کاسه های نمدی 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 کاسه نمدی ترجمه می شود به سایر سیستم های آب بندی مانند حلقه O اطلاق می شود اما در فارسی به این نوع مهر معمولاً O. - Ring گفته می شود. کاسه های نمدی برای جلوگیری از تجمع روغن روی شفت ها و یاتاقان ها و محافظت از این قسمت ها در برابر کثیفی و گرد و غبار استفاده می شود.
کاسه های نمدی به عنوان نوعی درزگیر برای آب بندی شفت های دوار و محفظه های حاوی سیال مانند گیربکس ها، سیلندرهای هیدرولیک و غیره. برای جلوگیری از نفوذ سیال از پوسته استفاده می شود. این آب بند بین دو بدنه دوار یا بین دو بدنه دوار ثابت استفاده می شود.
یک کاسه نمدی معمولاً از دو قسمت تشکیل شده است، یک قسمت بیرونی فلزی سفت و یک قسمت داخلی انعطاف پذیر. عایق کاری اصلی 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 روغن نشت نکند.
تاریخچه کاسه نمدی
برای قرن ها، مهندسان با چالش آب بندی ماشین آلات متحرک مواجه بوده اند.زمانی که مردم شروع به مهاجرت به غرب کردند، نیاز به یک سیستم آب بندی برای آب بندی چرخ های مخزن مدت ها احساس می شد. اولین انواع مهر و موم دارای تسمه های چرمی و نمدی بودند که چربی حیوانی را روی توپی چرخ ها نگه می داشت. شکل گیری انقلاب صنعتی و تولید موتورهای احتراق داخلی و گیربکس ها به اجزای آب بندی بهتری نیاز داشت.
در اواخر دهه 1920، کاسه های نمدی جدید با چرم مقاوم در برابر روغن و روکش فلزی ساخته شدند. در پایان جنگ جهانی دوم، توسعه کاسه های نمدی بهبود یافت و لاستیک مصنوعی جایگزین چرم شد. در دهه 1960، الاستومرهای بسیار 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؟
عملکرد کاسه نمدی بسیار ساده است. لبه کاسه نمدی روی قسمت چرخان (معمولا شفت) و دیواره (قطر بیرونی) روی براکت قرار می گیرد تا کاسه نمدی در جای خود ثابت بماند. لبه های کاسه نمدی باید روغن کاری شود تا از گرم شدن بیش از حد جلوگیری شود. به عبارت دیگر کاسه نمدی به دلیل عمل پمپاژ در نقطه تماس رینگ و سطح شفت از نشتی جلوگیری می کند.جهت پمپ با جهت پروفیل فشار نسبت مستقیم دارد. این پروفیل فشار با طراحی هندسی لاستیک کنترل می شود و یک گرادیان فشار زیادی در سمت روغن لاستیک ایجاد می کند. البته این گرادیان فشار تنها یک جنبه از نحوه کار کاسه نمدی است.
دومین مشخصه وجود لایه ای از فیلم روغن بین لبه فنجان نمدی و سطح شفت است. جنبه سوم به ایجاد بی نظمی در لبه کاسه نمدی اختصاص دارد.
کاسه های نمدی برای چه مواردی استفاده می شوند؟
به طور کلی 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، محور در یک قوس با زاویه مشخصی نوسان می کند.
جایگزین: همانطور که در تصویر می بینید، محور به داخل و خارج دوربین حرکت می کند. چه عواملی بر عمر کاسه های نمدی تاثیر می گذارد؟
در زیر به عوامل موثر بر عمر کاسه مانند دما و فشار می پردازیم.
دما
سه نوع درجه حرارت تشت نمدی وجود دارد: دمای بیرونی، دمای زیر لبه و دمای ساپ. اثر کلی این دماها باعث سخت شدن مواد الاستومری در این قسمت ها و در نهایت از دست دادن انعطاف پذیری قطعات و کاهش عمر مفید قطعات می شود.دمای خارجی می تواند ناشی از منابع حرارتی خارجی باشد و تأثیر بسزایی در طول عمر این قطعه داشته باشد.
مشکل دیگر زمانی است که دمای بیرون به حداقل دمای کاری لبه می رسد. اگر شفت در دماهای پایین "تمام" شود، لبه برش انعطاف کمتری پیدا می کند و شفت ممکن است شکافته شود. دمای ذخیره سازی نیز بر عمر مفید قطعه تاثیر می گذارد. در واقع بین عمر مفید قطعات و دمای نگهداری رابطه مستقیم وجود دارد. اگر Orolite طولانی ترین جزء است، دمای ذخیره سازی کمتری باید در نظر گرفته شود، اما اگر طول عمر کمتر بحرانی باشد، دمای ذخیره سازی بالاتر بر روی سیستم تاثیر مثبت خواهد داشت. با افزایش این دما، ویسکوزیته و مصرف انرژی سیال کاهش می یابد.دمای زیر لبه تابعی از سرعت شفت، اصطکاک مواد، زبری سطح و دمای بیرونی و ذخیره سازی است. با افزایش این عوامل، دمای زیر لبه نیز افزایش می یابد. اصطکاک مواد نیز به خواص الاستومر، بارگذاری لبه و روانکاری مرتبط است.
فشار
کاسه های نمدی رادیال برای کار در سیستم های فشار قوی طراحی نشده اند. قسمت انعطاف پذیر بسیار نازک است و از پشتیبانی قوی بی بهره است. حتی افزایش اندک 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 گفته شد، هنگام برخورد با فشارهای این محدوده باید سرعت شفت را نیز در نظر گرفت.
درک عملکرد کاسه نمدی
عملکرد کاسه نمدی را می توان به راحتی در خودرو 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. روغن برای روانکاری یاتاقان ها و مناطق تماس فلز با فلز استفاده می شود. از آنجایی که تابه روغن به محفظه موتور متصل است، یاتاقان ها نیاز به فاصله مشخصی بین موتور و شفت دارند. در اینجا از یک ظرف نمدی برای جلوگیری از چسبیدن روغن به مهر و موم بلبرینگ استفاده می شود.
انتخاب کاسه نمدی به چه عواملی بستگی دارد؟
انتخاب کاسه نمدی با بهترین طرح و متریال به شرایط کار و کاربرد شما بستگی دارد. از آن جمله می توان به عوامل زیر اشاره کرد:
دما
سرعت
اختلاف فشار
نوع روان کننده
پرتره یا منظره
لنگش و ناسازگاری محور و دیوار داخلی
هیچ قانون کلی برای تعیین بهترین نوع کاسه نمدی وجود ندارد، زیرا تأثیر یکی از شرایط عملیاتی فوق اغلب بر بقیه فرآیند انتخاب کاسه نمدی غالب است.البته در زیر به توضیح روند کلی انتخاب این قطعه بر اساس عملکرد و مدت زمان نگهداری می پردازیم.
کاسه های نمدی 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 کاسه نمدی ترجمه می شود به سایر سیستم های آب بندی مانند حلقه O اطلاق می شود اما در فارسی به این نوع مهر معمولاً O. - Ring گفته می شود. کاسه های نمدی برای جلوگیری از تجمع روغن روی شفت ها و یاتاقان ها و محافظت از این قسمت ها در برابر کثیفی و گرد و غبار استفاده می شود.
کاسه های نمدی به عنوان نوعی درزگیر برای آب بندی شفت های دوار و محفظه های حاوی سیال مانند گیربکس ها، سیلندرهای هیدرولیک و غیره. برای جلوگیری از نفوذ سیال از پوسته استفاده می شود. این آب بند بین دو بدنه دوار یا بین دو بدنه دوار ثابت استفاده می شود.
یک کاسه نمدی معمولاً از دو قسمت تشکیل شده است، یک قسمت بیرونی فلزی سفت و یک قسمت داخلی انعطاف پذیر. عایق کاری اصلی 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 روغن نشت نکند.
تاریخچه کاسه نمدی
برای قرن ها، مهندسان با چالش آب بندی ماشین آلات متحرک مواجه بوده اند.زمانی که مردم شروع به مهاجرت به غرب کردند، نیاز به یک سیستم آب بندی برای آب بندی چرخ های مخزن مدت ها احساس می شد. اولین انواع مهر و موم دارای تسمه های چرمی و نمدی بودند که چربی حیوانی را روی توپی چرخ ها نگه می داشت. شکل گیری انقلاب صنعتی و تولید موتورهای احتراق داخلی و گیربکس ها به اجزای آب بندی بهتری نیاز داشت.
در اواخر دهه 1920، کاسه های نمدی جدید با چرم مقاوم در برابر روغن و روکش فلزی ساخته شدند. در پایان جنگ جهانی دوم، توسعه کاسه های نمدی بهبود یافت و لاستیک مصنوعی جایگزین چرم شد. در دهه 1960، الاستومرهای بسیار 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؟
عملکرد کاسه نمدی بسیار ساده است. لبه کاسه نمدی روی قسمت چرخان (معمولا شفت) و دیواره (قطر بیرونی) روی براکت قرار می گیرد تا کاسه نمدی در جای خود ثابت بماند. لبه های کاسه نمدی باید روغن کاری شود تا از گرم شدن بیش از حد جلوگیری شود. به عبارت دیگر کاسه نمدی به دلیل عمل پمپاژ در نقطه تماس رینگ و سطح شفت از نشتی جلوگیری می کند.جهت پمپ با جهت پروفیل فشار نسبت مستقیم دارد. این پروفیل فشار با طراحی هندسی لاستیک کنترل می شود و یک گرادیان فشار زیادی در سمت روغن لاستیک ایجاد می کند. البته این گرادیان فشار تنها یک جنبه از نحوه کار کاسه نمدی است.
دومین مشخصه وجود لایه ای از فیلم روغن بین لبه فنجان نمدی و سطح شفت است. جنبه سوم به ایجاد بی نظمی در لبه کاسه نمدی اختصاص دارد.
کاسه های نمدی برای چه مواردی استفاده می شوند؟
به طور کلی 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، محور در یک قوس با زاویه مشخصی نوسان می کند.
جایگزین: همانطور که در تصویر می بینید، محور به داخل و خارج دوربین حرکت می کند. چه عواملی بر عمر کاسه های نمدی تاثیر می گذارد؟
در زیر به عوامل موثر بر عمر کاسه مانند دما و فشار می پردازیم.
دما
سه نوع درجه حرارت تشت نمدی وجود دارد: دمای بیرونی، دمای زیر لبه و دمای ساپ. اثر کلی این دماها باعث سخت شدن مواد الاستومری در این قسمت ها و در نهایت از دست دادن انعطاف پذیری قطعات و کاهش عمر مفید قطعات می شود.دمای خارجی می تواند ناشی از منابع حرارتی خارجی باشد و تأثیر بسزایی در طول عمر این قطعه داشته باشد.
مشکل دیگر زمانی است که دمای بیرون به حداقل دمای کاری لبه می رسد. اگر شفت در دماهای پایین "تمام" شود، لبه برش انعطاف کمتری پیدا می کند و شفت ممکن است شکافته شود. دمای ذخیره سازی نیز بر عمر مفید قطعه تاثیر می گذارد. در واقع بین عمر مفید قطعات و دمای نگهداری رابطه مستقیم وجود دارد. اگر Orolite طولانی ترین جزء است، دمای ذخیره سازی کمتری باید در نظر گرفته شود، اما اگر طول عمر کمتر بحرانی باشد، دمای ذخیره سازی بالاتر بر روی سیستم تاثیر مثبت خواهد داشت. با افزایش این دما، ویسکوزیته و مصرف انرژی سیال کاهش می یابد.دمای زیر لبه تابعی از سرعت شفت، اصطکاک مواد، زبری سطح و دمای بیرونی و ذخیره سازی است. با افزایش این عوامل، دمای زیر لبه نیز افزایش می یابد. اصطکاک مواد نیز به خواص الاستومر، بارگذاری لبه و روانکاری مرتبط است.
فشار
کاسه های نمدی رادیال برای کار در سیستم های فشار قوی طراحی نشده اند. قسمت انعطاف پذیر بسیار نازک است و از پشتیبانی قوی بی بهره است. حتی افزایش اندک 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 گفته شد، هنگام برخورد با فشارهای این محدوده باید سرعت شفت را نیز در نظر گرفت.
درک عملکرد کاسه نمدی
عملکرد کاسه نمدی را می توان به راحتی در خودرو 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. روغن برای روانکاری یاتاقان ها و مناطق تماس فلز با فلز استفاده می شود. از آنجایی که تابه روغن به محفظه موتور متصل است، یاتاقان ها نیاز به فاصله مشخصی بین موتور و شفت دارند. در اینجا از یک ظرف نمدی برای جلوگیری از چسبیدن روغن به مهر و موم بلبرینگ استفاده می شود.
انتخاب کاسه نمدی به چه عواملی بستگی دارد؟
انتخاب کاسه نمدی با بهترین طرح و متریال به شرایط کار و کاربرد شما بستگی دارد. از آن جمله می توان به عوامل زیر اشاره کرد:
دما
سرعت
اختلاف فشار
نوع روان کننده
پرتره یا منظره
لنگش و ناسازگاری محور و دیوار داخلی
هیچ قانون کلی برای تعیین بهترین نوع کاسه نمدی وجود ندارد، زیرا تأثیر یکی از شرایط عملیاتی فوق اغلب بر بقیه فرآیند انتخاب کاسه نمدی غالب است.البته در زیر به توضیح روند کلی انتخاب این قطعه بر اساس عملکرد و مدت زمان نگهداری می پردازیم.
زنجیر صنعتی