Phớt labyrinth (phớt mê cung) là kiểu bịt kín không tiếp xúc tạo ra bằng cách lồng ghép các rãnh và gờ hình chữ S hoặc zigzag giữa phần quay và phần tĩnh, ngăn dầu/mỡ thoát ra và bụi xâm nhập vào qua hàng rào cản dòng chảy mà không có ma sát cơ học.
Khác với phớt môi tiếp xúc trực tiếp vào bề mặt trục, phớt labyrinth có khe hở nhỏ (thường 0,2–0,5 mm) giữa phần quay và phần tĩnh — không có điểm tiếp xúc. Điều này loại bỏ hoàn toàn mài mòn do phớt và tổn thất ma sát, cho phép vòng bi chạy ở tốc độ cao không giới hạn bởi tốc độ phớt, theo thiết kế chuẩn của SKF. Xem so sánh các kiểu bịt kín tại bài phớt vòng bi và chọn vòng bi cầu phù hợp kết hợp labyrinth cho tốc độ cao.
Nguyên lý hoạt động dựa trên hai cơ chế: (1) sức cản dòng chảy — mỡ/dầu phải đi qua nhiều bước ngoặt liên tiếp, áp suất giảm dần sau mỗi rãnh; (2) lực ly tâm — ở tốc độ quay, phần mỡ và bụi bị văng ra ngoài theo quán tính thay vì đi xuyên qua rãnh.
Loại phớt labyrinth và ứng dụng
Ba kiểu labyrinth phổ biến trong công nghiệp vòng bi. Thứ nhất, labyrinth đơn giản (simple labyrinth) — một hoặc hai rãnh song song, dùng trong động cơ điện cỡ trung và hộp số tốc độ cao. Thứ hai, labyrinth chữ V (V-ring labyrinth) — kết hợp cánh chắn ly tâm và rãnh chữ V, phổ biến trong quạt công nghiệp tốc độ cao. Thứ ba, labyrinth có lắp mỡ chặn (packed labyrinth) — rãnh được bơm đầy mỡ tạo hàng rào vật lý bổ sung, dùng trong thiết bị tiếp xúc bụi nặng.
Ví dụ thực tế: quạt ly tâm 22222 EK/C3 (d = 110, D = 200, B = 53 mm, C = 340 kN) chạy 1.500 rpm trong nhà máy xi măng. Dùng phớt labyrinth packed thay vì phớt 2RS vì tốc độ 1.500 rpm × đường kính trục 110 mm = vận tốc bề mặt 8,6 m/s — vẫn trong giới hạn phớt 2RS, nhưng nhiệt độ phòng thường xuyên 55°C làm phớt cao su lão hóa nhanh. Labyrinth packed kéo dài khoảng cách bôi trơn lại từ 1.500 giờ lên 3.000 giờ.
| Loại phớt | Tốc độ tối đa | Ma sát | Nhiệt độ | Chống bụi | Ứng dụng |
|---|---|---|---|---|---|
| 2RS (lip seal) | 8–12 m/s | Cao | đến 120°C | Tốt | Bơm, băng tải tốc độ thấp |
| Z (shield) | Không giới hạn | Thấp | đến 150°C | Kém | Hộp số kín dầu |
| Labyrinth đơn | Không giới hạn | Không | > 200°C | Trung bình | Động cơ, quạt cao tốc |
| Labyrinth packed | Không giới hạn | Không | > 200°C | Tốt | Xi măng, khai thác mỏ |