Cách chọn loại phớt quay phù hợp cho bơm công nghiệp

Hiểu rõ các yêu cầu về hiệu suất đối với gioăng quay

Các ứng dụng bơm thông thường và cấu hình hoạt động

Trước khi lựa chọn phớt quay, cần xác định chính xác ứng dụng của bơm. Bơm công nghiệp hoạt động trong nhiều môi trường khác nhau: bơm ly tâm và bơm cánh quay dùng cho nước và dầu nhẹ, bơm bánh răng và bơm trục vít dùng cho dầu nặng và chất lỏng thủy lực, và các loại bơm chuyên dụng cho hóa chất, bùn hoặc dịch vụ nhiệt độ cao. Mỗi ứng dụng đặt ra những yêu cầu khác nhau đối với phớt: áp suất (tĩnh và động), tốc độ trục (vận tốc bề mặt), nhiệt độ, thành phần hóa học của chất lỏng, tải trọng hạt và tần suất khởi động/dừng. Việc ghi lại chu kỳ hoạt động và các điều kiện xấu nhất là bước quan trọng nhất để lựa chọn được phớt đáng tin cậy.

Các kiểu lỗi chính và những gì chúng tiết lộ

Hiểu rõ các kiểu hỏng hóc thường gặp giúp ưu tiên các tiêu chí lựa chọn:

• Sự mài mòn và hao mòn — thường do các hạt bụi hoặc bôi trơn kém; cho thấy cần sử dụng vật liệu cứng hơn, hình dạng mép tối ưu hóa màng thủy động học, hoặc các giải pháp ngăn bụi.
• Sự tấn công hóa học và hiện tượng trương nở — gây ra bởi các chất đàn hồi không tương thích hoặc tiếp xúc lâu dài; cho thấy có thể do PTFE/FFKM hoặc các hợp chất đàn hồi được lựa chọn cẩn thận.
• Suy thoái nhiệt — nhiệt độ cao dẫn đến cứng lại hoặc nứt vỡ; nên chọn chất đàn hồi chịu nhiệt cao (FKM/FFKM) hoặc các giải pháp PTFE.
• Hiện tượng đùn và thổi phồng — các vấn đề về áp suất cao và khe hở; giảm thiểu bằng cách sử dụng vòng đệm dự phòng và thiết kế gioăng tối ưu.

Các vật liệu và tùy chọn thiết kế cho gioăng quay

Chất đàn hồi so với PTFE và vật liệu composite

Việc lựa chọn vật liệu quyết định khả năng tương thích, tuổi thọ và chi phí. Các vật liệu phổ biến bao gồm NBR, FKM (Viton®), EPDM, silicone, PTFE (nguyên chất và có chất độn) và FFKM (perfluoroelastomer). Chất đàn hồi cung cấp khả năng làm kín đàn hồi với đặc tính động tốt ở chi phí thấp hơn; PTFE và PTFE có chất độn vượt trội về khả năng kháng hóa chất và chịu nhiệt nhưng có yêu cầu khác nhau về ma sát và khả năng tăng cường độ đàn hồi. FFKM cung cấp khả năng kháng hóa chất/nhiệt độ rộng nhất với chi phí chất lượng cao.

Các loại thiết kế gioăng: gioăng môi, gioăng lò xo và gioăng cơ khí.

Các loại phớt quay dùng cho bơm công nghiệp thường được chia thành ba nhóm chính:

• Phớt môi (phớt xuyên tâm): đơn giản, tiết kiệm chi phí cho tốc độ và áp suất vừa phải. Thường được gia cố bằng lò xo để duy trì tiếp xúc khi xảy ra mài mòn.
• Gioăng composite PTFE/lò xo tăng cường: ma sát thấp, khả năng tương thích hóa học rộng, phù hợp với nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn.
• Phớt cơ khí (phớt mặt): được sử dụng trong trường hợp cần giảm thiểu rò rỉ hoặc khi áp suất và tốc độ vượt quá khả năng của phớt môi. Chúng bao gồm các mặt phớt, phớt phụ và thường yêu cầu một kế hoạch làm kín (làm phẳng, làm mát) để đảm bảo độ tin cậy.

Quy trình lựa chọn: Cách chọn loại gioăng quay phù hợp

Danh sách kiểm tra lựa chọn từng bước

Hãy tuân theo một quy trình có cấu trúc để giảm thiểu việc thử và sai:

1. Ghi lại các thông số vận hành: đường kính và dung sai trục, độ nhẵn bề mặt, tốc độ (m/s), áp suất hệ thống (tối đa/ổn định), thành phần hóa học của chất lỏng, phạm vi nhiệt độ và sự hiện diện của các hạt rắn.
2. Xác định các nguyên nhân chính gây hư hỏng: mài mòn, tấn công hóa học, nguy cơ ép đùn hoặc ứng suất nhiệt.
3. Lựa chọn vật liệu dựa trên khả năng tương thích về nhiệt độ và hóa chất.
4. Chọn loại gioăng dựa trên dung sai áp suất và độ rò rỉ (gioăng môi cho ứng dụng thông thường; gioăng cơ khí cho ứng dụng yêu cầu độ rò rỉ gần bằng không hoặc áp suất cao).
5. Kiểm tra hình dạng hình học của gioăng và trục; lắp đặt vòng đệm dự phòng hoặc các điều chỉnh tải trọng mặt nếu hiện tượng ép đùn là vấn đề đáng lo ngại.
6. Các biện pháp kiểm soát lắp đặt theo kế hoạch: độ hoàn thiện trục chính xác (thường là Ra 0,2–0,8 µm tùy thuộc vào loại gioăng), các cạnh vát, kế hoạch bôi trơn/xả nước và quy trình căn chỉnh.
7. Xây dựng nguyên mẫu và tiến hành các bài kiểm tra độ bền mô phỏng điều kiện hoạt động thực tế; điều chỉnh hợp chất hoặc hình dạng hình học khi cần thiết.

Kích thước, lớp hoàn thiện trục và mẹo lắp đặt

Các quy tắc thực tiễn quan trọng:

• Độ nhám bề mặt trục: quá nhẵn (<0,05 µm Ra) có thể làm giảm khả năng giữ màng bôi trơn; quá thô (>1,6 µm Ra) gây mài mòn nhanh hơn. Mục tiêu điển hình: Ra 0,2–0,8 µm đối với gioăng môi bằng chất đàn hồi.
• Độ cứng và độ cản trở: Độ cản trở xuyên tâm điển hình đối với gioăng phớt quay bằng chất đàn hồi dao động từ 0,2% đến 2% đường kính trục tùy thuộc vào dung sai trục và độ cứng vật liệu.
• Lắp đặt: sử dụng các ống lót lắp đặt mềm, tránh cuộn mép lên các cạnh vát và đảm bảo các vỏ được vuông góc và nằm trong phạm vi dung sai để tránh bị xoắn hoặc chịu tải ở cạnh.

So sánh vật liệu và các trường hợp sử dụng

Bảng lựa chọn vật liệu

Các nguồn thông tin về phạm vi nhiệt độ và khả năng tương thích điển hình bao gồm bảng dữ liệu vật liệu và sổ tay hướng dẫn về chất bịt kín của nhà sản xuất (xem tài liệu tham khảo).

Khi nào nên sử dụng vòng bảo vệ và thiết bị chắn bụi?

Nên sử dụng vòng đệm dự phòng khi áp suất chất lỏng và khe hở có nguy cơ làm biến dạng các vật liệu mềm hơn—đặc biệt là trong các ứng dụng áp suất cao động. Vòng chắn bụi và tấm gạt bụi rất cần thiết khi có chất rắn hoặc chất mài mòn tại giao diện trục. Việc sử dụng hệ thống làm kín nhiều thành phần (tấm gạt bụi + vòng đệm chính + vòng đệm dự phòng) giúp tăng đáng kể tuổi thọ sử dụng trong môi trường bị ô nhiễm.

Kiểm thử, xác nhận và các yếu tố vòng đời sản phẩm

Nên thực hiện các bài kiểm tra trước khi triển khai chính thức.

Tiến hành các thử nghiệm trên băng ghế thử nghiệm mô phỏng điều kiện thực tế bất cứ khi nào có thể. Các thử nghiệm quan trọng bao gồm thử nghiệm mài mòn tăng tốc (dung dịch mài mòn), thử nghiệm ngâm tương thích chất lỏng, chu kỳ lão hóa nhiệt và thử nghiệm áp suất/ép đùn. Đối với các dịch vụ quan trọng, thử nghiệm thực địa trong điều kiện được giám sát trong một chu kỳ hoạt động xác định thường phát hiện ra các vấn đề cụ thể về lắp đặt hoặc môi trường mà các thử nghiệm trên băng ghế thử nghiệm bỏ sót.

Khoảng thời gian bảo trì và các chỉ số dự báo

Các chiến lược bảo trì dự đoán cần theo dõi sự thay đổi tốc độ rò rỉ, độ rung, độ lệch trục và tình trạng mép phớt trong các lần kiểm tra định kỳ. Chu kỳ bảo dưỡng điển hình rất khác nhau: một phớt quay được lựa chọn đúng cách trong môi trường thủy lực sạch có thể sử dụng được vài năm; trong các môi trường mài mòn, nhiệt độ cao hoặc ăn mòn hóa học, chu kỳ bảo dưỡng sẽ ngắn hơn đáng kể.

Polypac: Giải pháp niêm phong tùy chỉnh và năng lực kỹ thuật

Polypac là ai và họ cung cấp những gì

Polypac là nhà sản xuất và cung cấp gioăng phớt thủy lực khoa học và kỹ thuật, chuyên về sản xuất gioăng phớt, phát triển vật liệu làm kín và các giải pháp làm kín tùy chỉnh cho các điều kiện làm việc đặc biệt. Được thành lập vào năm 2008, Polypac bắt đầu với các gioăng phớt PTFE có chất độn (chất độn đồng, chất độn carbon, PTFE graphit, chất độn MoS₂ và PTFE có chất độn thủy tinh) và đã mở rộng sang nhiều loại sản phẩm elastomer và PTFE khác.

Quy mô sản xuất, nghiên cứu và phát triển, và phạm vi sản phẩm

Nhà máy sản xuất vòng cao su và vòng chữ O theo yêu cầu của Polypac có diện tích hơn 10.000 m² với 8.000 m² không gian sản xuất. Thiết bị sản xuất và kiểm tra thuộc hàng tiên tiến nhất trong ngành. Polypac duy trì hợp tác lâu dài với các trường đại học và viện nghiên cứu trong và ngoài nước. Các sản phẩm và năng lực chính bao gồm:

• Vòng chữ O và vòng cao su tùy chỉnh (NBR, FKM, silicone, EPDM, FFKM)
• Phớt trục khuỷu và phớt piston
• Các loại gioăng lò xo mặt cuối và gioăng quay
• Gioăng gạt, vòng chắn bụi và vòng đệm dự phòng
• Gioăng PTFE có chất độn và gioăng composite đặc biệt dành cho các ứng dụng trong điều kiện khắc nghiệt hoặc mài mòn.

Những thế mạnh cạnh tranh của Polypac: kiến ​​thức chuyên sâu về vật liệu (các công thức PTFE chứa chất độn), sản xuất quy mô lớn với quy trình kiểm tra tiên tiến, kỹ thuật tùy chỉnh cho các điều kiện làm việc đặc biệt và các mối quan hệ hợp tác học thuật lâu dài cho phép phát triển và kiểm định sản phẩm liên tục.

Các trường hợp thực tiễn (Ví dụ ngắn)

Trường hợp A — Bơm chịu nhiệt độ cao trong nhà máy lọc dầu

Vấn đề: Hiện tượng ép đùn lặp đi lặp lại và tấn công hóa học lên gioăng phớt NBR ở 180°C trong bơm bánh răng vận chuyển hydrocarbon thơm nóng. Giải pháp: Chuyển sang sử dụng gioăng phớt composite PTFE có lò xo với lõi phụ FKM; lắp đặt vòng đệm dự phòng và kế hoạch xả rửa có kiểm soát. Kết quả: Thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc (MTBF) tăng gấp sáu lần trong các thử nghiệm thực địa.

Trường hợp B — Bơm chuyển bùn có môi chất mài mòn

Vấn đề: Mòn nhanh mép gioăng khi sử dụng với chất lỏng dạng bùn. Giải pháp: Sử dụng gioăng quay PTFE có chất độn, kết hợp với lưỡi gạt chịu tải nặng phía trước gioăng chính, cùng với ống lót trục chịu mài mòn cao. Kết quả: Giảm đáng kể thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch; khoảng thời gian bảo trì có thể dự đoán được.

Những câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Điểm khác biệt chính giữa phớt môi quay và phớt mặt cơ khí là gì?

Phớt môi quay dựa vào sự tiếp xúc xuyên tâm giữa một môi đàn hồi (thường được gia cường bằng lò xo) và trục; chúng nhỏ gọn và tiết kiệm chi phí cho áp suất và tốc độ vừa phải. Phớt mặt cơ khí sử dụng hai mặt phẳng (cố định và quay) với các phớt phụ; chúng được sử dụng khi cần giảm thiểu rò rỉ hoặc điều kiện hoạt động vượt quá khả năng của phớt môi (áp suất cao, tốc độ cao hoặc chất lỏng ăn mòn).

2. Làm sao để tôi biết nên chọn PTFE hay chất đàn hồi cho gioăng quay của mình?

Hãy lựa chọn dựa trên khả năng tương thích hóa học, nhiệt độ, yêu cầu về ma sát và chi phí. Sử dụng PTFE/PTFE có chất độn khi cần các hóa chất mạnh, nhiệt độ cao hoặc ma sát rất thấp. Các chất đàn hồi (NBR, FKM) có hiệu quả về chi phí đối với các ứng dụng thủy lực và dầu tiêu chuẩn ở nhiệt độ vừa phải. Nếu không chắc chắn, hãy thực hiện thử nghiệm khả năng tương thích chất lỏng và tham khảo bảng dữ liệu vật liệu hoặc chuyên gia về vật liệu làm kín.

3. Tôi có thể lắp thêm vòng đệm dự phòng vào gioăng làm kín của bơm hiện có được không?

Đôi khi có thể, nhưng cần kiểm tra khe hở hướng tâm, độ sâu gioăng và hình dạng vỏ. Việc nâng cấp khả thi nếu vỏ có thể chấp nhận không gian hướng trục bổ sung hoặc nếu có thể gia công lại gioăng. Tham khảo ý kiến ​​nhà cung cấp gioăng hoặc kỹ sư cơ khí trước khi sửa đổi bộ phận chịu áp suất.

4. Độ nhẵn bề mặt và độ cứng trục nào được khuyến nghị cho phớt quay?

Thông thường, độ nhám bề mặt trục (Ra) nằm trong khoảng từ 0,2 đến 0,8 µm đối với gioăng môi bằng chất đàn hồi; độ cứng thường trên HRC 40 hoặc có lớp lót cứng phù hợp. Bề mặt mềm hơn hoặc được mạ sẽ làm tăng mài mòn. Luôn luôn tuân theo khuyến nghị của nhà sản xuất gioăng để đạt được tuổi thọ tối ưu.

5. Làm thế nào để giảm thiểu rò rỉ ở máy bơm hiện có mà không cần thay thế máy bơm?

Kiểm tra và thay thế các gioăng bị mòn bằng vật liệu/thiết kế được nâng cấp, thêm hoặc thay thế các vòng đệm và lưỡi gạt, thực hiện các kế hoạch xả hoặc bôi trơn tốt hơn, đảm bảo sự thẳng hàng và độ trơn tru của trục, và xem xét việc sử dụng ống lót trục. Trong nhiều trường hợp, các biện pháp này giúp giảm đáng kể hiện tượng rò rỉ và kéo dài tuổi thọ của gioăng với chi phí đầu tư khiêm tốn.

6. Khi nào việc phát triển con dấu tùy chỉnh là cần thiết?

Việc chế tạo gioăng phớt theo yêu cầu là cần thiết khi các sản phẩm có sẵn không đáp ứng được tuổi thọ sử dụng yêu cầu, khi chất lỏng hoặc nhiệt độ nằm ngoài giới hạn vật liệu tiêu chuẩn, hoặc khi có các hình dạng đặc biệt (ví dụ: trục hoặc vỏ không tiêu chuẩn). Phát triển sản phẩm theo yêu cầu cũng cần thiết cho các ứng dụng quan trọng, nơi chi phí thời gian ngừng hoạt động cao.

Nếu bạn cần tư vấn cụ thể, dữ liệu sản phẩm hoặc báo giá cho các loại gioăng quay tùy chỉnh, hãy liên hệ với đội ngũ kỹ thuật của Polypac để thảo luận về ứng dụng của bạn và yêu cầu mẫu hoặc kế hoạch thử nghiệm.

Liên hệ & Tư vấn sản phẩm:Để được hỗ trợ ứng dụng, giải pháp làm kín tùy chỉnh và thông tin về sản phẩm (vòng chữ O, vòng đệm cần, vòng đệm piston, vòng đệm lò xo mặt cuối, vòng đệm gạt, vòng đệm quay, vòng đệm hỗ trợ, vòng đệm chắn bụi), vui lòng liên hệ với Polypac tại https://www.polypac.com hoặc gửi email đến sales@polypac.com để yêu cầu bản vẽ, báo cáo thử nghiệm vật liệu và báo giá nguyên mẫu.

Tài liệu tham khảo và đọc thêm

1. Phớt cơ khí — Wikipedia. Có sẵn tại: https://en.wikipedia.org/wiki/Mechanical_seal (Truy cập: 04/01/2026).
2. SKF — Gioăng phớt. Thông tin sản phẩm và kỹ thuật về gioăng phớt và các giải pháp làm kín. https://www.skf.com/group/products/seals (Truy cập: 04/01/2026).
3. Sổ tay hướng dẫn về vòng đệm O-ring của Parker — Vật liệu và hướng dẫn về nhiệt độ/hóa chất. https://www.parker.com/Literature/Sealing%20and%20Shielding%20Group/English/O-Ring%20Handbook.pdf (Truy cập: 04/01/2026).
4. ISO 3601 — Hệ thống truyền động thủy lực — Vòng đệm O-ring (tổng quan tiêu chuẩn). https://www.iso.org/standard/29262. (Truy cập: 04/01/2026).
5. Thông tin về công ty Polypac và khả năng sản phẩm (do công ty cung cấp). https://www.polypac.com (Truy cập: 04/01/2026).