آب بندی قطعاتی هستند که در کلیه سیستم های هیدرولیک مانند پمپ ها، پیستون ها و اتصالات مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. البته در برخی منابع اصطلاح روغن نمد که در فارسی به صفحه نمدی ترجمه می شود، به سایر سیستم های آب بندی مانند O-Ring نیز اطلاق می شود، اما در فارسی معمولاً به این نوع مهر و موم O می گویند. - حلقه".
صفحات نمدی شفت های دوار و پوسته های حاوی مایع مانند گیربکس ها، سیلندرهای هیدرولیک و غیره را می پوشانند. برای جلوگیری از عبور مایع از پوسته استفاده می شود. این آب بند بین دو بدنه دوار یا بین دو بدنه دوار ثابت استفاده می شود.
یک کاسه نمدی معمولا از دو قسمت ساخته می شود، یک قسمت بیرونی فلزی سفت و یک قسمت داخلی انعطاف پذیر. کار اصلی عایق کاری توسط قطعات انعطاف پذیر متصل به قطعات فلزی انجام می شود. قسمت داخلی از پلاستیک مصنوعی یا طبیعی ساخته شده است که فشار مناسبی بر روی شفت ایجاد می کند تا از نشت روغن جلوگیری شود.
تاریخچه کاسه نمدی
برای قرن ها، مهندسان با چالش آب بندی ماشین های متحرک مواجه بوده اند.وقتی مردم شروع به حرکت به سمت غرب کردند، نیاز به سیستم آب بندی لاستیک تایر مدت ها احساس می شد. انواع اولیه مهر و موم ها دارای نوارهایی از چرم و نمد بودند که چربی حیوانی را روی محور چرخ نگه می داشت. توسعه انقلاب صنعتی و تولید موتورهای احتراق داخلی و گیربکس نیاز به قطعات آب بندی بهتری داشت.
در اواخر دهه 1920، گلدان های نمدی جدید از پوسته های فلزی و چرم مقاوم در برابر روغن ساخته می شدند. در پایان جنگ جهانی دوم، توسعه گلدان های نمدی بهبود یافت و لاستیک مصنوعی جایگزین چرم شد. در دهه 1960، الاستومرهای مقاوم در برابر حرارت با استفاده از موادی مانند سیلیکون ها، پلی آکریلات ها و فلوئوروکربن ها تولید شدند.
کاسه های نمدی چگونه کار می کنند؟
نحوه عملکرد کاسه نمدی بسیار ساده است. لبه فنجان نمدی روی یک قسمت چرخان (معمولا شفت) و دیواره (قطر بیرونی) در یک نگهدارنده برای نگه داشتن فنجان نمدی قرار می گیرد. لبه های کاسه نمدی باید روغن کاری شوند تا بیش از حد گرم نشوند به عبارت دیگر کاسه نمدی در اثر عمل پمپاژ در نقطه برخورد لبه شفت با سطح از نشتی جلوگیری می کند.جهت پمپ با جهت پروفیل فشار نسبت مستقیم دارد. این پروفیل فشار با طراحی هندسی قاب کنترل می شود و یک گرادیان فشار زیادی در سمت چربی قاب ایجاد می کند. البته، این گرادیان فشار تنها یک جنبه از نحوه کار یک گلدان نمدی است.
ویژگی دوم وجود لایه ای از فیلم روغن بین لبه کاسه نمدی و سطح شفت است. جنبه سوم برای ایجاد بی نظمی در لبه کاسه نمدی طراحی شده است.
کاسه های نمدی برای چه مواردی استفاده می شوند؟
عموماً از این قطعه در سیستم های حرکتی مانند چرخشی، نوسانی و رفت و برگشتی استفاده می شود.
حرکت چرخشی: جهت چرخش این سیستم ها برای آب بندی بسیار مهم است. شفت در جهت عقربه های ساعت، خلاف جهت عقربه های ساعت یا هر دو می چرخد.
حرکت نوسانی: در این نوع حرکت شفت در یک قوس با زاویه مشخصی نوسان می کند.
تکرار کننده: همانطور که در تصویر مشخص است، شفت به داخل و خارج محفظه حرکت می کند چه عواملی بر عمر کاسه های نمدی تاثیر می گذارد؟
در زیر به عواملی که بر عملکرد کشتی تأثیر می‌گذارند، مانند دما و فشار نگاه می‌کنیم.
دماها
سه نوع دمای بشقاب نمدی وجود دارد: دمای بیرون، دمای «زیر لب» و دمای «سوپ». قرار گرفتن ترکیبی در معرض این دماها باعث سخت شدن مواد الاستومری در این قسمت ها و در نهایت باعث از دست رفتن انعطاف پذیری قطعات و کاهش عمر قطعات می شود.دمای خارجی می تواند ناشی از منابع حرارتی خارجی باشد و این می تواند به طور قابل توجهی بر عمر قطعه تأثیر بگذارد.
مسئله دیگر زمانی است که دمای بیرون به حداقل دمای عملیاتی لبه می رسد. اگر شفت در دماهای پایین "تمام" شود، لبه برش شکننده شده و شفت ممکن است شکافته شود. دمای ذخیره سازی نیز بر عمر قطعه تاثیر می گذارد. در واقع بین عمر اجزا و دمای ذخیره سازی رابطه مستقیمی وجود دارد. اگر اورولیت طولانی ترین جزء است، دمای ذخیره سازی کمتری باید در نظر گرفته شود، اما اگر طول عمر مهم نباشد، دمای ذخیره سازی بالاتر بر روی سیستم تاثیر مثبت خواهد داشت. با افزایش این دما، ویسکوزیته سیال و مصرف انرژی کاهش می یابد.دمای زیر لبه به سرعت شفت، اصطکاک مواد، صافی سطح و دمای بیرونی و ذخیره سازی بستگی دارد. با افزایش این عوامل، دمای زیر خط الراس نیز افزایش می یابد. اصطکاک مواد نیز با خواص الاستومری، بارگذاری لبه و روانکاری مرتبط است.
فشار
صفحات نمدی رادیال برای استفاده در سیستم های فشار قوی طراحی نشده اند. قسمت انعطاف پذیر بسیار نازک است و از پشتیبانی قوی بی بهره است. حتی افزایش جزئی فشار، لبه بیرونی را مجبور به چرخش می کند و عمر قطعه را کوتاه می کند.حداکثر فشار حداکثر برای کاربردهای صنعتی است
7
-
ده
p
s
i
همانطور که در بالا ذکر شد، سرعت شفت نیز باید در هنگام برخورد با فشار در این محدوده در نظر گرفته شود.
درک عملکرد کاسه نمدی
عملکرد کاسه نمدی را می توان به راحتی در دستگاه مطابق شکل زیر مشاهده کرد. در این نوع موتورها حرکت رفت و برگشتی پیستون به حرکت چرخشی محور تبدیل می شود که آن را نیز با یاتاقان های فلزی پوشانده اند. من اینجا هستم از گریس برای روانکاری یاتاقان ها و سطوح تماس فلز با فلز استفاده می شود. از آنجایی که تابه روغن به محفظه موتور متصل است، یاتاقان ها به فاصله مشخصی بین موتور و شفت نیاز دارند.
انتخاب کاسه نمدی به چه عواملی بستگی دارد؟
انتخاب بهترین ظرف نمدی با بهترین طرح و متریال به شرایط کار و کاربرد بستگی دارد. از آن جمله می توان به عوامل زیر اشاره کرد:
دماها
سرعت
اختلاف فشار
نوع روان کننده
پرتره یا منظره
لنگش و ناهماهنگی شفت و دیواره داخلی
هیچ قانون کلی برای تعیین بهترین نوع گلدان نمدی وجود ندارد، زیرا بقیه مراحل انتخاب اجزا معمولاً تحت تأثیر یکی از شرایط عملیاتی فوق قرار می گیرد.البته در زیر به توضیح روند کلی انتخاب این قطعه بر اساس عملکرد و عمر مفید می پردازیم.
آب بندی قطعاتی هستند که در کلیه سیستم های هیدرولیک مانند پمپ ها، پیستون ها و اتصالات مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. البته در برخی منابع اصطلاح روغن نمد که در فارسی به صفحه نمدی ترجمه می شود، به سایر سیستم های آب بندی مانند O-Ring نیز اطلاق می شود، اما در فارسی معمولاً به این نوع مهر و موم O می گویند. - حلقه".
صفحات نمدی شفت های دوار و پوسته های حاوی مایع مانند گیربکس ها، سیلندرهای هیدرولیک و غیره را می پوشانند. برای جلوگیری از عبور مایع از پوسته استفاده می شود. این آب بند بین دو بدنه دوار یا بین دو بدنه دوار ثابت استفاده می شود.
یک کاسه نمدی معمولا از دو قسمت ساخته می شود، یک قسمت بیرونی فلزی سفت و یک قسمت داخلی انعطاف پذیر. کار اصلی عایق کاری توسط قطعات انعطاف پذیر متصل به قطعات فلزی انجام می شود. قسمت داخلی از پلاستیک مصنوعی یا طبیعی ساخته شده است که فشار مناسبی بر روی شفت ایجاد می کند تا از نشت روغن جلوگیری شود.
تاریخچه کاسه نمدی
برای قرن ها، مهندسان با چالش آب بندی ماشین های متحرک مواجه بوده اند.وقتی مردم شروع به حرکت به سمت غرب کردند، نیاز به سیستم آب بندی لاستیک تایر مدت ها احساس می شد. انواع اولیه مهر و موم ها دارای نوارهایی از چرم و نمد بودند که چربی حیوانی را روی محور چرخ نگه می داشت. توسعه انقلاب صنعتی و تولید موتورهای احتراق داخلی و گیربکس نیاز به قطعات آب بندی بهتری داشت.
در اواخر دهه 1920، گلدان های نمدی جدید از پوسته های فلزی و چرم مقاوم در برابر روغن ساخته می شدند. در پایان جنگ جهانی دوم، توسعه گلدان های نمدی بهبود یافت و لاستیک مصنوعی جایگزین چرم شد. در دهه 1960، الاستومرهای مقاوم در برابر حرارت با استفاده از موادی مانند سیلیکون ها، پلی آکریلات ها و فلوئوروکربن ها تولید شدند.
کاسه های نمدی چگونه کار می کنند؟
نحوه عملکرد کاسه نمدی بسیار ساده است. لبه فنجان نمدی روی یک قسمت چرخان (معمولا شفت) و دیواره (قطر بیرونی) در یک نگهدارنده برای نگه داشتن فنجان نمدی قرار می گیرد. لبه های کاسه نمدی باید روغن کاری شوند تا بیش از حد گرم نشوند به عبارت دیگر کاسه نمدی در اثر عمل پمپاژ در نقطه برخورد لبه شفت با سطح از نشتی جلوگیری می کند.جهت پمپ با جهت پروفیل فشار نسبت مستقیم دارد. این پروفیل فشار با طراحی هندسی قاب کنترل می شود و یک گرادیان فشار زیادی در سمت چربی قاب ایجاد می کند. البته، این گرادیان فشار تنها یک جنبه از نحوه کار یک گلدان نمدی است.
ویژگی دوم وجود لایه ای از فیلم روغن بین لبه کاسه نمدی و سطح شفت است. جنبه سوم برای ایجاد بی نظمی در لبه کاسه نمدی طراحی شده است.
کاسه های نمدی برای چه مواردی استفاده می شوند؟
عموماً از این قطعه در سیستم های حرکتی مانند چرخشی، نوسانی و رفت و برگشتی استفاده می شود.
حرکت چرخشی: جهت چرخش این سیستم ها برای آب بندی بسیار مهم است. شفت در جهت عقربه های ساعت، خلاف جهت عقربه های ساعت یا هر دو می چرخد.
حرکت نوسانی: در این نوع حرکت شفت در یک قوس با زاویه مشخصی نوسان می کند.
تکرار کننده: همانطور که در تصویر مشخص است، شفت به داخل و خارج محفظه حرکت می کند چه عواملی بر عمر کاسه های نمدی تاثیر می گذارد؟
در زیر به عواملی که بر عملکرد کشتی تأثیر می‌گذارند، مانند دما و فشار نگاه می‌کنیم.
دماها
سه نوع دمای بشقاب نمدی وجود دارد: دمای بیرون، دمای «زیر لب» و دمای «سوپ». قرار گرفتن ترکیبی در معرض این دماها باعث سخت شدن مواد الاستومری در این قسمت ها و در نهایت باعث از دست رفتن انعطاف پذیری قطعات و کاهش عمر قطعات می شود.دمای خارجی می تواند ناشی از منابع حرارتی خارجی باشد و این می تواند به طور قابل توجهی بر عمر قطعه تأثیر بگذارد.
مسئله دیگر زمانی است که دمای بیرون به حداقل دمای عملیاتی لبه می رسد. اگر شفت در دماهای پایین "تمام" شود، لبه برش شکننده شده و شفت ممکن است شکافته شود. دمای ذخیره سازی نیز بر عمر قطعه تاثیر می گذارد. در واقع بین عمر اجزا و دمای ذخیره سازی رابطه مستقیمی وجود دارد. اگر اورولیت طولانی ترین جزء است، دمای ذخیره سازی کمتری باید در نظر گرفته شود، اما اگر طول عمر مهم نباشد، دمای ذخیره سازی بالاتر بر روی سیستم تاثیر مثبت خواهد داشت. با افزایش این دما، ویسکوزیته سیال و مصرف انرژی کاهش می یابد.دمای زیر لبه به سرعت شفت، اصطکاک مواد، صافی سطح و دمای بیرونی و ذخیره سازی بستگی دارد. با افزایش این عوامل، دمای زیر خط الراس نیز افزایش می یابد. اصطکاک مواد نیز با خواص الاستومری، بارگذاری لبه و روانکاری مرتبط است.
فشار
صفحات نمدی رادیال برای استفاده در سیستم های فشار قوی طراحی نشده اند. قسمت انعطاف پذیر بسیار نازک است و از پشتیبانی قوی بی بهره است. حتی افزایش جزئی فشار، لبه بیرونی را مجبور به چرخش می کند و عمر قطعه را کوتاه می کند.حداکثر فشار حداکثر برای کاربردهای صنعتی است
7
-
ده
p
s
i
همانطور که در بالا ذکر شد، سرعت شفت نیز باید در هنگام برخورد با فشار در این محدوده در نظر گرفته شود.
درک عملکرد کاسه نمدی
عملکرد کاسه نمدی را می توان به راحتی در دستگاه مطابق شکل زیر مشاهده کرد. در این نوع موتورها حرکت رفت و برگشتی پیستون به حرکت چرخشی محور تبدیل می شود که آن را نیز با یاتاقان های فلزی پوشانده اند. من اینجا هستم از گریس برای روانکاری یاتاقان ها و سطوح تماس فلز با فلز استفاده می شود. از آنجایی که تابه روغن به محفظه موتور متصل است، یاتاقان ها به فاصله مشخصی بین موتور و شفت نیاز دارند.
انتخاب کاسه نمدی به چه عواملی بستگی دارد؟
انتخاب بهترین ظرف نمدی با بهترین طرح و متریال به شرایط کار و کاربرد بستگی دارد. از آن جمله می توان به عوامل زیر اشاره کرد:
دماها
سرعت
اختلاف فشار
نوع روان کننده
پرتره یا منظره
لنگش و ناهماهنگی شفت و دیواره داخلی
هیچ قانون کلی برای تعیین بهترین نوع گلدان نمدی وجود ندارد، زیرا بقیه مراحل انتخاب اجزا معمولاً تحت تأثیر یکی از شرایط عملیاتی فوق قرار می گیرد.البته در زیر به توضیح روند کلی انتخاب این قطعه بر اساس عملکرد و عمر مفید می پردازیم.
لرزه گیر لوله