que el esmerilado se está haciendo demasiado rápido o que las herramientas de esmerilado necesitan ser resuperficieadas.

Juntas esmeriladas esféricas

Desarrollos más recientes en las juntas de vidrio intercambiables son las juntas esfericas y que están ganando cada vez más popularidad y uso. Las juntas esfericas se designan con dos números; el primero indica el diámetro de la esfera en milímetros, y el segundo indica el diámetro interno del tubo en milímetros.

Por ejemplo, una junta 28/12 tiene una esfera de 28 mm de diámetro y está hecha de tubos de 12 mm de diámetro interno. El procedimiento de rectificado para las juntas esféricas sigue, en general, el dado para las juntas estándar.

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