Loại chất bôi trơn nào được sử dụng cho phốt cơ khí

Phớt cơ khí sử dụng chất bôi trơn như dầu tổng hợp, mỡ, chất bôi trơn khô và chất lỏng ngăn chặn hoặc đệm để giảm thiểu ma sát và mài mòn. Việc lựa chọn chất bôi trơn phù hợp phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ, áp suất, tốc độ, khả năng tương thích của chất lỏng và độ nhớt.

Khi phớt cơ khí được lắp đặt đúng cách và máy bơm đang chạy, mặt phớt quay tạo ra lực ly tâm kéo một lớp chất lỏng mỏng giữa các mặt phớt. Lớp chất lỏng này bôi trơn các bề mặt tiếp xúc, giảm thiểu ma sát và mài mòn. Chất lỏng cũng giúp tản nhiệt do các bề mặt quay tạo ra, ngăn ngừa quá nhiệt và hư hỏng do nhiệt đối với các thành phần phớt.

Các loại chất bôi trơn cho phớt cơ khí

Dầu tổng hợp

Dầu tổng hợp là chất bôi trơn được sử dụng rộng rãi trong phớt cơ khí do có độ ổn định nhiệt và oxy hóa tuyệt vời, độ bay hơi thấp và khả năng tương thích với nhiều loại chất đàn hồi và vật liệu mặt phớt. Chúng duy trì độ nhớt trong phạm vi nhiệt độ rộng, đảm bảo bôi trơn thích hợp ngay cả trong môi trường khắc nghiệt. Các loại dầu tổng hợp phổ biến bao gồm polyalphaolefin (PAO), polyalkylene glycol (PAG) và perfluoropolyether (PFPE).

Dầu tổng hợp được ưa chuộng cho các ứng dụng nhiệt độ cao, chẳng hạn như trong máy bơm cấp liệu nồi hơi hoặc lò phản ứng, nơi dầu khoáng có thể bị phân hủy hoặc tạo thành cặn trên bề mặt phớt. Chúng cũng vượt trội trong các ứng dụng liên quan đến hóa chất mạnh hoặc chất lỏng ăn mòn có thể làm hỏng chất bôi trơn thông thường.

Dầu mỡ

Mỡ bôi trơn là chất bôi trơn bán rắn bao gồm dầu gốc, chất làm đặc và phụ gia. Nó cung cấp các đặc tính bịt kín và bôi trơn tuyệt vời trong phớt cơ khí, đặc biệt là trong các ứng dụng có tốc độ chậm, tải trọng cao hoặc hoạt động không liên tục. Chất làm đặc tạo thành một lớp màng bảo vệ trên bề mặt phớt, ngăn ngừa tiếp xúc trực tiếp và giảm mài mòn.

Mỡ được phân loại theo loại dầu gốc (khoáng, tổng hợp hoặc thực vật) và chất làm đặc (xà phòng hoặc không phải xà phòng). Mỡ gốc lithium phổ biến trong các ứng dụng mục đích chung, trong khi mỡ silicon, flo hoặc polyurea được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao hoặc có tính ăn mòn hóa học.

Chất bôi trơn khô

Chất bôi trơn khô, còn được gọi là chất bôi trơn rắn, được sử dụng trong phớt cơ khí khi chất bôi trơn dạng lỏng hoặc mỡ thông thường không phù hợp. Chúng được áp dụng như lớp phủ mỏng trên bề mặt phớt và cung cấp khả năng bôi trơn thông qua độ bền cắt thấp và khả năng chịu tải cao. Chất bôi trơn khô thông thường bao gồm graphite, molypden disulfide (MoS2), polytetrafluoroethylene (PTFE) và hexagonal boron nitride (hBN).

Chất bôi trơn khô lý tưởng cho môi trường nhiệt độ cao, chân không hoặc bức xạ, nơi chất bôi trơn dạng lỏng sẽ bốc hơi, phân hủy hoặc thoát khí. Chúng cũng tuyệt vời trong các ứng dụng liên quan đến các hạt mài mòn hoặc chất gây ô nhiễm có thể làm tắc nghẽn hoặc làm hỏng các phớt bôi trơn thông thường.

Chất lỏng rào cản và chất lỏng đệm

Trong một số con dấu cơ khí Thiết kế, chất lỏng chắn hoặc chất lỏng đệm được sử dụng để bôi trơn và làm mát các mặt phớt trong khi cô lập chúng khỏi chất lỏng quy trình. Chất lỏng chắn được sử dụng trong phớt đôi hoặc phớt song song, trong đó chúng lấp đầy khoảng trống giữa phớt chính và phớt phụ, cung cấp môi trường sạch và tương thích cho các mặt phớt. Chất lỏng đệm được sử dụng trong phớt kép, trong đó chúng được duy trì ở áp suất cao hơn chất lỏng quy trình để ngăn rò rỉ.

Chất lỏng rào cản và chất lỏng đệm được lựa chọn dựa trên khả năng tương thích của chúng với chất lỏng quy trình, vật liệu mặt phớt và chất đàn hồi. Chúng có thể là nước, dầu tổng hợp hoặc chất lỏng được pha chế đặc biệt với chất phụ gia để tăng cường bôi trơn, ngăn ngừa ăn mòn hoặc chống lại sự xuống cấp. Trong ngành công nghiệp dược phẩm hoặc thực phẩm, chất bôi trơn cấp thực phẩm hoặc chất lỏng được FDA chấp thuận được sử dụng để đảm bảo độ tinh khiết và an toàn của sản phẩm.

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn chất bôi trơn

Nhiệt độ

Phạm vi nhiệt độ hoạt động ảnh hưởng đáng kể đến việc lựa chọn chất bôi trơn cho phớt cơ khí. Nhiệt độ cao có thể khiến chất bôi trơn bị phân hủy, mất độ nhớt và tính chất bảo vệ. Sự xuống cấp này có thể dẫn đến tăng độ mài mòn trên bề mặt phớt, làm giảm tuổi thọ của phớt và có khả năng gây rò rỉ. Ngược lại, nhiệt độ thấp có thể khiến chất bôi trơn đặc lại, làm suy yếu khả năng chảy và bôi trơn đúng cách cho bề mặt phớt. Việc lựa chọn chất bôi trơn có phạm vi nhiệt độ rộng và độ ổn định nhiệt tốt đảm bảo hiệu suất tối ưu trong các điều kiện khác nhau.

Dầu tổng hợp, chẳng hạn như polyalphaolefin (PAO) và perfluoropolyether (PFPE), có độ ổn định nhiệt độ cao tuyệt vời so với dầu khoáng. Các chất bôi trơn tổng hợp này duy trì độ nhớt và đặc tính bôi trơn ngay cả ở nhiệt độ cao.

Áp lực

Áp suất vận hành của hệ thống cũng đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn chất bôi trơn. Áp suất cao có thể khiến chất bôi trơn loãng ra, làm giảm khả năng chịu tải và dẫn đến tăng độ mài mòn trên bề mặt phớt. Trong những trường hợp cực đoan, áp suất cao thậm chí có thể khiến chất bôi trơn bốc hơi, dẫn đến mất hoàn toàn khả năng bôi trơn. Việc lựa chọn chất bôi trơn có chỉ số độ nhớt cao và hệ số áp suất-độ nhớt tốt đảm bảo rằng chất bôi trơn duy trì được các đặc tính bôi trơn trong điều kiện áp suất cao.

Đối với các ứng dụng áp suất cao, chất bôi trơn có chứa các chất phụ gia như tác nhân chịu áp suất cực đại (EP) và chất phụ gia chống mài mòn có thể cung cấp khả năng bảo vệ bổ sung. Các chất phụ gia này tạo thành lớp màng bảo vệ trên bề mặt phớt, giảm mài mòn và ngăn ngừa hư hỏng bề mặt dưới tải trọng cực đại.

Tốc độ

Tốc độ quay của trục cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn chất bôi trơn. Các ứng dụng tốc độ cao tạo ra nhiều nhiệt hơn do ma sát tăng lên, có thể dẫn đến sự cố chất bôi trơn và giảm độ nhớt. Điều này có thể dẫn đến bôi trơn không đủ, tăng độ mòn và hỏng phớt sớm.

Chất bôi trơn có độ nhớt thấp, chẳng hạn như dầu nhẹ hoặc mỡ có độ đặc thấp, thường được ưa chuộng cho các ứng dụng tốc độ cao. Các chất bôi trơn này có ma sát bên trong thấp hơn và có thể chảy dễ dàng hơn, giảm tỏa nhiệt và cung cấp đủ chất bôi trơn cho các mặt phớt. Dầu tổng hợp, chẳng hạn như polyglycol và este, cung cấp độ ổn định cắt tuyệt vời và rất phù hợp cho các ứng dụng tốc độ cao.

Khả năng tương thích chất lỏng

Khả năng tương thích giữa chất bôi trơn và chất lỏng quy trình là một yếu tố quan trọng khác trong việc lựa chọn chất bôi trơn. Chất bôi trơn phải có khả năng chịu được sự tiếp xúc với chất lỏng quy trình mà không bị phân hủy hoặc mất đi các đặc tính bôi trơn của nó. Chất bôi trơn không tương thích có thể bị phân hủy, tạo thành cặn trên bề mặt phớt hoặc gây ra hiện tượng phồng lên của các thành phần đàn hồi, dẫn đến rò rỉ và hỏng phớt sớm.

Khi lựa chọn chất bôi trơn, hãy cân nhắc thành phần hóa học của chất lỏng quy trình và khả năng phản ứng của nó với nhiều loại chất bôi trơn khác nhau. Ví dụ, trong các ứng dụng liên quan đến hóa chất hoặc dung môi khắc nghiệt, có thể cần đến dầu flo hoặc mỡ perfluoropolyether (PFPE) do khả năng chống hóa chất tuyệt vời của chúng. Trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm, chất bôi trơn phải đạt tiêu chuẩn thực phẩm và tuân thủ các quy định có liên quan, chẳng hạn như hướng dẫn của NSF H1 hoặc FDA.

Độ nhớt

Độ nhớt là một đặc tính quan trọng quyết định khả năng tạo màng ổn định giữa các mặt phớt và bảo vệ chống mài mòn của chất bôi trơn. Độ nhớt tối ưu phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ vận hành, áp suất, tốc độ và thiết kế phớt. Chất bôi trơn có độ nhớt quá thấp có thể không cung cấp đủ độ dày màng, dẫn đến tăng ma sát và mài mòn. Ngược lại, chất bôi trơn có độ nhớt quá cao có thể tạo ra lực cản và sinh nhiệt quá mức, làm suy yếu hiệu suất phớt.

Độ nhớt phải đủ cao để duy trì lớp màng bôi trơn ổn định trong điều kiện vận hành nhưng đủ thấp để tản nhiệt hiệu quả và giảm thiểu tổn thất ma sát. Có thể thêm chất cải thiện chỉ số độ nhớt vào chất bôi trơn để duy trì độ nhớt trong phạm vi nhiệt độ rộng, đảm bảo hiệu suất tối ưu trong các điều kiện thay đổi.