Hướng dẫn chọn mua gioăng gạt: Chọn vật liệu gioăng phù hợp

Gioăng gạt đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ hệ thống thủy lực và khí nén khỏi sự nhiễm bẩn từ bên ngoài và kéo dài tuổi thọ của gioăng trục và các bộ phận động khác. Hướng dẫn mua hàng này giúp các kỹ sư, người mua bảo trì và người lập bản vẽ kỹ thuật lựa chọn vật liệu gioăng gạt phù hợp dựa trên nhiệt độ hoạt động, khả năng tương thích với môi chất, khả năng chống mài mòn, nguy cơ biến dạng và tuổi thọ dự kiến. Hướng dẫn này tích hợp các nguyên tắc khoa học vật liệu, thực tiễn đã được chứng minh và các tài liệu tham khảo có thẩm quyền để hỗ trợ các quyết định mua sắm và thiết kế đối với gioăng gạt và các bộ phận làm kín liên quan.

Các ứng dụng phổ biến và yêu cầu về hiệu năng

Nơi sử dụng gioăng cạo

Các vòng đệm gạt (còn được gọi là vòng đệm lau hoặc vòng chắn bụi) thường được lắp đặt trên các xi lanh thủy lực, cần trục dạng ống lồng và thanh piston để ngăn bụi bẩn, nước và các hạt mài mòn xâm nhập vào khoang chứa và làm hỏng các vòng đệm và ổ trục của thanh piston. Các ngành công nghiệp điển hình bao gồm thiết bị xây dựng, máy móc nông nghiệp, hệ thống thủy lực di động và máy ép công nghiệp. Để biết thêm thông tin về xi lanh thủy lực và hệ thống làm kín của chúng, hãy xem tổng quan về xi lanh thủy lực trên Wikipedia.(nguồn).

Các yếu tố hiệu suất chính cần xác định

Khi lựa chọn vật liệu gioăng gạt, cần ưu tiên các thông số sau: phạm vi nhiệt độ hoạt động, môi trường tiếp xúc (nước, dầu, nhiên liệu, dung môi), khả năng chống mài mòn, độ cứng và độ đàn hồi (Shore A), khả năng tương thích hóa học, khe hở ép đùn và nhu cầu dự phòng, và chuyển động động học dự kiến ​​(dao động so với liên tục). Thiết kế gioăng gạt tốt sẽ giảm thiểu sự xâm nhập mà không tạo ra ma sát quá mức làm tăng tốc độ mài mòn cần gạt hoặc ép đùn gioăng.

Sự khác biệt về chức năng: phớt gạt so với phớt piston/thanh

Phớt gạt không phải là phớt thủy lực chính — chúng là các bộ phận bảo vệ được đặt bên ngoài phớt chính. Chức năng của chúng là ngăn chặn sự nhiễm bẩn chứ không phải giữ áp suất. Ngược lại, phớt cần piston và phớt piston xử lý áp suất và làm kín dưới tải trọng động. Điều này có nghĩa là vật liệu phớt gạt có thể ưu tiên khả năng chống mài mòn và ma sát thấp hơn là khả năng chịu áp suất cực cao, mặc dù chúng phải tránh tạo ra mảnh vụn hoặc làm mòn lớp mạ cần piston.

Cách chọn vật liệu gioăng gạt

Chọn vật liệu có đặc tính phù hợp với môi trường.

Chọn vật liệu bằng cách ưu tiên đối chiếu nhiệt độ và khả năng tiếp xúc với hóa chất. Các chất đàn hồi như nitrile (NBR) và polyurethane (PU) thường được sử dụng cho các gioăng gạt đa năng do khả năng chống mài mòn và phục hồi đàn hồi tốt. Đối với nhiệt độ cao hoặc tiếp xúc với hóa chất mạnh, hãy xem xét fluoroelastomer (FKM) hoặc perfluoroelastomer (FFKM). Đối với ma sát cực thấp và phạm vi nhiệt độ rất rộng, PTFE (polytetrafluoroethylene) và các vật liệu composite PTFE có chất độn được sử dụng rộng rãi; lưu ý rằng bản thân PTFE không đàn hồi như các chất đàn hồi và thường được sử dụng với lò xo hoặc làm lớp gia cường bằng vải cho các ứng dụng gạt. Để biết thêm thông tin về vật liệu, xem trang PTFE trên Wikipedia.(nguồn)và tổng quan về chất đàn hồi(nguồn).

Sự mài mòn, độ cứng và tương tác bề mặt thanh

Dụng cụ gạt cặn phải loại bỏ các hạt cặn bám trên cần piston mà không làm hỏng lớp mạ (mạ crom, crom cứng, bề mặt nitrat hóa). Polyurethane có khả năng chống mài mòn tuyệt vời và dễ sử dụng trong nhiều ứng dụng thủy lực, trong khi PTFE có ma sát thấp và khả năng trượt tốt nhưng có thể cần lớp lót mềm hơn để tránh rung giật. Việc lựa chọn độ cứng (Shore A) cân bằng giữa độ bền và khả năng thích ứng; độ cứng điển hình của dụng cụ gạt cặn nằm trong khoảng 60–90 Shore A tùy thuộc vào mức độ ô nhiễm và độ hoàn thiện của cần piston.

Kiểm tra và xác minh khả năng tương thích

Luôn kiểm tra tính tương thích của vật liệu với chất lỏng và chất gây ô nhiễm thực tế tại hiện trường. Sử dụng các biểu đồ tương thích hóa học đã được công bố làm hướng dẫn ban đầu, sau đó tiến hành các thử nghiệm ngâm tăng tốc và ma sát khi có thể. Các tiêu chuẩn và thử nghiệm thực tế từ nhà sản xuất hoặc phòng thí nghiệm bên thứ ba cung cấp dữ liệu có thể đo được về độ trương nở, khả năng giữ độ bền kéo và tổn thất do mài mòn. Để được hướng dẫn tiêu chuẩn hóa về các bộ phận làm kín như vòng chữ O, hãy xem bài viết về vòng chữ O và các tài liệu tham khảo về tiêu chuẩn ISO trên Wikipedia.(nguồn).

Ma trận so sánh và lựa chọn vật liệu

Các nhóm vật liệu dùng cho gioăng gạt

Các vật liệu phổ biến bao gồm Nitrile (NBR), Fluoroelastomer (FKM/Viton), Polyurethane (PU), PTFE (nguyên chất và có chất độn), EPDM, Silicone và Perfluoroelastomer (FFKM). Mỗi loại đều có những ưu nhược điểm riêng về phạm vi nhiệt độ, khả năng kháng hóa chất, khả năng chống mài mòn và chi phí. Bảng dưới đây tóm tắt các giá trị so sánh thực tế được các nhà thiết kế sử dụng; các phạm vi này là điển hình và cần được xác nhận lại cho loại vật liệu và điều kiện hoạt động cụ thể của bạn.

Nguồn thông tin về tính chất vật liệu: Trang thông tin vật liệu trên Wikipedia (PTFE)nguồnNBRnguồn, PUnguồn, FKMnguồn).

Lựa chọn giữa lưỡi gạt bằng chất đàn hồi và lưỡi gạt bằng PTFE

Các loại gạt bùn bằng chất đàn hồi (NBR, FKM, EPDM) có khả năng thích ứng tốt và bù trừ được độ lệch tâm của trục; chúng thường rẻ hơn. Gạt bùn PTFE và PTFE có chất độn mang lại ma sát rất thấp và khả năng kháng hóa chất tuyệt vời nhưng cần thiết kế cẩn thận để kiểm soát lực ép của mép làm kín và ngăn ngừa hiện tượng rung giật. PTFE có chất độn (đồng, carbon, MoS2) thường được chỉ định cho môi trường có độ mài mòn cao hoặc bị ô nhiễm vì chất độn giúp cải thiện khả năng chống mài mòn; nhiều nhà sản xuất (bao gồm cả Polypac) sản xuất các loại PTFE có chất độn cho các cấu hình làm kín.

Các thực tiễn tốt nhất về đặc tả kỹ thuật, thử nghiệm và mua sắm

Cách chỉ định gioăng gạt trong bản vẽ hoặc bảng kê vật liệu (BOM).

Bao gồm: loại gioăng (gioăng gạt/gioăng lau/gioăng chắn bụi), bản vẽ mặt cắt ngang, thành phần vật liệu (bao gồm độ cứng), đường kính và dung sai của trục, kích thước gioăng, độ hoàn thiện bề mặt và lớp mạ của trục, phạm vi nhiệt độ hoạt động dự kiến, môi trường tiếp xúc, biên dạng chuyển động (tốc độ hành trình, tần số) và số chu kỳ hoạt động yêu cầu. Chỉ ra bất kỳ tiêu chuẩn hoặc bản vẽ nào, chẳng hạn như rãnh ISO cho vòng chữ O nếu có liên quan.Tham chiếu ISO).

Các bài kiểm tra được khuyến nghị trước khi mua hàng sản xuất.

Yêu cầu chứng nhận vật liệu (MTR) và thực hiện hoặc yêu cầu các thử nghiệm sau: hao mòn (thử nghiệm Taber hoặc thử nghiệm tùy chỉnh), độ biến dạng nén, độ bền kéo, độ dẻo ở nhiệt độ thấp/cao và độ trương nở/ngâm trong chất lỏng thủy lực thực tế. Đối với các ứng dụng quan trọng, hãy tiến hành thử nghiệm trên băng ghế thử nghiệm toàn bộ cụm xi lanh với điều kiện nhiễm bẩn môi trường (bụi/nước) để xác nhận hiệu suất trong các chu kỳ hoạt động thực tế.

Nguồn cung ứng, thời gian giao hàng và đảm bảo chất lượng

Hãy hợp tác với các nhà cung cấp có khả năng chứng nhận nguồn gốc xuất xứ của hợp chất, cung cấp các mẫu thử nghiệm được đúc hoặc gia công, và hỗ trợ các công thức tùy chỉnh cho các điều kiện đặc biệt (ví dụ: PTFE có chất độn cho môi trường nhiều cát). Kiểm tra năng lực của nhà cung cấp – thiết bị thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, quy mô sản xuất, quan hệ đối tác lâu dài với các viện nghiên cứu – và yêu cầu tham khảo. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro bảo hành và các sự cố hỏng hóc tốn kém trong thực tế.

Polypac: năng lực sản xuất, vật liệu và phạm vi sản phẩm

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 cung cấp các giải pháp làm kín tùy chỉnh cho các điều kiện làm việc đặc biệt. Nhà máy sản xuất vòng cao su và vòng chữ O tùy chỉnh của Polypac có diện tích hơn 10.000 mét vuông, với diện tích nhà xưởng là 8.000 mét vuông. Thiết bị sản xuất và thử nghiệm của chúng tôi thuộc hàng tiên tiến nhất trong ngành. Là một trong những công ty lớn nhất tại Trung Quốc chuyên sản xuất và phát triển gioăng phớt, chúng tôi duy trì liên lạc và hợp tác lâu dài với nhiều trường đại học và viện nghiên cứu trong và ngoài nước.

Được thành lập vào năm 2008, Polypac bắt đầu bằng việc sản xuất các loại gioăng PTFE có chất độn, bao gồm PTFE có chất độn đồng, PTFE có chất độn carbon, PTFE có chất độn than chì, PTFE có chất độn MoS₂ và PTFE có chất độn thủy tinh. Ngày nay, chúng tôi đã mở rộng dòng sản phẩm của mình để bao gồm các vòng chữ O được làm từ nhiều vật liệu khác nhau như NBR, FKM, silicone, EPDM và FFKM. Các sản phẩm cốt lõi của Polypac liên quan đến việc lựa chọn gioăng gạt bao gồm: Vòng chữ O, Gioăng cần, Gioăng piston, Gioăng lò xo mặt cuối, Gioăng gạt, Gioăng quay, Vòng đệm và Vòng chắn bụi.

Tại sao nên cân nhắc sử dụng Polypac cho gioăng gạt và các bộ phận làm kín liên quan:

• Phát triển vật liệu toàn diện: kinh nghiệm với các loại PTFE có chất độn và các hợp chất đàn hồi được thiết kế riêng để đáp ứng các thách thức về mài mòn và hóa chất.
• Quy trình sản xuất và kiểm soát chất lượng tiên tiến: việc kiểm tra nội bộ giúp cải thiện tính nhất quán của từng lô sản phẩm và giảm thiểu lỗi phát sinh trong quá trình sử dụng.
• Khả năng tùy chỉnh: hình dạng hình học, công thức phối hợp và nguyên mẫu được thiết kế riêng để kiểm chứng hiệu suất trước khi sản xuất hàng loạt.
• Hợp tác kỹ thuật: Quan hệ đối tác liên tục với các trường đại học và viện nghiên cứu giúp nâng cao hiệu suất vật liệu và phương pháp thử nghiệm.

Đối với các nhà thiết kế cần gioăng gạt tùy chỉnh cho các môi trường khắc nghiệt (cát, phun muối, nhiệt độ cao hoặc hóa chất mạnh), Polypac có thể phát triển các hợp chất và sản xuất cả các lô nhỏ tùy chỉnh và sản xuất số lượng lớn với kiểm soát chất lượng có thể truy xuất nguồn gốc.

Mẹo lắp đặt, bảo trì và vòng đời sản phẩm

Thực hành cài đặt tốt nhất

Đảm bảo các cạnh vát của thanh chính xác để tránh làm hỏng mép gioăng trong quá trình lắp ráp. Làm sạch thanh kỹ lưỡng trước khi lắp đặt các lưỡi gạt mới. Sử dụng chất bôi trơn lắp ráp tương thích với vật liệu lưỡi gạt và chất lỏng trong hệ thống. Kiểm tra kỹ kích thước của gioăng – quá khít sẽ làm tăng ma sát; quá lỏng sẽ làm tăng nguy cơ bị ép đùn.

Các chỉ báo bảo trì và khoảng thời gian thay thế

Kiểm tra bề mặt thanh piston xem có vết xước, biến dạng mép gioăng và rò rỉ tăng lên ngoài gioăng chính hay không. Việc thường xuyên có bụi bẩn xâm nhập, dấu hiệu mài mòn trên lưỡi gạt hoặc bong tróc lớp mạ trên thanh piston cho thấy cần phải thay thế. Chu kỳ thay thế phụ thuộc vào chu kỳ hoạt động; thiết bị di động trong điều kiện bẩn có thể cần thay lưỡi gạt hàng năm hoặc thường xuyên hơn. Luôn dự trữ bộ dụng cụ dự phòng với vật liệu/độ cứng Shore tương ứng.

Nâng cấp các thiết kế hiện có

Nếu quan sát thấy hiện tượng mài mòn lưỡi gạt thường xuyên, hãy cân nhắc: nâng cấp lên PTFE có chất độn để giảm ma sát và cải thiện tuổi thọ; thay đổi độ cứng; thêm vòng đệm hỗ trợ để kiểm soát sự ép đùn; hoặc cải thiện độ hoàn thiện bề mặt và lớp mạ của thanh piston. Một cách tiếp cận toàn diện—cải thiện khả năng bảo vệ thanh piston, sử dụng vật liệu tốt hơn và xác thực các thử nghiệm nội bộ—sẽ mang lại lợi tức đầu tư (ROI) tốt nhất.

FAQ — Những câu hỏi thường gặp

1. Điểm khác biệt chính giữa gioăng gạt và gioăng cần là gì?

Các vòng gạt (vòng lau/vòng chắn bụi) ngăn chất bẩn xâm nhập vào gioăng và vòng đệm cần piston. Vòng đệm cần piston là các vòng đệm động giữ áp suất, ngăn ngừa rò rỉ chất lỏng. Cả hai đều bổ sung cho nhau; vòng gạt bảo vệ các bộ phận làm kín chính.

2. Tôi có thể sử dụng gioăng gạt PTFE trong xi lanh thủy lực không?

Đúng vậy—các loại gạt bụi PTFE hoặc PTFE có chất độn được sử dụng ở những nơi yêu cầu ma sát thấp và khả năng kháng hóa chất. PTFE không đàn hồi như cao su và thường cần có cấu trúc hỗ trợ hoặc lò xo để duy trì tiếp xúc. PTFE có chất độn giúp cải thiện khả năng chống mài mòn so với PTFE nguyên chất.

3. Loại vật liệu nào là tốt nhất cho môi trường nhiều bụi và mài mòn?

Polyurethane (PU) và một số loại PTFE có chất độn thường là lựa chọn tốt nhất cho các bề mặt bị ô nhiễm nặng do khả năng chống mài mòn cao (PU) hoặc ma sát thấp với chất độn (PTFE có chất độn). Sự lựa chọn cuối cùng phụ thuộc vào khả năng tương thích với chất lỏng và nhiệt độ.

4. Làm thế nào để xác định độ cứng (Shore A) chính xác cho dụng cụ cạo?

Chọn độ cứng dựa trên mức độ ô nhiễm và độ nhẵn bề mặt của thanh. Các lưỡi gạt mềm hơn (độ cứng Shore A thấp hơn) phù hợp hơn với độ lệch tâm và độ mài mòn của thanh nhưng có thể bị mòn nhanh hơn trong điều kiện mài mòn cao. Độ cứng điển hình của lưỡi gạt nằm trong khoảng 60–90 Shore A. Nên tiến hành thử nghiệm nguyên mẫu trong điều kiện thực tế.

5. Có tiêu chuẩn ngành nào cho gioăng gạt không?

Mặc dù bản thân các vòng đệm gạt có thể không có một tiêu chuẩn chung duy nhất, nhưng các thành phần và kích thước làm kín thường tham chiếu đến các tiêu chuẩn rãnh ISO và tiêu chuẩn ngành cụ thể. Để được hướng dẫn chung về các bộ phận làm kín, hãy xem các tài liệu về vòng chữ O và thuật ngữ làm kín như bài viết về vòng chữ O và các tài liệu tham khảo ISO liên quan.(nguồn).

6. Tôi nên kiểm tra vật liệu gạt bùn mới như thế nào trước khi lắp đặt cho toàn bộ đội xe?

Tiến hành các thử nghiệm trên băng ghế thử nghiệm mô phỏng tốc độ đóng mở van, sự xâm nhập của chất gây ô nhiễm và chu kỳ nhiệt. Thực hiện các thử nghiệm vật liệu về mất độ mài mòn, độ biến dạng nén, độ bền kéo và ngâm hóa chất. Các thiết bị thí điểm thực địa cung cấp sự xác thực thực tế nhất.

7. Polypac có thể cung cấp các hợp chất và mẫu thử theo yêu cầu riêng không?

Đúng vậy. Polypac phát triển các loại PTFE chứa chất độn tùy chỉnh và các hợp chất đàn hồi, đồng thời có thể sản xuất nguyên mẫu và mở rộng quy mô sản xuất với kiểm soát chất lượng toàn diện. Cơ sở vật chất và quan hệ đối tác nghiên cứu và phát triển của họ hỗ trợ các giải pháp phù hợp cho các điều kiện làm việc khắc nghiệt.

Để biết thêm thông tin chi tiết, xem catalog sản phẩm hoặc yêu cầu báo giá và mẫu sản phẩm cho các loại gioăng gạt và bộ dụng cụ làm kín hoàn chỉnh (vòng chữ O, gioăng cần, gioăng piston, vòng đệm, vòng chắn bụi), vui lòng liên hệ với đội ngũ kỹ sư bán hàng của Polypac. Truy cập trang sản phẩm của chúng tôi hoặc yêu cầu tư vấn để lựa chọn vật liệu và hình dạng gioăng gạt phù hợp với ứng dụng của bạn—nhận được hỗ trợ chuyên gia và tạo mẫu nhanh để kiểm chứng hiệu suất trước khi sản xuất hàng loạt.

Hãy liên hệ với Polypac để xem sản phẩm và yêu cầu hỗ trợ kỹ thuật: yêu cầu bộ mẫu và bảng dữ liệu kỹ thuật hoặc gửi bản vẽ để nhận báo giá tùy chỉnh.