Kéo dài tuổi thọ xi lanh thủy lực nhờ phớt đệm tối ưu ma sát SKF

Hệ thống thủy lực đóng vai trò quan trọng trong các thiết bị công nghiệp nặng

1. Tổng quan về hệ thống phớt xi lanh thủy lực

Hình 1: Cấu tạo điển hình của xi lanh thủy lực và hệ thống phớt cần

Hình 2: Sơ đồ mô tả các chức năng chính của phớt đệm

Hệ thống phớt cần xi lanh thủy lực thường gồm 3 thành phần: phớt đệm (buffer seal), phớt chính (primary rod seal) và gạt bụi (wiper). Mỗi thành phần đảm nhiệm các chức năng:

• Phớt đệm: Hấp thụ các xung áp suất lớn, đảm bảo bôi trơn cho phớt chính, thông áp suất trung gian khi cần thiết.
• Phớt chính: Ngăn rò rỉ dầu, cân bằng lớp màng bôi trơn để đảm bảo vừa kín vừa ma sát thấp.
• Gạt bụi: Ngăn ngừa bụi bẩn bên ngoài xâm nhập, hỗ trợ hồi dầu vào hệ thống và thông áp giữa phớt chính và gạt bụi.

2. Phân loại phớt đệm & Thách thức trong ứng dụng

Hình 3: So sánh ma sát phớt đệm kiểu kín cao (trái) và phớt đệm tối ưu ma sát (phải)

Hình 4: Phớt đệm HDB (trái) cho tải nặng và RDB (phải) cho tải trung bình của SKF

Trên thị trường có hai loại phớt đệm:

• Phớt đệm kín cao (high-sealability buffer seal): Ưu tiên ngăn dầu đến mức tối đa, bảo vệ phớt chính khỏi áp suất nhưng dễ gây thiếu bôi trơn, ma sát tăng và tuổi thọ giảm.
• Phớt đệm tối ưu ma sát (friction-optimized buffer seal): Cho phép một lượng dầu bôi trơn nhất định đi qua, đảm bảo bôi trơn tốt cho phớt chính, giảm ma sát toàn hệ thống, tăng hiệu suất năng lượng và tuổi thọ.

SKF tập trung phát triển hai dòng phớt đệm tối ưu ma sát:

• HDB: Dùng cho tải nặng (máy xúc...), vật liệu chịu mài mòn cao, có vòng đỡ chống đùn bằng nhựa nhiệt dẻo.
• RDB: Dùng cho tải trung bình (xe nâng...), vật liệu polyurethane chất lượng cao, giá thành cạnh tranh.

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất và ma sát hệ phớt

Hình 5: Ảnh hưởng của tốc độ cần xi lanh đến ma sát và rò rỉ

Hình 6: Phân bố áp suất tiếp xúc trên phớt đệm tối ưu ma sát

Hình 7: Phân bố áp suất tiếp xúc trên phớt đệm kín cao

Hình 8: Biến thiên độ nhớt dầu thủy lực theo nhiệt độ

• Tốc độ chuyển động cần xi lanh ảnh hưởng lớn đến độ dày màng dầu, rò rỉ và ma sát.
• Thiết kế phớt và phân bố áp suất tiếp xúc quyết định khả năng bôi trơn, độ bền và mức tiêu hao năng lượng.
• Nhiệt độ làm việc và độ nhớt dầu thủy lực thay đổi cũng ảnh hưởng lớn tới hiệu quả phớt.

4. Thử nghiệm thực tế & Kết quả nổi bật

Hình 9: Thiết bị thử nghiệm thủy lực với các thông số vận hành chính

Hình 10: Chương trình thử nghiệm độ bền phớt đệm

• Thử nghiệm gồm nhiều giai đoạn: chạy rà, kiểm tra trước hiệu suất, thử bền lâu dài, kiểm tra sau tuổi thọ.
• Đánh giá khả năng chống xung áp lực, thông áp trung gian, chống rò rỉ và chịu mài mòn/đùn.

5. So sánh hiệu quả phớt SKF mới & các giải pháp khác

Hình 11: So sánh lực ma sát và hình thái phớt sau thử nghiệm (phớt HDB của SKF vs. mẫu thị trường)

Hình 12: So sánh lực ma sát phớt RDB SKF vs. phớt PTFE thường dùng

Hình 13: Áp suất trung gian trong thử nghiệm lâu dài – PTFE vs. RDB SKF

Hình 14: Tính năng nổi bật của phớt HDB SKF

Hình 15: Tính năng nổi bật của phớt RDB SKF

• Phớt HDB SKF: Ma sát cực thấp, gần như không bị đùn/mòn sau thử nghiệm dài hạn, giữ nhiệt độ và độ bền tối ưu, kéo dài tuổi thọ dầu bôi trơn và giảm tần suất bảo trì.
• Phớt RDB SKF: Ma sát ổn định, chống đùn/mòn nhờ vật liệu polyurethane cứng, không tạo áp suất trung gian lớn, phù hợp tải trung bình, tiết kiệm chi phí.
• Phớt PTFE thông dụng: Ma sát thấp nhưng dễ bị đùn, không thông áp trung gian tốt như RDB, dẫn đến tổn hại phớt chính.

6. Kết luận & Lợi ích khi sử dụng phớt đệm tối ưu ma sát SKF

• Kéo dài tuổi thọ phớt và xi lanh, giảm chi phí bảo trì tổng thể.
• Giảm ma sát, tiết kiệm năng lượng vận hành.
• Hạn chế tối đa rò rỉ dầu, thân thiện môi trường.
• Phớt HDB lắp vừa các rãnh tiêu chuẩn ISO/JIS, tối ưu cho tải nặng; phớt RDB phù hợp tải trung bình với chi phí hợp lý.