Zurcon® Glyd Ring® D – Phớt piston cho hệ thống thủy lực tải nặng

Zurcon® Glyd Ring® D của Trelleborg Sealing Solutions là phớt piston thủy lực tác động kép, được phát triển cho các hệ thống phải vận hành dưới áp suất, nhiệt độ và tải trọng cao.

Sản phẩm kết hợp vòng làm kín bằng polyurethane Zurcon® Z13 với một O-ring đàn hồi tạo lực ép ban đầu. Thiết kế tiết diện chữ D giúp tối ưu sự phân bố áp lực tiếp xúc, hỗ trợ khả năng làm kín khi hướng và mức áp suất trong xi lanh thay đổi.

Cấu tạo của Zurcon® Glyd Ring® D

Sản phẩm gồm hai thành phần chính:

Vòng làm kín Zurcon® Z13: tiếp xúc với lòng xi lanh, chịu ma sát, áp suất và tải trọng trong quá trình piston chuyển động;
O-ring đàn hồi: nằm bên dưới vòng làm kín, tạo lực ép ban đầu và hỗ trợ truyền áp suất đến bề mặt tiếp xúc.

Vòng Zurcon® Z13 có tiết diện chữ D và hai rãnh đặc biệt trên bề mặt làm việc. Các rãnh này tạo vùng lưu giữ dầu để hỗ trợ bôi trơn, từ đó hạn chế nhiệt sinh ra do ma sát trong quá trình chuyển động tịnh tiến.

Vật liệu O-ring phải được lựa chọn phù hợp với nhiệt độ và môi chất. Trelleborg đề xuất các cấu hình O-ring NBR hoặc HNBR cho những điều kiện tương ứng; không nên mặc định một loại O-ring có thể sử dụng với mọi hệ thống.

Nguyên lý hoạt động

Khi chưa có áp suất hoặc áp suất còn thấp, O-ring đàn hồi tạo lực ép ban đầu, đẩy vòng Zurcon® Z13 tiếp xúc với lòng xi lanh.

Khi áp suất tăng, dầu tác động lên cụm làm kín. O-ring và thân phớt truyền áp lực đến vùng tiếp xúc, làm lực ép giữa phớt và bề mặt lòng xi lanh tăng theo. Cơ chế này giúp phớt duy trì khả năng làm kín trong nhiều trạng thái tải.

Vì đây là phớt piston tác động kép, áp suất có thể xuất hiện ở cả hai phía. Khi hướng áp suất đổi, cấu trúc đối xứng của phớt cho phép vùng làm kín phía đối diện tiếp nhận chức năng làm kín.

Vai trò của thiết kế tiết diện chữ D

Thiết kế chữ D mang lại một số đặc điểm quan trọng:

Phân bố áp lực tiếp xúc hợp lý trên bề mặt làm kín;
Hỗ trợ vòng phớt ổn định trong rãnh piston;
Tạo vùng tiếp xúc phù hợp khi áp suất tăng hoặc đổi chiều;
Kết hợp với O-ring để duy trì lực ép ban đầu;
Hỗ trợ hạn chế hiện tượng dầu lọt qua khi áp suất đổi chiều;
Cho phép sử dụng rãnh piston có kết cấu tương đối đơn giản.

Hai rãnh chứa dầu có tác dụng gì?

Hai rãnh trên bề mặt vòng Zurcon® Z13 tạo vùng chứa một lượng dầu nhỏ để hỗ trợ bôi trơn tại bề mặt trượt. Lớp dầu này góp phần:

Giảm ma sát giữa phớt và lòng xi lanh;
Hạn chế nhiệt phát sinh do ma sát;
Giảm mài mòn trên bề mặt làm kín;
Hỗ trợ chuyển động ổn định của piston;
Cải thiện tuổi thọ trong điều kiện làm việc phù hợp.

Hiệu quả bôi trơn thực tế còn phụ thuộc vào loại dầu, độ nhớt, chất lượng bề mặt lòng xi lanh, tốc độ, áp suất và nhiệt độ vận hành.

Vật liệu polyurethane Zurcon® Z13

Zurcon® Z13 là vật liệu polyurethane được phát triển cho các ứng dụng thủy lực hiện đại. Theo tài liệu Trelleborg, vật liệu có độ cứng danh nghĩa khoảng 60 Shore D và kết hợp các đặc tính cơ học, đàn hồi cần thiết cho môi trường áp suất cao.

Những đặc tính nổi bật được nhà sản xuất công bố gồm:

Khả năng chống mài mòn tốt;
Khả năng chống đùn qua khe hở;
Độ bền cơ học và độ giãn dài phù hợp;
Khả năng chống thủy phân cao;
Tương thích với nhiều nhóm chất lỏng thủy lực khi được lựa chọn đúng;
Phù hợp với nhiều bề mặt lòng xi lanh hiện đại.

Khả năng tương thích cuối cùng phải được kiểm tra theo đúng môi chất, nồng độ, nhiệt độ, thời gian tiếp xúc và vật liệu O-ring sử dụng cùng vòng Zurcon® Z13.

Thông số vận hành tham khảo

Theo danh mục phớt thủy lực của Trelleborg, điều kiện vận hành tham khảo của Zurcon® Glyd Ring® D gồm:

Áp suất: đến khoảng 40 MPa, tương đương 400 bar;
Vận tốc: đến khoảng 0,5 m/s;
Vận tốc giới hạn ngắn hạn: khoảng 0,8 m/s trong điều kiện cho phép;
Tần suất chuyển động: đến khoảng 5 Hz;
Nhiệt độ: khoảng −30 °C đến +110 °C, tùy vật liệu O-ring;
Môi chất: dầu khoáng và một số chất lỏng thủy lực thân thiện môi trường hoặc chống cháy sau khi kiểm tra tương thích;
Rãnh lắp: theo hướng dẫn kích thước và khe hở của nhà sản xuất.

Đây là các giới hạn tham khảo và không nên hiểu rằng phớt có thể vận hành đồng thời ở áp suất, vận tốc và nhiệt độ cực đại. Sự kết hợp giữa áp suất cao và tốc độ cao có thể tạo nhiệt cục bộ, làm giảm giới hạn vận hành thực tế.

Cần sử dụng đúng bảng kích thước của từng mã phớt để xác định khe hở hướng kính cho phép. Khe hở quá lớn có thể làm tăng nguy cơ vật liệu bị đùn dưới áp suất.

Khả năng tương thích với chất lỏng thủy lực

Tài liệu Zurcon® Z13 công bố khả năng sử dụng với nhiều nhóm chất lỏng thủy lực, bao gồm:

Dầu khoáng HLP, HVLP và HLPD;
Một số chất lỏng ester tổng hợp HEES;
Một số chất lỏng polyglycol HEPG;
Chất lỏng polyalphaolefin HEPR;
Một số chất lỏng chống cháy gốc nước HFA và HFC;
Một số chất lỏng tổng hợp không chứa nước HFDU.

Mức nhiệt độ cho phép khác nhau theo từng nhóm môi chất. Ngoài vòng Zurcon® Z13, phải kiểm tra khả năng tương thích của O-ring tạo lực đàn hồi.

Không lựa chọn vật liệu chỉ dựa trên tên nhóm dầu. Cần xác định đầy đủ tên thương mại, thành phần, phụ gia, nồng độ nước và nhiệt độ vận hành thực tế.

Ưu điểm của Zurcon® Glyd Ring® D

Làm kín hai hướng cho piston tác động kép;
Hiệu quả làm kín tĩnh và động cao trong điều kiện phù hợp;
Khả năng chống mài mòn và chống đùn tốt;
Thiết kế hỗ trợ duy trì dầu bôi trơn trên bề mặt trượt;
Hạn chế nhiệt phát sinh do ma sát;
Phù hợp với ứng dụng tải trung bình và tải nặng;
Có thể sử dụng kết cấu piston liền khối theo thiết kế phù hợp;
Rãnh lắp theo ISO 7425-1;
Hỗ trợ tăng thời gian vận hành giữa các lần bảo trì.

Ứng dụng tiêu biểu

Zurcon® Glyd Ring® D được Trelleborg khuyến nghị cho piston tác động kép trong các thiết bị:

Máy xây dựng và thiết bị công trình;
Máy đào, máy xúc và thiết bị san lấp;
Hệ thống thủy lực di động;
Cần cẩu và xe cẩu;
Xe nâng hàng;
Bộ tích áp có cấu tạo phù hợp;
Xi lanh tải trung bình và tải nặng;
Thiết bị công nghiệp sử dụng áp suất cao.

Yêu cầu đối với rãnh lắp và bề mặt xi lanh

Để phớt hoạt động ổn định, cần kiểm soát:

Đường kính piston và đường kính lòng xi lanh;
Chiều rộng, đường kính đáy và bán kính góc rãnh;
Khe hở hướng kính giữa piston và lòng xi lanh;
Độ nhám và chất lượng bề mặt trượt;
Độ đồng tâm của piston và ống xi lanh;
Tình trạng vòng dẫn hướng;
Góc vát dẫn hướng tại miệng ống;
Cạnh sắc, lỗ dầu hoặc ba via trên đường lắp.

Vòng dẫn hướng phải được tính toán phù hợp để hấp thụ tải ngang. Không nên sử dụng phớt piston như một chi tiết dẫn hướng hoặc để phớt tiếp nhận trực tiếp tải lệch tâm.

Hướng dẫn lắp đặt cơ bản

Làm sạch piston, rãnh lắp và toàn bộ dụng cụ;
Kiểm tra rãnh không có ba via hoặc cạnh sắc;
Lắp O-ring tạo lực đàn hồi vào đúng vị trí, không để vòng bị xoắn;
Bôi trơn phớt và rãnh bằng môi chất tương thích;
Kéo giãn vòng Zurcon® Z13 bằng dụng cụ phù hợp;
Đưa vòng phớt vào đúng rãnh trên O-ring;
Định hình lại phớt sau khi lắp;
Kiểm tra toàn bộ chu vi, chiều lắp và tình trạng bề mặt;
Sử dụng góc vát hoặc ống dẫn hướng khi đưa piston vào lòng xi lanh.

Có thể sử dụng dụng cụ lắp phớt chuyên dụng để kéo giãn và định hình vòng làm kín. Không dùng tua vít hoặc dụng cụ sắc nhọn vì có thể làm xước bề mặt phớt.

Những lỗi cần tránh

Chọn sai kích thước phớt hoặc rãnh lắp;
Sử dụng O-ring không tương thích với nhiệt độ và môi chất;
Kéo giãn vòng Zurcon® Z13 quá mức;
Để O-ring bị xoắn hoặc kẹp dưới thân phớt;
Lắp phớt khi rãnh còn ba via hoặc tạp chất;
Không định hình lại phớt sau khi kéo giãn;
Sử dụng khe hở hướng kính lớn hơn mức cho phép;
Để piston chịu tải ngang vượt khả năng của vòng dẫn hướng;
Đồng thời vận hành ở áp suất và tốc độ cực đại;
Không kiểm tra độ nhám và tình trạng lòng xi lanh.

Lựa chọn Zurcon® Glyd Ring® D tại Sealtech Vietnam

Sealtech Vietnam cung cấp các giải pháp phớt Trelleborg, phớt piston, phớt ty, O-ring, vòng dẫn hướng và Seal Kit cho hệ thống thủy lực.

Để lựa chọn đúng Zurcon® Glyd Ring® D, khách hàng nên cung cấp:

Đường kính lòng xi lanh và đường kính piston;
Kích thước đầy đủ của rãnh lắp;
Khe hở hướng kính;
Áp suất và tốc độ làm việc;
Nhiệt độ thấp nhất và cao nhất;
Tên và loại dầu thủy lực;
Tần suất chuyển động và chiều dài hành trình;
Điều kiện tải ngang và vật liệu vòng dẫn hướng.

Những thông tin này giúp xác định đúng kích thước phớt, vật liệu O-ring và điều kiện vận hành phù hợp, hạn chế rò rỉ hoặc hư hỏng sớm.

Nhà sản xuất