Trò chuyện cùng Người Sáng lập

Mở Rộng Bí Mật Cho Con Dấu Cơ Khí Bền Lâu

Trong hệ thống vận hành của thiết bị công nghiệp, các con dấu cơ khí hoạt động như những anh hùng thầm lặng — âm thầm bảo vệ các đầu trục của thiết bị vận chuyển chất lỏng. Chúng phải ngăn ngừa rò rỉ môi chất để đảm bảo an toàn sản xuất, đồng thời giảm tổn thất ma sát nhằm nâng cao hiệu quả năng lượng. Thành phần tưởng chừng nhỏ bé này lại có liên quan trực tiếp đến sự vận hành ổn định của các ngành công nghiệp trọng yếu như chế biến hóa chất, năng lượng và xử lý nước. Trình độ kỹ thuật của nó thậm chí còn được xem là chỉ số then chốt phản ánh độ chính xác và tinh vi trong sản xuất thiết bị.

Ông Tong Hanquan, người sáng lập Công ty TNHH Máy móc và Thiết bị Lưu chất Kim Hoa Giang Tô, đã cống hiến 50 năm trong lĩnh vực này kể từ năm 1976. Qua nhiều thập kỷ kiên trì, ông đã chứng kiến toàn bộ hành trình các con dấu cơ khí trong nước phát triển từ bắt chước sang đổi mới độc lập. Hôm nay, chúng tôi mời Chủ tịch Tong cùng tìm hiểu về hiệu quả của các con dấu cơ khí—từ nguyên lý cơ bản đến kinh nghiệm thực tiễn—khám phá 'bí quyết trường thọ' cho bộ phận then chốt này.

Phóng viên : Chủ tịch Tong, với năm mươi năm kinh nghiệm trong ngành con dấu cơ khí, ông đã chứng kiến sự phát triển và những biến chuyển của ngành. Bắt đầu từ những điều cơ bản, yếu tố quan trọng nhất để kéo dài tuổi thọ hoạt động của con dấu cơ khí khi làm việc trong môi trường chất lỏng là gì?

Chủ tịch Tong : Về cơ bản, tất cả đều phụ thuộc vào việc duy trì màng chất lỏng. Giữa các bề mặt ma sát của vòng động và vòng tĩnh trong một con dấu cơ khí, màng chất lỏng được tạo thành bởi môi trường cung cấp sự bôi trơn thiết yếu. Màng này đóng vai trò như một lớp bảo vệ—nếu không có nó hoặc nếu nó trở nên mất ổn định, con dấu sẽ nhanh chóng bị hỏng. Tại Golden Eagle, chúng tôi ưu tiên tính ổn định của màng chất lỏng như một chỉ số cốt lõi trong suốt quá trình thiết kế và sản xuất.

Phóng viên : Có những trạng thái bôi trơn khác nhau nào giữa các bề mặt ma sát này, và chúng ảnh hưởng như thế nào đến tuổi thọ của con dấu?

Chủ tịch Tong : Dựa trên thực tiễn và nghiên cứu của chúng tôi, có bốn trạng thái chính:

Ma sát khô : Tình huống tồi tệ nhất, khi không có chất lỏng nào xâm nhập vào bề mặt ma sát—chỉ còn lại bụi và các lớp oxy hóa. Điều này dẫn đến sinh nhiệt ngay lập tức, mài mòn và rò rỉ nhanh chóng. Ngay từ đầu sự nghiệp, tôi đã gặp nhiều trường hợp do lắp đặt không đúng cách gây ra ma sát khô, dẫn đến tổn thất đáng kể

Bôi trơn giới hạn : Về lý thuyết, các bề mặt làm kín không bao giờ hoàn toàn nhẵn. Những gì trông có vẻ phẳng vẫn có những đỉnh và rãnh vi mô. Khi chất lỏng hoặc môi trường làm kín đi vào khe hở dưới áp lực, nó sẽ lấp đầy các rãnh nhưng không lấp đầy các đỉnh. Các rãnh được hưởng lợi từ việc bôi trơn, nhưng các đỉnh lại chịu ma sát trực tiếp, dẫn đến mài mòn ở mức độ vừa phải và phát sinh nhiệt.

 

Bôi trơn bán chất lỏng : Đây là trạng thái lý tưởng. Bằng cách tạo ra các 'hõm lớn' trên các bề mặt đầu thông qua việc khoét rãnh, một lớp màng chất lỏng mỏng nhưng ổn định được duy trì. Điều này làm giảm hệ số ma sát và đảm bảo khả năng làm kín hiệu quả.

 

Bôi trơn hoàn toàn bằng chất lỏng : Mặc dù có vẻ lý tưởng do không có ma sát, nhưng khe hở quá lớn sẽ dẫn đến rò rỉ – khiến nó trở nên phản tác dụng.

Phóng viên : Có vẻ như chế độ bôi trơn bán chất lỏng là trạng thái lý tưởng cần hướng tới. Những yếu tố nào cần được xem xét để đạt được trạng thái này?

Chủ tịch Tong : Một cách tiếp cận toàn diện là điều cần thiết. Tính chất của môi trường làm việc là yếu tố cơ bản — ví dụ, môi trường có độ nhớt cao sẽ dễ tạo thành màng chất lỏng hơn so với môi trường có độ nhớt thấp. Áp suất, nhiệt độ và tốc độ trượt cũng rất quan trọng: áp suất quá cao có thể làm vỡ màng chất lỏng, nhiệt độ cao có thể làm bay hơi môi trường, và tốc độ cao có thể làm tăng nhiệt ma sát.

Tại Golden Eagle, chúng tôi thực hiện các tính toán chi tiết về các thông số này trong quá trình lựa chọn khách hàng. Ngoài ra, các yếu tố như điều chỉnh áp suất mặt đầu, thiết kế cấu trúc bôi trơn và độ chính xác gia công của các bề mặt ma sát cần được tối ưu hóa. Ví dụ, trong khi trước đây độ nhám bề mặt Ra0,8 từng được chấp nhận, thì hiện nay kỹ thuật mài chính xác của chúng tôi đạt được mức Ra0,02, cải thiện đáng kể khả năng giữ màng chất lỏng.

Phóng viên : Bạn vừa đề cập đến cấu trúc bôi trơn — chúng tôi được biết Golden Eagle có chuyên môn kỹ thuật đáng kể trong việc cải tiến những cấu trúc này. Ông có thể đi sâu thêm được không?

Chủ tịch Tong : Chắc chắn rồi. Thiết kế cấu trúc là một trong những năng lực cốt lõi của chúng tôi.

Mặt đầu lệch tâm : Bằng cách dịch nhẹ tâm của vòng động hoặc vòng cố định ra khỏi trục, chất bôi trơn sẽ được "kéo" vào bề mặt ma sát trong quá trình quay. Tuy nhiên, mức độ lệch tâm phải chính xác—độ lệch quá lớn sẽ gây mài mòn không đều dưới áp suất cao, và ở tốc độ cao cần thiết kế cẩn thận để tránh rung động do lực ly tâm. Chúng tôi đã học được điều này một cách khó khăn từ các con dấu bơm hóa chất ban đầu, sau đó khắc phục bằng phân tích phần tử hữu hạn.

Rãnh mặt đầu : Trong điều kiện áp suất cao, tốc độ cao, rãnh khoét hiệu quả làm giảm sự gián đoạn màng chất lỏng do nhiệt ma sát gây ra. Vị trí tạo rãnh rất quan trọng: đối với gioăng có áp suất bên ngoài, rãnh nên đặt trên vòng cố định để ngăn chặn tạp chất xâm nhập; đối với gioăng có áp suất bên trong, vòng động là lựa chọn tốt hơn vì lực ly tâm sẽ đẩy tạp chất ra ngoài. Hình dạng, số lượng và độ sâu của các rãnh cũng rất quan trọng — quá nhiều hoặc quá sâu sẽ làm tăng rò rỉ. Các rãnh hình nêm của chúng tôi đã cải thiện hiệu suất bôi trơn 30% so với thiết kế hình chữ nhật trước đây.

 

Bôi trơn thủy tĩnh : Phương pháp này sử dụng một nguồn chất lỏng độc lập (ví dụ: bơm thủy lực) để cung cấp chất bôi trơn dưới áp suất trực tiếp đến bề mặt ma sát, nhằm mục đích vừa bôi trơn vừa chống lại áp suất môi chất. Thiết kế này thường được dùng trong các thiết bị phản ứng chịu áp suất cao.

Phóng viên : Những thách thức về bôi trơn có phức tạp hơn đối với gioăng cơ khí khi làm việc trong môi trường khí không?

Chủ tịch Tong : Đúng vậy, chúng khó hơn. Những điều kiện như vậy thường liên quan đến việc bôi trơn không đủ, vấn đề tản nhiệt và dễ bị rò rỉ, đòi hỏi các thiết kế chuyên biệt để đảm bảo hoạt động ổn định. Chúng tôi thường sử dụng các gioăng khí khô, vốn tận dụng các rãnh có độ chính xác ở mức micron (ví dụ: rãnh xoắn ốc hoặc rãnh chữ T) để tạo ra hiệu ứng thủy động, nén khí thành một lớp màng siêu mỏng (khoảng 3–5 μm) nhằm vận hành không tiếp xúc. Trong một dự án cải tiến cho nhà sản xuất máy nén khí, giải pháp này đã kéo dài tuổi thọ của gioăng từ 3 tháng lên tới 18 tháng.

Phóng viên : Đằng sau những đổi mới này, liệu có nhiều trải nghiệm thử sai không?

Chủ tịch Tong : Chắc chắn rồi. Vào những năm 1980, khi đang nghiên cứu các gioăng làm kín cho máy bơm ở nhà máy lọc dầu, chúng tôi đã thử nghiệm với rãnh mặt đầu. Ban đầu, nếu rãnh quá nhiều sẽ gây rò rỉ nghiêm trọng; còn quá ít thì dẫn đến ma sát khô. Phải mất hơn 20 lần thử nghiệm mới tìm ra được thông số tối ưu. Ngày nay, các kỹ sư trẻ được hưởng lợi từ các mô phỏng trên máy tính, giảm thiểu đáng kể sự mò mẫm. Tuy nhiên, tôi luôn nhấn mạnh rằng khoảng cách giữa dữ liệu phòng thí nghiệm và điều kiện thực tế phải được thu hẹp bằng kinh nghiệm thực tiễn. Đây chính là lý do vì sao Golden Eagle luôn vững vàng trong ngành—chúng tôi coi trọng cả lý thuyết lẫn thực hành.

Cuộc thảo luận hôm nay với Chủ tịch Tong, từ nguyên lý bôi trơn bằng màng chất lỏng đến các thiết kế cấu trúc cải thiện khả năng bôi trơn, đã làm rõ cơ sở khoa học đằng sau tuổi thọ lâu dài của các con dấu cơ khí. Trong buổi phỏng vấn tới, Chủ tịch Tong sẽ đi sâu hơn vào các ứng dụng thực tiễn, khám phá các chiến lược lựa chọn và biện pháp phòng ngừa sự cố đối với con dấu cơ khí trong nhiều ngành khác nhau—bao gồm xử lý hóa chất, dược phẩm, lọc dầu và vật liệu mới. Đón chờ nhé!