Đừng quá lo lắng khi bạn chưa biết gì về gioăng phớt thủy lực, cách phân chia và vai trò của từng loại. Chúng tôi sẽ giúp bạn làm rõ những điều còn thắc mắc này thông qua bài tổng hợp hôm nay. Đừng bỏ lỡ, sẽ có rất nhiều thông tin cần thiết cho bạn đấy.
Gioăng phớt thủy lực là gì?
Gioăng phớt thủy lực hay còn gọi là phớt thủy lực là 1 chi tiết trong xi lanh đóng vai trò quan trọng. Chức năng của nó rất đa dạng như: Chắn dầu thủy lực, giảm thiểu lượng bụi xâm nhập vào trục xi lanh qua khe rãnh, hạn chế ma sát, ăn mòn cho thiết bị. Từ đó, xi lanh có thể nâng cao tuổi thọ cũng như độ bền.
Phớt thủy lực là 1 phần tử được lắp trên các khe rãnh thiết bị khí nén hay các thiết bị thủy lực để làm kín các khe hở nhỏ tại nơi lắp các chi tiết thông qua 1 mối ghép lỏng. Trong xi lanh, phớt còn làm nhiệm vụ phân tách 2 khoang áp suất cao, áp suất thấp tách biệt nhau giúp ngăn dòng dầu rò rỉ từ nơi áp cao sang nơi áp thấp, gây mất áp.
Phân loại gioăng phớt thủy lực
Trên thị trường có hàng trăm loại gioăng phớt khác nhau, việc phân chia thành các nhóm một cách khoa học sẽ giúp người mua có thể tìm được thiết bị phù hợp nhanh chóng.
Theo chức năng
Mỗi loại gioăng phớt thủy lực khác nhau cũng sẽ khác nhau về chức năng, nhiệm vụ. Nếu người mua không nắm chắc điều này thì việc mua nhầm là điều rất dễ xảy ra.
Gioăng phớt piston
Gioăng phớt piston chuyên lắp trên các piston của xi lanh khí nén, xi lanh dầu để đảm bảo trục piston và ống xi lanh song song với nhau. Nếu khoảng cách không được đảm bảo thì chắc chắn sẽ gây ra ma sát lớn, phá hủy bề mặt và tổn hao công suất.
Vì gioăng phớt piston luôn làm việc liên tục, điều kiện khắc nghiệt nên cần phải lựa chọn loại chất lượng tránh trường hợp nhiệt độ cao giãn ra và khi nhiệt độ thấp thì biến dạng.
Gioăng phớt nắp xi lanh
Chức năng của phớt nắp xi lanh đó là ngăn chặn và hạn chế rò rỉ lưu chất tại vị trí lắp ghép của nắp ống xi lanh và ống xi lanh. Nó chỉ có chức năng làm kín nhưng lại không thể chống chịu được ma sát. Đây cũng chính là yếu điểm của nó.
Gioăng phớt giảm áp
Phớt giảm áp được sử dụng khi hệ thống bị quá tải áp. Lúc này nó trở thành 1 thiết bị bảo vệ rod seal. Không những vậy, nó còn giúp ngăn ngừa các tạp chất bẩn gây hại, điều hòa áp lực đang tác động lên rod seal.
Gioăng phớt chắn bụi
Tại vị trí cần của xi lanh, người ta sẽ trang bị gioăng phớt chắn bụi. Tại sao lại phải sử dụng thiết bị này? Bởi vì nó sẽ giúp hạn chế bụi bẩn xâm nhập vào cần xi lanh và chắn bụi hiệu quả.
Nếu không có loại phớt này thì trên cần, ống của xi lanh hay chi tiết bơm sẽ xuất hiện các trầy xước do ma sát có bụi và phần tử bị mài mòn nhanh chóng. Lắp phớt chắn bụi, giúp con người có thể loại bỏ tạp chất, vệ sinh thiết bị dễ dàng hơn.
Theo chất liệu
Dựa trên chất liệu mà chúng ta có gioăng phớt các loại sau:
Cao su – Gioăng chỉ
Có lẽ cao su là vật liệu phổ biến để sản xuất các gioăng phớt xilanh khí nén, thủy lực. Với các ưu điểm như: độ bền tốt, đàn hồi cao giá thành rẻ nên nó rất thích hợp với những hệ thống xi lanh nhỏ, điều kiện làm việc không quá khắc nghiệt, cường độ và tần suất vận hành không lớn, yêu cầu làm kín thông thường. Chú ý, dải nhiệt của gioăng chỉ khoảng -40 độ C – 135 độ C.
Gioăng phớt cao su hay còn gọi là gioăng chỉ được phân chia theo chất liệu như: Cao su nito hydro hóa, cao su Nitrile, cao su Fluorocarbon.
Polytetrafluoroetylen (PTFE)
PTFE nghe khá xa lạ nhưng nó còn 1 cái tên quen thuộc khác là Teflon mà tôi nghĩ ai cũng biết. Ưu điểm của vật liệu này đó là: Trơ với các loại hóa chất, không tan trong hóa chất và các chất dung môi, nhiệt độ nóng chảy 327 độ C. Đặc biệt, dải nhiệt độ hoạt động rộng từ -200 độ C đến 260 độ C.
Với hệ số ma sát rất nhỏ nên gioăng phớt làm bằng Teflon thường ưu tiên dùng cho những hệ thống xi lanh thủy lực có tần suất và cường độ làm việc cao.
Polyurethane (PU)
PU là vật liệu có các modun đàn hồi, bền bỉ, kháng các yếu tố thời tiết, độ ẩm, nhiệt độ môi trường và tính kháng mài mòn, kháng chất hữu cơ và vô cơ nên sẽ vượt trội hơn loại cao su thông thường. Chính vì thế mà ngày càng có nhiều hãng chọn vật liệu này để sản xuất gioăng phớt. Ví dụ như: Rexroth, Parker, SMC, Festo…
Vai trò phớt thủy lực
Xi lanh thực hiện nhiệm vụ biến chuyển năng lượng của dầu thành động năng để ép, dập, nâng hạ, chấn…
Muốn làm được như vậy thì xi lanh phải kín và gioăng phớt thủy lực là 1 chi tiết không thể thiếu trong xi lanh dầu. Tuy nhiên, trong 1 hệ thống xi lanh có rất nhiều mối nối hoặc các vị trí lắp ghép thường sẽ xảy ra các rò rỉ. Giải pháp đơn giản và hữu hiệu nhất đó chính là sử dụng 1 gioăng phớt để bịt kín các rãnh, khe hở sao cho tránh thất thoát chất lỏng và áp suất.
Tuy chỉ là phụ kiện nhưng nếu không có thiết bị này thì chắc chắn xi lanh sẽ không thể nào làm việc đúng với công suất mong muốn.
Ưu nhược điểm phớt thủy lực
Ưu điểm của phớt thủy lực đó là:
+ Cao su chính là chất liệu được lựa chọn để sản xuất gioăng phớt vì có thể miết chặt vào các khe, rãnh, đàn hồi tốt, ngăn chặn rò rỉ và làm kín, giá thành rẻ.
+ Việc tính toán, cân nhắc lựa chọn các gioăng phớt thủy lực cũng rất đơn giản như dựa vào kích thước của từng xi lanh cụ thể và tại vị trí lắp là xong.
Không chỉ có ưu điểm, gioăng phớt thủy lực còn có nhược điểm như:
+ Quá trình tháo lắp khá khó khăn do độ kín khít cao nên rất dễ bị trầy xước.
+ Do làm từ các chất liệu cao su, tổng hợp nên khả năng chịu áp kém hơn so với các xéc măng kim loại.
+ Khi tiếp xúc lâu dài trong môi trường nhiệt cao thì gioăng phớt sẽ bị biến dạng. Các mối nối sẽ không được làm kín, giãn nở nên gây rò rỉ, mất áp và lưu lượng dòng.
Một số dạng hỏng gioăng phớt
Khi sử dụng gioăng phớt lâu dài trong xi lanh hay các thiết bị thủy lực, chắc chắn bạn sẽ gặp 1 trong 6 hỏng hóc này:
1. Bị xước
Có khoảng 80% gioăng phớt mắc lỗi trầy xước, ba nguyên nhân dẫn đến hỏng hóc này: Dầu bẩn, gioăng phớt chất lượng kém hoặc lắp đặt sai.
Nếu những tạp chất như: Hạt kim loại, sợi ni lông, đất cát xâm nhập vào dầu và theo hệ thống ống dẫn đi đến từng thiết bị. Dưới áp suất cao, các hạt này sẽ di chuyển tịnh tiến và chà sát làm trầy xước bề mặt kim loại, bề mặt gioăng phớt gây hư hại. Những vết xước lớn, sâu sẽ xé gioăng phớt nhanh chóng.
Khi lắp đặt, một số kỹ thuật viên sử dụng vật nhọn hoặc tua vít, mũi kéo để kéo giãn mạnh tay gioăng phớt, tháo ra lắp vào các vị trí yêu cầu. Bởi vì các gioăng phớt có tăng gân rất cứng, kích thước chính xác nên lắp vào trục rất khó khăn. Khi dùng vật nhọn, chắc chắn gioăng phớt sẽ bị xước, rách hoặc trầy.
Lắp sai chiều gioăng phớt cũng thường gặp nếu các thợ kỹ thuật chủ quan. Những loại gioăng phớt đối xứng thì việc lắp đặt rất dễ nhưng những loại có kết cấu không đối xứng trên dưới, trái phải thì rất khó khăn. Lắp đúng sao cho bề mặt làm việc của gioăng phớt sẽ quay về hướng có xi lanh, phần cứng vững đi vào các khe rãnh trên xi lanh. Lắp sai chiều cũng để lại hậu quả tương đương như với không lắp gioăng phớt.
2. Bị nứt
Gioăng phớt thủy lực sẽ bị nứt khi áp suất của hệ thống tăng cao quá mức trong khi van an toàn bị hỏng hoặc không có van an toàn. Do gioăng phớt là yếu điểm trong xi lanh hay trong các thiết bị khác nên nó sẽ bị phá hủy đầu tiên.
Nếu như xi lanh, van hay bơm, động cơ đều là những vật được làm bằng kim loại hoàn toàn, có độ cơ tính tốt thì gioăng phớt chỉ là thiết bị nhỏ, làm bằng cao su tổng hợp, poly tổng hợp. Nếu các thiết bị đều được nhiệt luyện, ram thấm nito, thấm cacbon nên có chất lượng cao thì gioăng phớt có độ cơ tính thấp nên nó sẽ bị nứt khi gặp áp cao. Đây là lỗi thường gặp nhất, rất hiếm khi chúng tôi bắt gặp các gioăng phớt bị lỗi thiết kế.
Lời khuyên dành cho các khách hàng đó là chọn loại gioăng phớt có áp làm việc cao hơn nhiều lần so với áp của hệ thống.
Những hệ thống cơ giới công trình có van an toàn hoạt động hiệu quả thì việc gioăng phớt nứt vỡ chỉ xảy ra khi thời gian làm việc quá lâu, van an toàn đã có dấu hiệu hư hại, có quá tải áp. Những loại máy khoan, máy xúc làm việc ở dưới biển thì hiện tượng này diễn ra thường xuyên hơn.
3. Bị ăn mòn
Bị ăn mòn không phải là tình trạng riêng của gioăng phớt mà của rất nhiều thiết bị có bề mặt chuyển động khi vận hành.
Cụ thể như gioăng phớt lắp ở đầu cần xi lanh do phải tịnh tiến liên tục và được làm từ cao su nên bị ăn mòn rất dễ xảy ra.
Để khắc phục tình trạng này, các hãng sản xuất đã liên tục nghiên cứu, thay đổi và cải tiến vật liệu ăn mòn. Người ta sử dụng Teflon, Polyurethane nhằm tăng độ cứng cáp và bền bỉ, phòng chống ăn mòn hiệu quả. Do gioăng phớt động phải hoạt động liên tục, có sự dịch chuyển 2 bề mặt tiếp xúc nên bị mòn nhanh. Đối với các gioăng phớt tĩnh, không có sự di chuyển và tiếp xúc của 2 bề mặt, sự ma sát giữa bề mặt và dầu áp suất cao rất nhỏ nên ăn mòn sẽ không đáng kể.
4. Bị biến dạng
Biến dạng nhiệt chính là hỏng hóc nguy hại nhất. Nguồn nhiệt này xuất hiện do có ma sát hay do hệ thống làm việc.
Trước hết, chúng ta nói về nhiệt hệ thống. Đó là nhiệt môi trường tác động hoặc nhiệt của dầu thủy lực. Nếu như muốn xúc rửa đường ống thì nhiệt độ dầu cần được đảm bảo trên 80 độ C. Lúc này những gioăng phớt có nhiệt độ làm việc thấp hơn sẽ bị phá hủy hoàn toàn.
Đối với các xi lanh thủy lực dùng trong lò đốt, nồi sấy hay lò hơi với nhiệt độ từ vài trăm độ C đến gần 1000 độ thì người dùng phải cân nhắc sử dụng những gioăng phớt cao su được làm từ những chất liệu chịu nhiệt. Điều này sẽ giúp giảm nguy cơ nó bị biến dạng bởi nhiệt cao.
Do phải làm việc dưới nhiệt độ cao nên tính đàn hồi của gioăng phớt sẽ giảm dần. Và sẽ biến dạng, không còn hình dáng và kết cấu như ban đầu và gây rò rỉ dòng chất.
Ma sát sẽ gây ra biến dạng nhiệt cục bộ tại ống xi lanh và bề mặt làm việc của gioăng phớt xi lanh thủy lực động. Thông thường, lượng nhiệt này sẽ được dầu mang đi và làm mát nhưng nếu nhiệt dầu cao kết hợp ma sát ngày càng lớn thì hiện tượng biến dạng nặng nề hơn.
5. Bị hỏng do hóa chất
Với những gioăng phớt làm trong môi trường làm việc đặc thù như hóa chất sẽ khó khăn hơn bởi vì đa phần gioăng phớt được thiết kế dùng cho dầu 32, 46, 68. Người mua nên tham khảo ý kiến đến từ các đại lý phân phối hoặc hãng.
Hậu quả của việc lựa chọn gioăng phớt không phù hợp với dung dịch hóa chất đó là nó nhanh bị ăn mòn, phá hủy và ảnh hưởng đến hoạt động của xi lanh và lãng phí tiền bạc, thời gian khi phải mua và thay thế nhiều lần.
6. Chất liệu kém
Không chỉ riêng gioăng phớt thủy lực mà các thiết bị khác nếu chọn loại kém chất lượng thì tuổi thọ sử dụng rất thấp. Bên cạnh xi lanh, bơm, van phân phối, motor tốt thì người dùng nên chú ý đến gioăng phớt.
Ví dụ như trong xi lanh thủy lực thì gioăng phớt là yếu điểm. Nó không giống với ty, nòng đều được tính toán lực đẩy, momen dư thừa.
Gioăng phớt chất lượng là nó được sản xuất và phân phối bởi các công ty uy tín, được sản xuất và kiểm tra theo tiêu chuẩn kỹ thuật khắc khe. Nếu chưa có nhu cầu sử dụng ngay thì nên bảo quản trong bao ni lông để tránh hiện tương ải khiến chất lượng của thiết bị sụt giảm. Sự khác biệt của các gioăng phớt chất lượng còn đến từ độ chính xác khi gia công. Nó ở mức 5-6 trong thang đo 20. Với kinh nghiệm của chúng tôi thì độ dung sai của phớt chính hãng chỉ khoảng 0.00002 mm.
Sự khác biệt tiếp theo đó là chất liệu. Tuy đều làm bằng cao su nhưng loại tốt thì sẽ không có sự trộn các tạp chất. Các vật liệu trùng hợp sẽ có độ cơ tính cao, khả năng chống ăn mòn và chịu nén tốt. Vì thế mà loại gioăng phớt xilanh khí, dầu tốt sẽ chịu được áp suất cao hơn. Đặc biệt, nó bền hơn loại có chất liệu kém, hàng dỏm. Lớp bên ngoài có độ nhám, bên trong trơn bóng. Điều cuối cùng đó là giá thành của loại kém chất lượng thường rẻ hơn, đánh đúng tâm lý người mua.
Cách lựa chọn gioăng phớt
Nếu bạn muốn lựa chọn gioăng phớt chất lượng và phù hợp thì chắc chắn phải biết được 4 yếu tố:
Xác định kết cấu và kích thước
Đây là yếu tố đầu tiên, khá quan trọng bởi ai cũng hiểu gioăng phớt dùng cho mỗi vị trí là không giống nhau. Hiện nay có các loại như: Phớt cao su thông thường, phớt cao su lõi sắt, gioăng phớt thủy lực thông minh… được phân chia theo chức năng.
Kích thước là điều cần quan tâm tiếp theo. Ba thông số kích thước mà người dùng cần nắm để lựa chọn gioăng phớt: Bề dày, đường kính trong, đường kính ngoài.
Xác định nhiệt độ hoạt động
Nhiệt độ hoạt động là yếu tố tác động đến độ bền của gioăng phớt thủy lực. Những loại gioăng phớt thông thường thì nhiệt độ từ -30 – 100 độ C. Đối với những phớt làm việc trong môi trường đặc biệt, có tính chất khắc nghiệt như dưới băng tuyết, trong hầm mỏ, lò hơi, nồi sấy thì người ta sẽ chọn loại gioăng làm từ:
+ Flourocacbon có dải nhiệt từ -40 – 204 độ C
+ Silicone từ -60 độ C – 200 độ C
+ Simriz dải nhiệt từ -10 – 305 độ C
Vậy đối với các piston làm việc trong động cơ có nhiệt độ cao hơn thì sao?? Đó là người ta sẽ dùng các gioăng phớt được làm từ chất liệu kim loại, nó còn có tên gọi khác là xéc măng.
Xác định áp suất làm việc
Áp suất mà chúng tôi nhắc đến ở đây là áp suất phá hủy và áp suất làm việc định mức. Áp suất phá hủy được các hãng sản xuất tính toán và thử nghiệm. Nó ở mức cao gấp nhiều lần so với áp suất làm việc thông thường.
Ví dụ: Khi áp của hệ thống tăng cao vượt qua áp làm việc nhưng van an toàn gặp sự cố thì gioăng phớt vẫn có thể giữ kín. Tuy nhiên, nếu vượt qua nhiều lần thì gioăng phớt xilanh thủy lực sẽ bị nứt, xé. Trường hợp hệ thống có áp cao, để tránh khả năng bị hỏng thì người dùng nên chọn loại gioăng phớt có áp lớn.
Một số nhà máy chọn gioăng phớt thông minh, bên cạnh việc làm kín thì nó còn có thể xả dầu khi áp tăng lên. Thiết bị này có thể giảm nguy cơ hệ thống bị phá hủy.
Xác định môi chất hoạt động
Yếu tố cuối cùng mà chúng ta xem xét đó là môi chất. Không chỉ được dùng trong hệ thống thủy lực mà các gioăng phớt còn dùng cho hóa dược y tế hay hóa chất công nghiệp. Một số loại tuy không tiếp xúc trực tiếp với hóa chất nhưng phớt gạt bụi bên ngoài vẫn bị tác động nặng nề. Các hãng đã sử dụng vật liệu có độ chống ăn mòn cao để sử dụng trong môi trường hóa chất. Đối với gioăng phớt dùng cho dầu thủy lực thì người dùng nên chú ý đến độ nhớt của dầu.
Trên đây là tổng hợp thông tin của chúng tôi về gioăng phớt thủy lực, rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các bạn về những thiếu sót nhé!
