Lựa chọn vật liệu phớt thủy lực
Khi lựa chọn vật liệu phớt, các yếu tố chính cần xem xét là điều kiện làm việc và chất lượng vật liệu được sử dụng, để máy có thể hoạt động hiệu quả. Dưới đây là các ví dụ.
1. Môi chất làm việc
Môi chất làm kín là chất lỏng hay chất khí là yếu tố rất quan trọng. Nếu là chất lỏng, cần xem xét khả năng tương thích giữa chất lỏng và vật liệu; đối với chất khí, cần xem xét khả năng tương thích với chất bôi trơn và mỡ; và đối với phớt khí và phớt áp suất âm, cần tính đến độ thấm khí. Sự không tương thích giữa vật liệu phớt và chất lỏng làm kín có thể làm cho phớt bị phồng hoặc co lại, dẫn đến trục trặc trong giai đoạn đầu sử dụng. Phồng phớt làm tăng lực cản ma sát và có thể làm cho phớt bị xoay. Co phớt làm giảm lực ép ban đầu, giảm khả năng bù trừ độ lệch tâm và cuối cùng dẫn đến rò rỉ.
2. Hệ số ma sát
Phớt yêu cầu vật liệu có đặc tính ma sát và chống mài mòn cụ thể; do đó, vật liệu có hệ số ma sát phù hợp nên được lựa chọn dựa trên tốc độ chuyển động. Để đạt được tuổi thọ đủ, khả năng chống mài mòn của vật liệu cũng phải được lựa chọn dựa trên tốc độ và hành trình. Khi yêu cầu hiệu suất tốc độ thấp, cần đặc biệt chú ý đến độ lớn của hệ số ma sát của vật liệu và sự khác biệt giữa hệ số ma sát động và tĩnh.
3. Loại cấu trúc
Các loại cấu trúc và nguyên lý làm việc của phớt khác nhau (như loại ép, loại môi trục hoặc phớt cơ khí, v.v.) chắc chắn sẽ có các yêu cầu khác nhau về độ đàn hồi, độ bền, tốc độ biến dạng và các đặc tính cơ học khác của vật liệu.
4. Nhiệt độ hoạt động
Phạm vi nhiệt độ áp dụng của các vòng phớt khác nhau, dù làm bằng cao su hay nhựa, hoặc phớt cơ khí làm bằng than chì hay kim loại, rất khác nhau. Khi lựa chọn vật liệu, điều cần thiết là phải xác định chính xác nhiệt độ hoạt động của các bộ phận làm kín, đặc biệt là trong môi trường nhiệt độ thấp; hoặc kiểm soát sự gia tăng nhiệt độ của các bộ phận, hệ thống và phớt dựa trên phạm vi nhiệt độ hoạt động của vật liệu.
5. Áp suất làm việc
Áp suất làm việc là một thông số hoạt động quan trọng của hệ thống làm kín, và có thể thay đổi từ 1-400 MPa hoặc thậm chí cao hơn. Khả năng chịu áp suất của vật liệu nên được điều chỉnh theo yêu cầu áp suất làm việc.
6. Môi trường làm việc
Nếu môi trường làm việc có bụi, nó sẽ làm tăng tốc độ mài mòn vật liệu; do đó, khả năng chống mài mòn của vật liệu nên được cải thiện.
7. Rung động và va đập
Nếu vật liệu hoạt động dưới điều kiện rung động hoặc va đập, nó nên có đủ độ bền và độ đàn hồi để bù đắp cho hư hỏng phớt và ứng suất tiếp xúc không đủ do dịch chuyển gây ra bởi rung động.
8. Quy trình lắp ráp
Quy trình lắp ráp phớt, và thậm chí cấu trúc của các thiết bị làm kín, có liên quan đến khả năng biến dạng của vật liệu. Nói chung, quy trình lắp ráp nên được điều chỉnh theo đặc tính của vật liệu. Khi có thể, hiệu suất lắp ráp của phớt nên được xem xét một cách thích hợp khi lựa chọn vật liệu.
Tám yêu cầu trên đối với vật liệu phớt thường phụ thuộc lẫn nhau và không thể thống nhất một cách hoàn hảo. Liên quan đến cả hiệu suất làm kín và khả năng chống ma sát, từ góc độ đặc tính vật liệu, việc theo đuổi cái này chắc chắn sẽ phải hy sinh cái kia. Do đó, cần phải đạt được sự cân bằng phù hợp giữa hai yêu cầu hiệu suất. Khi các yêu cầu làm kín cao hơn xuất hiện, vật liệu chuyên dụng phải được tìm kiếm dựa trên điều kiện ứng dụng. Ngay cả trong cùng một bộ phận, nhiều vật liệu phớt có thể cần được lựa chọn tùy thuộc vào các yêu cầu cụ thể.