Cách thức hoạt động của gioăng gạt cặn trong xi lanh thủy lực giúp ngăn ngừa ô nhiễm.

Tôi là chuyên gia tư vấn sản xuất gioăng phớt với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực hệ thống thủy lực, lựa chọn vật liệu và kiểm soát ô nhiễm. Trong bài viết này, tôi mô tả cách thức gioăng gạt cặn (thường được gọi là vòng gạt bụi) ngăn ngừa ô nhiễm trong xi lanh thủy lực, tại sao thiết kế và lắp đặt đúng cách lại quan trọng, và cách lựa chọn và bảo trì chúng để kéo dài tuổi thọ xi lanh và giảm thời gian ngừng hoạt động. Tôi tham khảo các tiêu chuẩn ngành và các nguồn tài liệu đáng tin cậy để đưa ra các khuyến nghị có thể kiểm chứng và thiết thực cho các kỹ sư bảo trì và đội ngũ thiết kế.

Hiểu rõ các cơ chế gây ô nhiễm trong hệ thống thủy lực

Các loại chất gây ô nhiễm và tác động của chúng

Hệ thống thủy lực thường bị hư hỏng do ô nhiễm dạng hạt (bụi, đất, các hạt mài mòn kim loại), nước xâm nhập và ô nhiễm hóa học (chất lỏng bị xuống cấp, chất phụ gia không tương thích). Các hạt nhỏ đến 5–10 µm có thể gây mài mòn trên cần piston và gioăng, đẩy nhanh quá trình mỏi tại các giao diện giữa cần piston và gioăng, và gây rò rỉ. Mã độ sạch ISO 4406 được sử dụng rộng rãi để định lượng ô nhiễm dạng hạt trong chất lỏng thủy lực và hướng dẫn các chiến lược lọc (ISO 4406).

Các chất gây ô nhiễm xâm nhập vào xi lanh như thế nào?

Thông thường, chất gây ô nhiễm xâm nhập vào xi lanh thủy lực tại giao diện giữa cần piston và trục, thông qua các tấm gạt bị hỏng hoặc thiếu, trong quá trình thu hồi cần piston, hoặc qua hệ thống thông hơi và thoát khí. Các chất gây ô nhiễm bên ngoài bám vào bề mặt cần piston và được đưa vào khu vực gioăng; nếu không có gioăng gạt hiệu quả, các hạt sẽ đi qua gioăng cần piston và làm ô nhiễm chất lỏng thủy lực, đẩy nhanh quá trình mài mòn trong toàn hệ thống.Xi lanh thủy lực).

Hậu quả đối với gioăng, ổ bi và chất lỏng

Khi lọt vào bên trong, các hạt bụi sẽ mài mòn các vòng đệm cần piston, vòng đệm piston và bề mặt ổ trục; điều này tạo ra một vòng luẩn quẩn làm tăng khe hở và các đường rò rỉ. Chất lỏng bị nhiễm bẩn cũng làm giảm hiệu quả của chất bôi trơn và làm tăng tải trọng lên bộ lọc, làm tăng chi phí bảo trì và tiềm ẩn nguy cơ hỏng hóc nghiêm trọng. Do đó, kiểm soát sự nhiễm bẩn tại giao diện cần piston là tuyến phòng thủ đầu tiên.

Thiết kế và chức năng của gioăng gạt cặn thanh

Gioăng gạt (vòng đệm) cần gạt là gì?

Vòng gạt bụi, thường được gọi là vòng gạt hoặc vòng chắn bụi, được lắp trong khoang chứa chất lỏng của xi lanh thủy lực để loại bỏ bụi bẩn, hơi ẩm và mảnh vụn khỏi cần piston khi nó thu vào. Chức năng chính của nó là ngăn chặn: ngăn các chất gây ô nhiễm bám vào cần piston bị hút vào buồng làm kín. Vòng gạt bụi có thể là loại gạt đơn giản một môi hoặc các cụm nhiều thành phần kết hợp môi gạt, môi chắn bụi và một vòng phụ để dẫn chất lỏng.

Vật liệu, đặc điểm và tầm quan trọng của chúng

Các vật liệu thường dùng cho gioăng gạt cặn cần trục bao gồm polyurethane (PU), nitrile (NBR), nitrile hydro hóa (HNBR) và các chất đàn hồi chuyên dụng như FKM cho khả năng chịu nhiệt độ cao hoặc kháng hóa chất. Nhựa nhiệt dẻo và các bộ phận chứa PTFE được sử dụng khi cần ma sát thấp và tuổi thọ cao. Việc lựa chọn vật liệu cần cân bằng giữa khả năng chống mài mòn, độ linh hoạt để phù hợp với bề mặt cần trục và khả năng chống lại các hóa chất môi trường. Hình dạng gioăng (một môi so với hai môi, môi góc cạnh, hình dạng phức hợp) quyết định hiệu quả ngăn chặn chất bẩn đồng thời giảm thiểu ma sát và mài mòn trên cần trục.

Tích hợp với gioăng trục và vòng chắn bụi.

Các vòng gạt dầu trục hoạt động cùng với các vòng đệm trục chính và vòng chắn bụi/lò xo mặt cuối. Cấu trúc điển hình của bộ phận làm kín bắt đầu với vòng gạt ở bên ngoài, sau đó là vòng đệm trục, rồi đến các bộ phận dự phòng và ổ bi. Vòng gạt bảo vệ vòng đệm trục khỏi sự nhiễm bẩn nghiêm trọng, cho phép vòng đệm trục tập trung vào việc giữ chất lỏng và xử lý sự chênh lệch áp suất.

Cơ chế hoạt động của gioăng gạt cặn giúp ngăn ngừa ô nhiễm bên trong xi lanh thủy lực.

Các cơ chế chính: lau chùi, ngăn chặn và giữ lại

Dụng cụ cạo dạng thanh ngăn ngừa sự ô nhiễm bằng ba tác động bổ sung cho nhau:

• Lau chùi: Một mép mềm dẻo tiếp xúc với thanh và loại bỏ các hạt bám dính và hơi ẩm một cách cơ học trong mỗi lần thu vào.
• Khả năng ngăn chặn: Hình dạng mép và tải trọng hướng tâm tạo ra một rào cản chống lại sự xâm nhập của các hạt ngay cả khi có hiện tượng bắn tóe hoặc chênh lệch áp suất thấp.
• Giữ lại/thoát nước: Một số thiết kế lưỡi gạt có tích hợp các rãnh hoặc kênh để thu gom và dẫn hướng các mảnh vụn đã được loại bỏ ra khỏi buồng làm kín, nhờ đó các hạt không quay trở lại phía gioăng trục.

Các yếu tố cần xem xét khi thu giữ hạt và truyền chất lỏng

Các thanh gạt hiệu quả sẽ giữ lại các hạt và ngăn chúng xâm nhập vào đường dẫn chất lỏng. Ở những nơi bẫy gạt bị hạn chế, các hạt có thể bị mắc kẹt trong một khoang kín và sau đó bị đẩy ra ngoài — đây là một rủi ro về thiết kế. Các biện pháp tốt nhất bao gồm thiết kế rãnh chứa chất thải hoặc sử dụng các thanh gạt nhiều môi với buồng loại trừ bụi bẩn. Việc truyền chất lỏng (thoát nước và chất gây ô nhiễm) phải tránh tạo ra một hố chứa chất thải; việc thoát nước có kiểm soát ra khỏi gioăng là lý tưởng.

So sánh hiệu suất định tính

Dưới đây là bảng so sánh thực tế các bộ phận làm kín thông dụng hoạt động tại giao diện giữa thanh piston và trục. Các giá trị là đánh giá định tính dựa trên các thiết kế điển hình và thực tiễn ngành.

Các đánh giá tương đối này phù hợp với hướng dẫn kỹ thuật thông thường và bảng dữ liệu của nhà sản xuất: nên chọn và lắp đặt các tấm gạt để bảo vệ gioăng trục, nếu không gioăng trục sẽ bị mòn sớm.các khái niệm về gioăng cơ khí).

Bảo trì, kiểm tra và các biện pháp tốt nhất để tối đa hóa hiệu quả của máy cào.

Mẹo lắp đặt và chuẩn bị bề mặt

Việc lắp đặt đúng cách là rất quan trọng. Tôi khuyên bạn nên kiểm tra độ nhẵn bề mặt của thanh piston (thường thì độ nhẵn Ra từ 0,2–0,8 µm là mục tiêu cho nhiều loại gioăng piston), kiểm tra độ bền của lớp mạ crom và đảm bảo thanh piston không có gờ trước khi lắp đặt. Lưỡi gạt phải được định hướng chính xác (mép gạt hướng ra ngoài), và khe hở giữa gioăng và trục phải phù hợp với khuyến nghị của nhà sản xuất để tránh hiện tượng giảm chấn quá mức hoặc gấp mép gioăng.

Giám sát và kiểm tra — đếm hạt và kiểm tra bằng mắt thường

Việc phân tích chất lỏng định kỳ bằng máy đếm hạt theo tiêu chuẩn ISO 4406 cung cấp bằng chứng khách quan về việc kiểm soát ô nhiễm. Theo dõi xu hướng số lượng hạt sẽ cho thấy liệu các lưỡi gạt và bộ lọc có hiệu quả hay không. Ngoài ra, trong quá trình bảo dưỡng định kỳ, tôi kiểm tra trực quan mép gạt nước xem có bị nứt, bám mảnh vụn và mòn hay không. Nếu mép gạt nước bị bóng, cứng hoặc rách, hãy thay thế ngay lập tức; gạt nước bị hư hỏng không thể loại trừ khả năng ô nhiễm.

Chu kỳ thay thế và khắc phục sự cố

Chu kỳ thay thế phụ thuộc vào mức độ khắc nghiệt của ứng dụng, môi trường, tốc độ cần gạt và tần số hoạt động. Đối với thiết bị di động hạng nặng hoạt động trong điều kiện nhiều bụi, hãy kiểm tra cần gạt trong mỗi chu kỳ bảo dưỡng và dự kiến ​​sẽ cần thay thế thường xuyên hơn. Khắc phục các triệu chứng thường gặp:

• Hiện tượng mòn nhanh gioăng trục khuỷu — kiểm tra xem các lưỡi gạt có bị hư hỏng hoặc hoạt động không hiệu quả không.
• Tăng mức độ nhiễm bẩn chất lỏng — xác nhận khả năng thoát nước của bộ phận cạo và kiểm tra các khoang chứa mảnh vụn bị kẹt.
• Ma sát quá mức hoặc xước thanh – hãy kiểm tra độ hoàn thiện của thanh và đảm bảo vật liệu của dụng cụ cạo tương thích với bề mặt thanh.

Lựa chọn gioăng gạt cặn phù hợp: các tiêu chí lựa chọn thực tế

Chọn vật liệu phù hợp với môi trường

Chọn vật liệu đàn hồi phù hợp với khả năng chịu mài mòn, nhiệt độ và hóa chất. Đối với môi trường mài mòn, các chi tiết gạt bằng polyurethane có khả năng chống mài mòn vượt trội; đối với môi trường nhiệt độ cao hoặc hóa chất mạnh, các bộ phận bằng FKM hoặc PTFE có thể được ưu tiên. Cân nhắc sử dụng HNBR pha trộn cho môi trường chịu được cả dầu và nhiệt.

Lựa chọn hồ sơ dựa trên nguy cơ ô nhiễm

Môi trường trong nhà ít bụi có thể sử dụng gạt bụi đơn giản một lưỡi; các ứng dụng ngoài trời, nhiều bụi nên sử dụng gạt bụi nhiều lưỡi hoặc gạt bụi kết hợp với vòng chắn bụi và bọc bảo vệ. Đối với các ứng dụng có sự đảo chiều cần piston thường xuyên và bụi mài mòn mịn, hãy sử dụng các thiết kế có rãnh dẫn mảnh vụn và bề mặt ma sát thấp để giảm thiểu sự cắt xé của các hạt vào gioăng.

Làm việc với các nhà sản xuất và các tiêu chuẩn

Hãy lựa chọn nhà cung cấp gioăng có khả năng phát triển vật liệu và trang thiết bị kiểm tra. Các tiêu chuẩn ngành như ISO 3601 cho gioăng chữ O và hướng dẫn về độ sạch trong ISO 4406 là những tài liệu tham khảo hữu ích để xác định hiệu suất và kiểm tra mức độ ô nhiễm. Bạn có thể xem thông tin tiêu chuẩn chung về gioăng chữ O tại đây.Vòng chữ O (Wikipedia)và tham khảo các tài liệu ISO để biết các chi tiết cụ thể về quy trình mua sắm.

Polypac: Giải pháp niêm phong kỹ thuật và lý do nên hợp tác với chúng tôi

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, chúng tôi bắt đầu sản xuất gioăng phớt PTFE có chất độn (PTFE có chất độn đồng, PTFE có chất độn carbon, PTFE có chất độn than chì, PTFE có chất độn MoS₂, PTFE có chất độn thủy tinh) và hiện nay cung cấp vòng chữ O bằng NBR, FKM, silicone, EPDM và FFKM.

Nhà máy sản xuất vòng cao su và vòng chữ O theo yêu cầu của chúng tôi có diện tích hơn 10.000 mét vuông, trong đó 8.000 mét vuông là không gian sản xuất. Thiết bị sản xuất và thử nghiệm của chúng tôi thuộc hàng tiên tiến nhất trong ngành, và chúng tôi duy trì quan hệ đối tác lâu dài với các trường đại học và viện nghiên cứu trong và ngoài nước. Khả năng nghiên cứu và phát triển cũng như thử nghiệm này cho phép chúng tôi tối ưu hóa các vòng đệm gạt cặn trục piston về khả năng chống mài mòn, ma sát thấp và tuổi thọ cao - những đặc tính quan trọng để ngăn ngừa ô nhiễm trong xi lanh thủy lực.

Các sản phẩm cốt lõi của Polypac liên quan đến chiến lược làm kín cần gạt bao gồm: Vòng chữ O, Phớt cần gạt, Phớt piston, Phớt lò xo mặt cuối, Phớt cần gạt, Phớt quay, Vòng đệm hỗ trợ và Vòng chắn bụi. Những thế mạnh cạnh tranh của chúng tôi là:

• Năng lực khoa học vật liệu để phát triển các hợp chất chuyên dụng cho môi trường mài mòn hoặc ăn mòn hóa học.
• Quy trình kiểm tra và đảm bảo chất lượng nội bộ tuân thủ các tiêu chuẩn ngành.
• Thiết kế theo yêu cầu và tạo mẫu nhanh để phù hợp với đường kính thanh, độ hoàn thiện bề mặt và hình dạng gioăng riêng biệt.

Nếu bạn gặp phải tình trạng ô nhiễm mãn tính hoặc điều kiện vận hành bất thường, việc sử dụng Polypac cho phép bạn tùy chỉnh cấu hình và hợp chất của bộ phận gạt để cải thiện khả năng ngăn chặn và kéo dài tuổi thọ của gioăng.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Sự khác biệt giữa gioăng gạt cặn trục và gioăng trục là gì?

Bộ phận gạt cặn (vệ sinh cần piston) chủ yếu loại bỏ các chất bẩn bên ngoài bám vào cần piston khi nó thu lại; chức năng của nó không phải là giữ áp suất. Gioăng cần piston (gioăng chính) ngăn chất lỏng thủy lực rò rỉ dưới áp suất. Cả hai đều bổ sung cho nhau; bộ phận gạt cặn bảo vệ gioăng cần piston khỏi các hạt mài mòn.

2. Liệu lưỡi cào bị hư hỏng có thể gây ra sự cố cho hệ thống thủy lực không?

Đúng vậy. Lưỡi gạt bị rách hoặc cứng sẽ không loại bỏ được các chất bẩn, cho phép các hạt lọt vào buồng làm kín, nơi chúng mài mòn các gioăng trục và gioăng piston. Điều này làm tăng tốc độ rò rỉ và mài mòn ổ trục, và có thể dẫn đến hỏng hệ thống nếu không được khắc phục.

3. Tôi nên kiểm tra hoặc thay thế các đầu gạt cặn dầu nhớt bao lâu một lần?

Tần suất kiểm tra phụ thuộc vào điều kiện hoạt động. Trong môi trường khắc nghiệt, nhiều bụi, hãy kiểm tra ở mỗi chu kỳ bảo dưỡng (ví dụ: hàng tháng hoặc hàng quý). Chu kỳ thay thế khác nhau; hãy lên kế hoạch thay thế dựa trên mức độ hao mòn quan sát được, chứ không chỉ dựa vào thời gian theo lịch. Ghi lại số lượng hạt (ISO 4406) để theo dõi độ sạch của hệ thống.

4. Có các bài kiểm tra hoặc tiêu chuẩn nào trong phòng thí nghiệm để xác nhận hiệu suất của máy cạo không?

Không có tiêu chuẩn toàn cầu duy nhất nào dành riêng cho tất cả các thiết kế máy cạo, nhưng các tiêu chuẩn liên quan như ISO 3601 (vòng đệm O-ring) và ISO 4406 (độ sạch của chất lỏng) cung cấp các chỉ số có thể kiểm tra mà bạn có thể sử dụng. Các nhà sản xuất cũng thực hiện các thử nghiệm mài mòn, ép đùn và vòng đời; hãy yêu cầu các quy trình thử nghiệm và kết quả từ nhà cung cấp của bạn.

5. Vật liệu nào là tốt nhất cho gioăng gạt bụi trong các ứng dụng ngoài trời nhiều bụi?

Polyurethane thường được ưa chuộng trong môi trường ngoài trời có độ mài mòn cao do khả năng chống mài mòn và độ bền xé rách. Đối với môi trường nóng hoặc có tính ăn mòn hóa học, HNBR hoặc các chất đàn hồi đặc biệt có thể tốt hơn. Luôn luôn lựa chọn hợp chất phù hợp với nhiệt độ hoạt động cụ thể, khả năng tương thích với chất lỏng và nguy cơ mài mòn.

6. Làm thế nào để tôi xác minh rằng thiết kế máy cạo mới đã giảm thiểu sự nhiễm bẩn?

Đo độ sạch ban đầu của chất lỏng bằng máy đếm hạt và tiêu chuẩn ISO 4406. Sau khi lắp đặt thiết bị gạt mới, lặp lại quá trình lấy mẫu trong cùng điều kiện vận hành. Bổ sung việc đếm hạt bằng cách kiểm tra trực quan thanh gạt và phân tích định kỳ độ mài mòn của gioăng.

Liên hệ và các bước tiếp theo

Nếu bạn cần hỗ trợ trong việc lựa chọn gioăng gạt cặn cần piston, đánh giá thiết kế gioăng xi lanh hoặc thực hiện các thử nghiệm vật liệu, tôi có thể giúp đỡ. Polypac cung cấp các giải pháp tùy chỉnh và khả năng thử nghiệm toàn diện để giảm thiểu ô nhiễm và kéo dài tuổi thọ xi lanh. Liên hệ với Polypac để được tư vấn, nhận mẫu hoặc xem các sản phẩm của chúng tôi: Vòng chữ O, Gioăng cần piston, Gioăng piston, Gioăng lò xo mặt cuối, Gioăng gạt cặn, Gioăng quay, Vòng đệm, Vòng chắn bụi. Đối với các nhu cầu khẩn cấp, hãy yêu cầu đánh giá kỹ thuật về bề mặt cần piston, bản vẽ gioăng và điều kiện hoạt động để chúng tôi có thể đề xuất gioăng gạt cặn tối ưu.

Để biết thêm chi tiết về sản phẩm, thiết kế theo yêu cầu hoặc tư vấn kỹ thuật, vui lòng liên hệ với đội ngũ kỹ sư của Polypac hoặc truy cập trang sản phẩm của chúng tôi để yêu cầu mẫu và bản vẽ CAD.