Các loại phớt trục

Liên hệ với con dấu

Phớt tiếp xúc là lựa chọn phổ biến cho nhiều ứng dụng quay, cung cấp khả năng bịt kín hiệu quả thông qua tiếp xúc trực tiếp giữa bề mặt bịt kín và trục quay. Các phớt này được thiết kế để thích ứng với độ lệch trục, độ lệch tâm và giãn nở nhiệt trong khi vẫn duy trì giao diện bịt kín không đổi. Các loại phớt tiếp xúc phổ biến nhất bao gồm phớt môi hướng tâm, phớt cơ khí và đệm nén.

Phớt môi xuyên tâm

Phớt môi hướng tâm, còn được gọi là phớt trục quay hoặc phớt dầu, là loại phớt trục được sử dụng rộng rãi nhất. Chúng có một môi làm kín linh hoạt duy trì tiếp xúc với bề mặt trục, ngăn ngừa rò rỉ chất lỏng. Môi làm kín thường được làm từ vật liệu đàn hồi như NBR, FKM hoặc PTFE và có thể kết hợp lò xo garter để đảm bảo áp suất làm kín ổn định.

Phớt môi hướng tâm có nhiều kiểu dáng khác nhau, bao gồm cấu hình một môi, hai môi và nhiều môi, đáp ứng các yêu cầu ứng dụng khác nhau. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng ô tô, công nghiệp và hàng hải, chẳng hạn như trục khuỷu động cơ, trục truyền động và trục bơm.

Con dấu cơ khí

Con dấu cơ khí là các giải pháp bịt kín được thiết kế kỹ thuật cao bao gồm hai bề mặt bịt kín phẳng—một bề mặt cố định và một bề mặt quay—được giữ tiếp xúc bằng áp suất lò xo và áp suất chất lỏng. Các bề mặt bịt kín thường được làm từ vật liệu cứng, chống mài mòn như silicon carbide, tungsten carbide hoặc gốm.

Phớt cơ khí cung cấp hiệu suất bịt kín vượt trội so với phớt môi, khiến chúng phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi cao liên quan đến áp suất, nhiệt độ và tốc độ quay cao. Chúng thường được sử dụng trong máy bơm, máy nén, máy trộn và các thiết bị quay khác trong các ngành công nghiệp như dầu khí, chế biến hóa chất và phát điện.

Đóng gói nén

Đệm nén là giải pháp bịt kín truyền thống bao gồm các sợi bện hoặc xoắn của vật liệu bịt kín, chẳng hạn như PTFE, graphite hoặc sợi aramid. Vật liệu bịt kín được nén vào hộp nhồi, tạo ra một lớp đệm kín giữa trục quay và vỏ.

Trong khi các vật liệu đóng gói nén đã được thay thế phần lớn bằng các công nghệ niêm phong tiên tiến hơn, chúng vẫn được sử dụng trong một số ứng dụng nhất định, đặc biệt là trong các thiết bị cũ hơn hoặc trong những tình huống mà tính dễ bảo trì và chi phí thấp được ưu tiên. Tuy nhiên, các vật liệu đóng gói nén đòi hỏi phải điều chỉnh và thay thế thường xuyên để duy trì hiệu quả niêm phong.

Con dấu không tiếp xúc

Phớt không tiếp xúc, như tên gọi của nó, không dựa vào tiếp xúc trực tiếp giữa các thành phần bịt kín và trục quay. Thay vào đó, chúng sử dụng các đường dẫn mê cung, động lực học chất lỏng hoặc từ trường để tạo ra hiệu ứng bịt kín. Phớt không tiếp xúc được ưa chuộng trong các ứng dụng đòi hỏi ma sát thấp, tốc độ quay cao hoặc độ mài mòn tối thiểu. Các loại phớt không tiếp xúc phổ biến nhất bao gồm con dấu mê cung, phớt vòng nổi và phớt chất lỏng từ tính.

Con dấu Mê cung

Phớt Labyrinth bao gồm một loạt các khe hở chặt chẽ và các lối đi phức tạp tạo ra một đường đi quanh co cho chất lỏng, khiến cho việc rò rỉ khó xảy ra. Hiệu ứng bịt kín đạt được thông qua sự kết hợp của lực ly tâm, động lực học chất lỏng và sự giảm áp suất trên phớt.

Phớt Labyrinth phù hợp với các ứng dụng tốc độ cao và có thể xử lý nhiều loại nhiệt độ và áp suất. Chúng thường được sử dụng trong tua bin khí, máy nén và tua bin hơi, nơi thiết kế không tiếp xúc của chúng giúp giảm thiểu ma sát và mài mòn.

Vòng đệm nổi

Phớt vòng nổi, còn được gọi là phớt ống lót hoặc phớt hình khuyên, bao gồm một vòng nổi nằm giữa trục quay và vỏ cố định. Vòng này thường được làm từ vật liệu chống mài mòn, chẳng hạn như than chì carbon hoặc PTFE, và được thiết kế để nổi tự do theo hướng xuyên tâm.

Hiệu ứng bịt kín đạt được thông qua sự kết hợp giữa lực ly tâm và động lực học chất lưu, với vòng nổi hoạt động như một rào cản rò rỉ chất lỏng. Phớt vòng nổi thích hợp cho các ứng dụng tốc độ cao và có thể xử lý được độ lệch và sai lệch của trục.

Phớt chất lỏng từ tính

Phớt chất lỏng từ tính sử dụng ferrofluid, là hỗn hợp các hạt từ tính trong chất lỏng mang, để tạo ra vòng chữ O lỏng xung quanh trục. Ferrofluid được giữ cố định bằng nam châm vĩnh cửu, tạo thành một lớp đệm kín ngăn rò rỉ.

Phớt chất lỏng từ tính có một số ưu điểm, bao gồm ma sát thấp, hiệu quả bịt kín cao và khả năng chịu được độ lệch trục và độ lệch tâm. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng chân không cao, chẳng hạn như thiết bị sản xuất chất bán dẫn và công nghệ vũ trụ.

Những cân nhắc khi lựa chọn con dấu

Điều kiện hoạt động

Áp suất: Phớt phải có khả năng chịu được áp suất tối đa trong hệ thống, cả áp suất tĩnh và áp suất động.
Nhiệt độ: Vật liệu làm kín phải tương thích với phạm vi nhiệt độ hoạt động, đảm bảo duy trì được các đặc tính và hiệu suất của nó.
Tốc độ: Thiết kế phớt phải phù hợp với tốc độ quay của trục, cân nhắc đến các yếu tố như lực ly tâm và tỏa nhiệt.
Runout: Con dấu phải chứa bất kỳ trục chạy ra ngoài hoặc sai lệch mà không làm giảm hiệu quả bịt kín của nó.

Tính chất chất lỏng

Độ nhớt: Phớt phải có khả năng chịu được độ nhớt của chất lỏng, đảm bảo hiệu suất bôi trơn và bịt kín thích hợp.
Độ sạch: Thiết kế phớt phải tính đến độ sạch của chất lỏng, xem xét các yếu tố như ô nhiễm hạt và yêu cầu lọc.
Độ mài mòn: Nếu chất lỏng có chứa các hạt mài mòn, vật liệu làm kín phải có khả năng chống mài mòn để tránh mài mòn và rò rỉ quá mức.
Khả năng phản ứng hóa học: Vật liệu làm kín phải tương thích về mặt hóa học với chất lỏng để ngăn ngừa sự phân hủy và đảm bảo hiệu suất lâu dài.

Nhân tố môi trường

Bụi: Trong môi trường nhiều bụi, có thể cần đến các miếng đệm có thêm khe chắn bụi hoặc thiết kế dạng mê cung để ngăn chặn sự xâm nhập của các hạt bụi và chống mài mòn sớm.
Độ ẩm: Các miếng đệm tiếp xúc với độ ẩm hoặc nước phải được thiết kế để chống ăn mòn và duy trì hiệu quả bịt kín trong điều kiện ẩm ướt.
Độ rung: Trong các ứng dụng có mức độ rung động cao, thiết kế phớt phải đủ chắc chắn để duy trì tiếp xúc và ngăn ngừa rò rỉ.

Giao diện trục và vỏ

Hoàn thiện bề mặt: Hoàn thiện bề mặt trục phải phù hợp với loại phớt, đảm bảo tiếp xúc thích hợp và giảm thiểu mài mòn.
Độ đồng tâm: Vỏ phớt và trục phải đồng tâm để tránh hao mòn không đều và rò rỉ.
Sự giãn nở vì nhiệt: Thiết kế phớt phải thích ứng với mọi sự khác biệt về độ giãn nở vì nhiệt giữa vật liệu trục và vỏ để duy trì hiệu quả bịt kín.

Tỷ lệ rò rỉ và tuổi thọ dự kiến

Tỷ lệ rò rỉ: loại và vật liệu niêm phong phải được lựa chọn để đạt được tỷ lệ rò rỉ mong muốn, xem xét các yếu tố như tính chất của chất lỏng và điều kiện vận hành.
Kỳ vọng về tuổi thọ: Thiết kế và vật liệu phớt phải được lựa chọn để mang lại tuổi thọ mong đợi, có tính đến các yếu tố như hao mòn, xuống cấp và khoảng thời gian bảo trì.

Dễ dàng cài đặt và bảo trì

Lắp đặt: Thiết kế phớt phải cho phép lắp đặt dễ dàng và chính xác, chỉ cần ít công cụ chuyên dụng hoặc đào tạo nhất.
Bảo trì: Phớt phải được thiết kế sao cho dễ dàng kiểm tra, vệ sinh và thay thế, giảm thiểu thời gian chết và chi phí bảo trì.

Tùy chọn vật liệu niêm phong

Chất đàn hồi

Chất đàn hồi được sử dụng rộng rãi trong phớt trục do tính linh hoạt, khả năng phục hồi và đặc tính bịt kín của chúng. Các chất đàn hồi phổ biến nhất được sử dụng trong các ứng dụng bịt kín bao gồm:

Cao su Nitrile Butadiene (NBR): NBR là một loại elastomer đa năng có khả năng chống dầu, nhiên liệu và chất lỏng thủy lực tốt, phù hợp cho các ứng dụng bịt kín thông thường.
Fluoroelastomer (FKM): FKM có khả năng chống chịu tuyệt vời với nhiệt độ cao, hóa chất và chất lỏng có tính ăn mòn, khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe trong ngành công nghiệp hóa chất và dầu mỏ.
Ethylene Propylene Diene Monomer (EPDM): EPDM được biết đến với khả năng chống lại ôzôn, thời tiết và nhiệt độ cao, do đó phù hợp cho các ứng dụng ngoài trời và nhiệt độ cao.
Polytetrafluoroethylene (PTFE): PTFE là vật liệu có khả năng chống hóa chất cao và ma sát thấp, thường được sử dụng kết hợp với chất đàn hồi để tăng cường hiệu suất bịt kín và giảm mài mòn.

Polyme nhiệt rắn

Polyme nhiệt rắn là một loại vật liệu khác được sử dụng trong phớt trục, có độ bền cao, khả năng chống mài mòn và độ ổn định nhiệt. Các loại polyme nhiệt rắn phổ biến bao gồm:

Polyurethane: Phớt polyurethane có khả năng chống mài mòn, chống rách và chống dầu và dung môi tuyệt vời, phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi khắt khe.
Polyacrylate: Phớt polyacrylate có khả năng chống nhiệt, dầu và hóa chất tốt và thường được sử dụng trong môi trường chất lỏng có nhiệt độ cao và ăn mòn.

Nhựa nhiệt dẻo

Vật liệu nhiệt dẻo ngày càng được sử dụng nhiều trong phớt trục do khả năng chống hóa chất tuyệt vời, ma sát thấp và độ ổn định ở nhiệt độ cao. Các loại nhiệt dẻo phổ biến nhất được sử dụng trong ứng dụng phớt bao gồm:

Polytetrafluoroethylene (PTFE): PTFE là vật liệu có khả năng chống hóa chất cao và ma sát thấp, thường được sử dụng kết hợp với chất đàn hồi hoặc làm vật liệu bịt kín rắn trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.
Polyetheretherketone (PEEK): PEEK có độ bền cơ học, khả năng chống mài mòn và khả năng chống hóa chất tuyệt vời, phù hợp với môi trường chất lỏng có nhiệt độ cao và ăn mòn.
Polyphenylene Sulfide (PPS): PPS được biết đến với độ bền, độ cứng và khả năng chống hóa chất cao, phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe trong ngành công nghiệp hóa chất và ô tô.

Vật liệu mặt

Trong phớt cơ khí, vật liệu mặt rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả bịt kín và hiệu suất lâu dài. Các vật liệu mặt phổ biến nhất được sử dụng trong phớt cơ khí bao gồm:

Carbon: Carbon graphite là vật liệu bề mặt được sử dụng rộng rãi do có khả năng bôi trơn tuyệt vời, khả năng chống hóa chất và tương thích với nhiều loại chất lỏng.
Cacbua silic: Cacbua silic có độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và kháng hóa chất, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi khắt khe với chất lỏng mài mòn hoặc áp suất cao.
Cacbua Vonfram: Cacbua Vonfram được biết đến với độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và tương thích với nhiều loại chất lỏng, phù hợp cho các ứng dụng áp suất cao và tốc độ cao.
Lớp phủ kim cương: Bề mặt phủ kim cương có độ cứng, khả năng chống mài mòn và ma sát thấp đặc biệt, phù hợp với những ứng dụng khắt khe nhất với chất lỏng mài mòn hoặc áp suất cao.

Câu hỏi thường gặp

Có bao nhiêu loại phớt trục tàu biển?

Phớt trục tàu biển được thiết kế để ngăn nước xâm nhập vào tàu qua trục chân vịt. Các loại phớt trục tàu biển phổ biến nhất bao gồm:

Gioăng môi: Gioăng môi hướng tâm có môi mềm dẻo giúp duy trì tiếp xúc với bề mặt trục, ngăn nước xâm nhập.
Phớt cơ khí: Phớt mặt bao gồm một mặt cố định và một mặt quay, được giữ tiếp xúc bằng áp suất lò xo và áp suất chất lỏng.
Phớt dạng mê cung: Phớt không tiếp xúc sử dụng một loạt các khe hở hẹp và các đường dẫn phức tạp để tạo ra đường đi quanh co cho chất lỏng, khiến nước khó có thể xâm nhập.
Phớt ống thổi: Phớt cơ khí có bộ phận ống thổi linh hoạt giúp điều chỉnh chuyển động và độ lệch của trục trong khi vẫn duy trì hiệu quả bịt kín.

Có những loại phớt dầu nào?

Phớt dầu, còn được gọi là phớt môi hướng tâm, được thiết kế để ngăn rò rỉ chất lỏng và bảo vệ chống lại các chất gây ô nhiễm trong nhiều ứng dụng khác nhau. Các loại phớt dầu phổ biến nhất bao gồm:

Phớt một môi: Phớt có một môi duy trì tiếp xúc với bề mặt trục, ngăn ngừa rò rỉ chất lỏng.
Phớt hai môi: Phớt có hai môi, mang lại hiệu suất bịt kín được cải thiện và bảo vệ chống lại các chất gây ô nhiễm.
Phớt băng cassette: Phớt được lắp ráp sẵn bao gồm vỏ kim loại, môi phớt và lò xo đai, giúp lắp đặt và thay thế dễ dàng.
Phớt trục: Phớt được thiết kế để chống lại chuyển động dọc trục, thường được sử dụng trong các ứng dụng có trục hoặc thanh chuyển động qua lại.

Có bao nhiêu loại phớt quay khác nhau?

Phớt quay được thiết kế để ngăn rò rỉ chất lỏng và duy trì áp suất hệ thống trong thiết bị quay. Các loại phớt quay phổ biến nhất bao gồm:

Phớt môi hướng tâm: Phớt có môi làm kín linh hoạt giúp duy trì tiếp xúc với bề mặt trục quay, ngăn ngừa rò rỉ chất lỏng.
Phớt cơ khí: Phớt mặt bao gồm một mặt cố định và một mặt quay, được giữ tiếp xúc bằng áp suất lò xo và áp suất chất lỏng, mang lại khả năng bịt kín hiệu quả trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.
Phớt dạng mê cung: Phớt không tiếp xúc sử dụng một loạt các khe hở hẹp và đường dẫn phức tạp để tạo ra đường dẫn quanh co cho chất lỏng, giảm thiểu rò rỉ trong các ứng dụng tốc độ cao.
Phớt vòng nổi: Phớt không tiếp xúc bao gồm một vòng nổi nằm giữa trục quay và vỏ cố định, cung cấp khả năng bịt kín thông qua lực ly tâm và động lực học chất lưu.