Cách chọn vật liệu phớt thanh truyền phù hợp

Cách chọn vật liệu phớt thanh truyền phù hợp

Tại sao lựa chọn vật liệu lại quan trọng đối với phớt thanh

Phớt thanh truyền đóng vai trò thiết yếu đối với hiệu suất hệ thống và tuổi thọ của xi lanh thủy lực và khí nén. Việc lựa chọn vật liệu phớt thanh truyền phù hợp sẽ ảnh hưởng đến khả năng kiểm soát rò rỉ, tuổi thọ, ma sát, độ nhạy và khả năng tương thích với chất lỏng và môi trường. Lựa chọn vật liệu kém có thể dẫn đến hao mòn nhanh, tăng mức tiêu thụ năng lượng, thời gian chết và chi phí sửa chữa tốn kém. Hướng dẫn này giải thích cách lựa chọn vật liệu phớt thanh truyền dựa trên điều kiện vận hành, cung cấp bảng so sánh vật liệu và đưa ra lời khuyên thực tế về lựa chọn và thử nghiệm mà bạn có thể sử dụng khi chỉ định phớt thanh truyền cho thiết bị mới hoặc hiện có.

Các yếu tố vận hành chính cần đánh giá khi lựa chọn phớt thanh

Bắt đầu lựa chọn vật liệu bằng cách ghi chép lại phạm vi hoạt động. Đối với phớt thanh truyền, đây là những yếu tố quan trọng nhất:

• Phạm vi nhiệt độ: nhiệt độ liên tục và nhiệt độ cao nhất mà lớp niêm phong sẽ trải qua.
• Áp suất: áp suất hệ thống tối đa và bất kỳ mức áp suất tăng đột biến nào.
• Tốc độ: tốc độ bề mặt thanh hoặc tần số dao động và chiều dài hành trình.
• Tiếp xúc với chất lỏng và hóa chất: chất lỏng thủy lực, chất phụ gia, dung môi hoặc chất gây ô nhiễm.
• Tải trọng cơ học và khe hở đùn: kích thước khe hở và nhu cầu về vòng đệm dự phòng.
• Mài mòn và nhiễm bẩn: sự xâm nhập của các hạt và bề mặt hoàn thiện.
• Yêu cầu về ma sát: ma sát ban đầu thấp so với ma sát khi chạy ổn định.

Ghi lại từng thông số bằng số nếu có thể. Điều này tạo ra dữ liệu đầu vào hợp lệ cho biểu đồ lựa chọn vật liệu và khuyến nghị thiết kế của nhà cung cấp, đồng thời đảm bảo phớt thanh truyền được chọn sẽ đáp ứng các yêu cầu về công suất.

Vật liệu bịt kín thanh thông dụng và độ bền đặc trưng của chúng

Dưới đây là các vật liệu bịt kín thanh được sử dụng nhiều nhất và lý do tại sao các kỹ sư lại chọn chúng để làm bịt ​​kín thanh:

• Cao su nitrile (NBR): Được sử dụng rộng rãi cho mục đích chungphớt thủy lựcdo khả năng chống dầu tốt, phạm vi nhiệt độ hợp lý và giá cả cạnh tranh.
• Fluoroelastomer (FKM/Viton): Khả năng chịu nhiệt và hóa chất tuyệt vời trong môi trường chất lỏng có nhiệt độ cao hoặc khắc nghiệt.
• Polyurethane (PU): Độ bền xé cao, tỷ lệ mài mòn thấp, khả năng chống mài mòn tuyệt vời trong các ứng dụng năng động với áp suất cao hơn.
• PTFE và hợp chất PTFE pha trộn: Ma sát rất thấp, phạm vi nhiệt độ rộng, khả năng chống hóa chất tuyệt vời; thường được sử dụng làm môi đệm kín hoặc làm miếng đệm ổ trục trong phớt composite.
• Silane và VMQ (silicon): Độ linh hoạt tốt ở nhiệt độ thấp và nhiệt độ khắc nghiệt nhưng khả năng chống mài mòn hạn chế trong việc bịt kín thanh thủy lực động; thường được sử dụng ở nơi mà nhiệt độ, không phải áp suất, là mối quan tâm chính.
• FFKM: Vật liệu perfluoroelastomer chuyên dụng dành cho các ứng dụng hóa chất mạnh nhất và nhiệt độ cao mà FKM thông thường không đáp ứng được.

So sánh vật liệu: nhiệt độ, áp suất, ma sát và khả năng chống hóa chất

Bảng dưới đây tóm tắt các giới hạn hiệu suất điển hình của các vật liệu bịt kín thanh truyền phổ biến. Hãy sử dụng bảng này làm điểm khởi đầu; công thức hợp chất thực tế, chất độn và quy trình xử lý sẽ thay đổi các đặc tính. Khi có giới hạn áp suất, chúng chỉ mang tính chất tham khảo cho loại bịt kín thanh truyền một môi không có vòng đệm và phụ thuộc vào khe hở đùn và khả năng chịu đùn.

Nguồn dữ liệu bảng được cung cấp ở cuối bài viết này. Luôn kiểm tra với các bảng dữ liệu hợp chất cụ thể và dữ liệu thử nghiệm của nhà cung cấp cho các thiết kế quan trọng.

Tốc độ và ma sát ảnh hưởng như thế nào đến việc lựa chọn vật liệu cho phớt thanh

Ma sát động quyết định sự sinh nhiệt tại giao diện phớt-thanh truyền. Ma sát cao hơn có thể gây ra hiện tượng dính trượt, phản ứng chậm hơn và mài mòn nhanh hơn. Khi ma sát thấp là cần thiết — ví dụ như trong các xi lanh nhạy cảm với vị trí, bộ truyền động công suất thấp hoặc hành trình dài ở tần số cao — thì các mép PTFE hoặc PTFE-composite là phổ biến. Khi hệ thống làm kín dựa trên độ thấm thấp và khả năng phục hồi đàn hồi tốt, các chất đàn hồi như NBR hoặc FKM hoạt động tốt nhưng có thể tạo ra ma sát cao hơn. Polyurethane cân bằng khả năng chống mài mòn và ma sát chấp nhận được cho nhiều ứng dụng chuyển động tịnh tiến tải trọng cao.

Áp suất, khe hở đùn và vai trò của vòng đệm

Ở áp suất cao hơn, vật liệu mềm có thể đùn vào khe hở giữa cần piston và nắp bịt. Các vật liệu như PU và PTFE có đệm có khả năng chống đùn tốt hơn so với elastomer thông thường. Đối với áp suất rất cao, hãy sử dụng vòng đệm cơ học (vòng đệm gia cường, vòng đệm gia cường vải) kết hợp với vật liệu mép phớt phù hợp. Sự kết hợp giữa bộ kích hoạt elastomer với mép phớt PTFE ma sát thấp và vòng đệm là một chiến lược phổ biến cho các thiết kế phớt thanh piston đòi hỏi khắt khe.

Khả năng tương thích hóa học và lựa chọn chất lỏng cho phớt thanh

Khả năng tương thích hóa học là không thể bàn cãi. Vật liệu bị trương nở, cứng lại hoặc mềm đi trong quá trình sử dụng sẽ nhanh hỏng. Đối với dầu thủy lực khoáng, NBR, FKM, PU và PTFE thường tương thích. Đối với dầu este phosphate, dầu thủy lực ăn mòn, hoặc hệ thống có hàm lượng glycol cao, có thể cần đến FKM hoặc FFKM. Môi trường nước và hơi nước thường yêu cầu EPDM. Luôn tham khảo biểu đồ tương thích chất lỏng và chạy thử nghiệm ngâm để tìm các kết hợp hợp chất-chất lỏng mới trước khi triển khai hoàn toàn.

Những cân nhắc về độ mài mòn, độ mài mòn và bề mặt hoàn thiện

Độ hoàn thiện và tạp chất của thanh truyền động ảnh hưởng đến độ mài mòn. Thanh truyền động được đánh bóng với Ra nhỏ hơn 0,4 micromet giúp giảm thiểu mài mòn; độ hoàn thiện kém hoặc các hạt bám dính sẽ làm tăng tốc độ hư hỏng của mép phớt. Polyurethane có khả năng chống mài mòn tuyệt vời so với nhiều loại elastomer khác và là lựa chọn tốt cho môi trường bị ô nhiễm. Để kiểm soát tốt và giảm mài mòn trong các hệ thống sạch, mép phớt composite PTFE mang lại tuổi thọ cao và ma sát tối thiểu.

Khuyến nghị thử nghiệm và tạo mẫu

Trước khi cam kết sản xuất hàng loạt, hãy niêm phong nguyên mẫu và chạy thử trong điều kiện mô phỏng hoạt động thực địa. Các thử nghiệm được khuyến nghị bao gồm:

• Kiểm tra độ bền thủy lực ở áp suất và tốc độ vận hành trong nhiều triệu chu kỳ nếu có thể.
• Thử nghiệm ngâm nhiệt độ ở mức cực đại và cực tiểu khi có chất lỏng làm việc.
• Đo ma sát trên nhiều tốc độ để đánh giá lực cản hoặc lực dính.
• Thử nghiệm đùn với các khe đùn tiêu biểu và thiết lập vòng đệm dự phòng.

Ghi lại kết quả và tham khảo ý kiến ​​nhà cung cấp phớt để tối ưu hóa hợp chất. Các nhà cung cấp vật liệu và nhà sản xuất tiên tiến cung cấp cơ sở thử nghiệm và có thể thực hiện thử nghiệm vòng đời tăng tốc để xác nhận thiết kế.

Chi phí so với hiệu suất: chiến lược lựa chọn thực tế

Chi phí vật liệu chỉ là một yếu tố trong tổng chi phí sở hữu. Hãy xem xét phương pháp thực tế sau:

1. Xác định hiệu suất tối thiểu có thể chấp nhận được (độ kín, tuổi thọ, an toàn).
2. Chọn vật liệu đáp ứng mọi điều kiện vận hành; loại bỏ sớm các lựa chọn không tương thích.
3. Xem xét tổng chi phí vòng đời: thời gian ngừng hoạt động, khoảng thời gian bảo trì, tổn thất năng lượng do ma sát và độ phức tạp của hàng tồn kho.
4. Tạo mẫu và kiểm chứng. Nếu vật liệu đắt tiền hơn kéo dài đáng kể thời gian bảo trì hoặc cải thiện độ tin cậy, chúng có thể rẻ hơn trong suốt vòng đời tài sản.

Tại sao nên chọn nhà sản xuất chuyên dụng cho phớt thanh

Các nhà sản xuất chuyên biệt kết hợp phát triển vật liệu, bí quyết gia công và thiết bị thử nghiệm để tối ưu hóa phớt thanh cho các điều kiện cụ thể. Họ có thể tùy chỉnh công thức hợp chất, thiết kế môi composite (chất đàn hồi cộng với miếng chèn PTFE), và đề xuất hình dạng tuyến đệm hoặc các thành phần dự phòng để tối đa hóa tuổi thọ phớt. Việc hợp tác với một đối tác có năng lực R&D và sản xuất đã được chứng minh giúp giảm thiểu rủi ro và rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường.

Hồ sơ Polypac: phớt thanh tùy chỉnh, khả năng phát triển vật liệu và sản xuất

Polypac là nhà sản xuất phớt thủy lực khoa học và kỹ thuật và nhà cung cấp phớt dầu chuyên sản xuất phớt, phát triển vật liệu bịt kín và tùy chỉnhgiải pháp niêm phongcho các điều kiện làm việc đặc biệt. Được thành lập vào năm 2008, Polypac khởi đầu bằng việc sản xuất phớt PTFE chứa đầy, bao gồm PTFE chứa đồng, PTFE chứa carbon, PTFE than chì, PTFE chứa MoS2 và PTFE chứa thủy tinh. Ngày nay, Polypac đã mở rộng dòng sản phẩm của mình sang các loại vòng đệm chữ O làm từ NBR, FKM, silicone, EPDM và FFKM.

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 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 Trung Quốc chuyên sản xuất và phát triển phớt chặn, chúng tôi duy trì mối quan hệ hợp tác lâu dài với nhiều trường đại học và viện nghiên cứu trong nước và quốc tế.

Điểm mạnh và năng lực cốt lõi của sản phẩm Polypac

Polypac cung cấp dịch vụ phát triển nội bộ các hợp chất bịt kín, khả năng đúc và gia công tiên tiến cho PTFE và vật liệu đã được làm đầyLinh kiện PTFEvà các giải pháp bịt kín tùy chỉnh cho môi trường khắc nghiệt hoặc các yêu cầu cơ học đặc biệt. Các dòng sản phẩm chính bao gồm:

• Vòng chữ O
• Phớt thanh
• Phớt piston
• Phớt lò xo mặt cuối
• Phớt cạo
• Phớt quay
• Vòng dự phòng
• Vòng bụi

Lợi thế cạnh tranh của Polypac bao gồm chuyên môn sâu về công nghệ PTFE pha tạp, danh mục hợp chất đàn hồi đa dạng, thiết bị thử nghiệm và sản xuất tiên tiến, cùng mối quan hệ hợp tác nghiên cứu và phát triển với các tổ chức học thuật. Sự kết hợp này cho phép tạo ra các giải pháp tùy chỉnh như phớt chặn PTFE với chất làm kín đàn hồi, phớt chặn polyurethane áp suất cao và hợp chất FFKM cho các ứng dụng hóa chất khắc nghiệt nhất.

Danh sách kiểm tra thực tế khi đặt hàng hoặc chỉ định phớt thanh

Sử dụng danh sách kiểm tra này để giảm thiểu lỗi khi bạn đặt hàng hoặc viết thông số kỹ thuật:

• Cung cấp đường kính thanh chính xác, kích thước tuyến và dung sai khe hở đùn.
• Chỉ định phạm vi nhiệt độ hoạt động và áp suất tối đa, bao gồm cả các đột biến tạm thời.
• Liệt kê loại chất lỏng thủy lực, chất phụ gia và bất kỳ chất gây ô nhiễm nào có thể có.
• Lưu ý thời gian sử dụng hoặc thời gian bảo trì cần thiết và bất kỳ tiêu chuẩn công nghiệp nào cần đáp ứng.
• Yêu cầu bảng dữ liệu vật liệu, dữ liệu thử nghiệm ma sát và quy trình lắp đặt được đề xuất.

Liên hệ với Polypac để được hỗ trợ thử nghiệm và cung cấp phớt thanh tùy chỉnh

Nếu ứng dụng của bạn liên quan đến các điều kiện đặc biệt như chu kỳ nhiệt độ khắc nghiệt, tạp chất mài mòn hoặc chất lỏng không đạt tiêu chuẩn, hãy liên hệ với đội ngũ kỹ thuật của Polypac để được xem xét ứng dụng. Chúng tôi cung cấp hướng dẫn lựa chọn vật liệu, sản xuất mẫu thử và thử nghiệm nhanh để chứng minh hiệu suất trước khi sản xuất hàng loạt. Xem danh mục sản phẩm của chúng tôi hoặc yêu cầu báo giá để thảo luận về các loại phớt thanh được thiết kế riêng cho ứng dụng của bạn.

Câu hỏi thường gặp

Q: Vật liệu nào là tốt nhất cho mục đích chung?phớt thanh thủy lực?
A: NBR thường là lựa chọn hàng đầu cho phớt thanh thủy lực đa năng nhờ khả năng chống dầu và tiết kiệm chi phí. Đối với nhiệt độ cao hơn hoặc chất lỏng ăn mòn, vật liệu composite FKM hoặc PTFE có thể được ưu tiên hơn.

H: Tôi có thể sử dụng thanh đệm polyurethane ở nhiệt độ cao không?
A: Hợp chất PU tiêu chuẩn thường có giới hạn trên khoảng 90 đến 100°C. Đối với nhiệt độ cao hơn, hãy cân nhắc vật liệu gốc FKM hoặc PTFE. Luôn kiểm tra bảng dữ liệu hợp chất.

H: Làm thế nào để ngăn chặn phớt bị đùn ra ở áp suất cao?
A: Giảm khoảng cách đùn, chọn vật liệu có khả năng chống đùn tốt hơn như PU hoặc PTFE có độn và sử dụng vòng đệm hoặc các bộ phận đệm gia cố khi cần thiết.

H: Gioăng thanh PTFE có phù hợp với thanh chuyển động tịnh tiến không?
A: Có. Vật liệu PTFE pha tạp được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng động lực nhờ ma sát thấp và dải nhiệt độ rộng. Nhiều thiết kế sử dụng đầu PTFE với chất làm kín đàn hồi để cải thiện khả năng bịt kín ở áp suất thấp.

H: Bề mặt thanh hoàn thiện quan trọng như thế nào?
A: Rất quan trọng. Một thanh phớt nhẵn, được đánh bóng đúng cách sẽ giúp giảm mài mòn và kéo dài tuổi thọ phớt. Độ hoàn thiện bề mặt nên đạt khoảng Ra 0,2-0,6 micromet tùy thuộc vào vật liệu phớt.

Liên hệ và CTA sản phẩm

Để được tư vấn, thiết kế riêng, yêu cầu mẫu hoặc xem toàn bộ dòng sản phẩm phớt thanh truyền động, vòng đệm chữ O, phớt piston và nhiều sản phẩm khác của Polypac, vui lòng liên hệ với đội ngũ bán hàng hoặc truy cập trang sản phẩm của chúng tôi. Polypac có thể giúp bạn lựa chọn vật liệu phớt thanh truyền động phù hợp với điều kiện vận hành của bạn và cung cấp mẫu thử để kiểm định.

Tài liệu tham khảo và nguồn dữ liệu

Các nguồn được sử dụng để biên soạn các đặc tính vật liệu và hướng dẫn trong tài liệu này

• Sổ tay vòng đệm Parker O-Ring, Tập đoàn Parker Hannifin.
• Hướng dẫn về vật liệu phớt SKF và tài liệu kỹ thuật.
• Dữ liệu tính chất vật liệu MatWeb, bảng dữ liệu PTFE và polyurethane.
• ASTM D2000 - Hệ thống phân loại tiêu chuẩn cho các sản phẩm cao su trong dịch vụ ô tô.
• Tài liệu kỹ thuật và bảng dữ liệu của nhà sản xuất về hợp chất PTFE có chứa chất độn.