Trả lời trực tiếp: Gioăng làm kín giữa hai bề mặt đứng yên, phớt làm kín ở chỗ có chuyển động tương đối như cổ trục quay hay cần pít-tông. Hai bài toán khác nhau: gioăng dựa vào lực siết ép kín, còn phớt phải vừa kín vừa giữ được một màng dầu cực mỏng để không tự mài mòn.
Nội dung thuộc chuyên trang Thiết kế & chế tạo máy của cokhi.net, cụm Chi tiết máy — ở góc nguyên lý làm kín và cơ chế rò rỉ.
Gioăng và phớt làm kín bằng nguyên lý nào?
Gioăng tĩnh làm kín bằng biến dạng: lực siết ép vật liệu gioăng lấp đầy các nhấp nhô rất nhỏ trên hai mặt lắp ghép. Muốn kín thì lực siết phải đủ, phải đều quanh chu vi, và vật liệu gioăng phải giữ được biến dạng đàn hồi trong suốt tuổi thọ. Với gioăng tròn đặt trong rãnh, chính áp suất môi chất còn ép thêm gioăng vào góc rãnh — áp suất càng cao càng kín, cho tới khi gioăng bị đẩy tràn vào khe hở.
Phớt động thì khác hẳn. Môi phớt tì lên cổ trục với một lực nhỏ, thường do một lò xo vòng giữ đều. Nếu tì quá chặt, môi phớt và cổ trục ma sát khô, sinh nhiệt và mòn nhanh. Nếu tì quá lỏng, môi phớt không bám kịp dao động của trục và dầu thoát ra. Điểm làm việc đúng là chỗ tồn tại một màng dầu cực mỏng ngay dưới môi phớt — cùng bản chất với màng dầu trong ổ trượt, mô tả ở bài bôi trơn ổ và màng dầu.
Vì vậy phớt hơi rỉ dầu thành vệt ẩm rất mỏng không phải lúc nào cũng là hỏng, trong khi phớt hoàn toàn khô ráo lại thường đang chạy không có màng dầu và sẽ hỏng sớm.
Bốn nguyên nhân rò rỉ và cách phân biệt
| Nguyên nhân | Dấu hiệu quan sát được | Xử theo hướng nào |
|---|---|---|
| Bề mặt lắp không đạt (xước, nhám sai, mòn thành rãnh) | Rò ngay sau khi thay phớt mới | Phục hồi cổ trục hoặc mặt bích trước, không thay phớt tiếp |
| Lắp sai (nghiêng, xoắn, đặt ngược môi phớt, cắt cạnh khi lắp) | Rò tại một điểm cố định trên chu vi | Làm lại thao tác lắp, dùng côn dẫn hướng khi qua ren và rãnh then |
| Vật liệu không hợp môi chất hoặc nhiệt độ | Gioăng trương phồng, cứng giòn, hoặc chảy nhão | Đổi nhóm vật liệu theo môi chất và dải nhiệt độ làm việc |
| Điều kiện làm việc vượt thiết kế (áp suất cao, dầu bẩn, trục lệch) | Rò tăng dần, kèm mòn cổ trục thành rãnh | Xử nguyên nhân hệ thống trước khi thay chi tiết làm kín |
Bảng nêu quan hệ giữa cơ chế hỏng và dấu hiệu, không nêu trị số độ nhám cổ trục hay dải nhiệt độ từng vật liệu — hai đại lượng đó lấy từ tài liệu của chính loại phớt đang dùng. Cách đọc và đối chiếu thông số nhám bề mặt lắp phớt nằm ở bảng tra độ nhám bề mặt.
Vì sao dầu bẩn phá phớt nhanh hơn áp suất cao?
Hạt cứng lẫn trong dầu bị kéo qua khe giữa môi phớt và cổ trục, cào thành các rãnh rất nhỏ theo chu vi. Khi đã có rãnh, môi phớt không còn tì kín được nữa dù bản thân nó chưa mòn hết, và thay phớt mới cũng chỉ kín được một thời gian ngắn vì cổ trục đã hỏng.
Đó là lý do trong hệ thủy lực, việc giữ độ sạch dầu có tác động trực tiếp tới tuổi thọ phớt — nội dung này trình bày ở bài độ sạch dầu thủy lực. Chi tiết cấu tạo và vị trí từng nhóm phớt trong xi lanh xem xi lanh thủy lực; với khí nén, yêu cầu lại nghiêng về ma sát thấp và bôi trơn ít, xem xi lanh khí nén.
Khi rò rỉ đi kèm các triệu chứng khác của cả hệ thống chứ không riêng một vị trí, nên khoanh vùng theo triệu chứng trước khi tháo, xem sự cố hệ thống thủy lực. Cách bố trí ổ và vị trí phớt trên trục cũng thuộc bài toán thiết kế chung ở cụm chi tiết máy.
Câu hỏi thường gặp
Thay phớt mới mà vẫn rò thì nguyên nhân ở đâu? Gần như luôn ở bề mặt tiếp xúc chứ không ở phớt. Cổ trục đã mòn thành rãnh hoặc bị xước dọc thì phớt mới cũng không tì kín được — phải phục hồi bề mặt trước.
Siết chặt hơn có làm gioăng kín hơn không? Chỉ tới một mức. Siết quá làm gioăng bị ép tràn ra ngoài rãnh, mất tiết diện đàn hồi và mất luôn khả năng bù giãn nở; nhiều trường hợp rò rỉ bắt đầu ngay sau lần siết thêm.
Vệt dầu ẩm quanh phớt trục có phải hỏng không? Không nhất thiết. Một màng dầu cực mỏng dưới môi phớt là điều kiện để phớt không mài khô. Đáng lo là dầu nhỏ giọt hoặc vệt dầu lan rộng dần theo thời gian.