کاسه نمدی در تمامی اجزای سیستم هیدرولیک مانند پمپ ها، پیستون ها و اتصالات مختلف کاربرد دارد. البته در برخی منابع اصطلاح روغن نمد که در فارسی به کاسه نمدی ترجمه شده است به سایر سیستم های آب بندی مانند O-Ring نیز اطلاق می شود، اما در فارسی این مهر را معمولاً O می نامند. - حلقه ها.از 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 درزگیر برای آب بندی محورهای دوار و محفظه های حاوی سیالات مانند گیربکس، سیلندر هیدرولیک و غیره استفاده می شود. محفظه برای جلوگیری از نفوذ سیال استفاده می شود. این مهر و موم بین دو جسم دوار یا بین دو جسم دوار ثابت استفاده می شود.
کاسه های نمدی معمولاً از دو قسمت ساخته می شوند، یک قسمت بیرونی فلزی سخت و یک قسمت داخلی انعطاف پذیر. کار اصلی عایق کاری توسط قطعات انعطاف پذیری که به قطعات فلزی متصل می شوند انجام می شود. فضای داخلی از پلاستیک مصنوعی یا طبیعی ساخته شده است تا فشار مناسبی روی شفت ایجاد کند تا روغن نشت نکند.
تاریخچه کاسه های نمدی
مهندسان برای قرن ها با چالش آب بندی ماشین آلات متحرک مواجه بوده اند.هنگامی که مردم شروع به مهاجرت به سمت غرب کردند، نیاز به سیستم های آب بندی برای آب بندی چرخ های مخزن برای مدت طولانی احساس می شد. انواع اولیه مهرها دارای نوارهایی از چرم و نمد بودند که چربی حیوانی را روی محور نگه می داشت. شکل گیری انقلاب صنعتی و تولید موتورهای احتراق داخلی و گیربکس ها نیازمند قطعات آب بندی بهتری بود.
در اواخر دهه 1920، کاسه های نمدی جدید با روکش فلزی و چرم مقاوم در برابر روغن ساخته شدند. در پایان جنگ جهانی دوم، توسعه کاسه های نمدی بهبود یافت و لاستیک مصنوعی جایگزین چرم شد. در دهه 1960 از موادی مانند سیلیکون ها، پلی آکریلات ها و فلوروکربن ها برای تولید الاستومرهای بسیار مقاوم در برابر حرارت استفاده شد.
کاسه های نمدی چگونه کار می کنند؟
اصل کار کاسه نمدی بسیار ساده است. لبه کاسه نمدی روی یک قسمت چرخان (معمولا شفت) و دیواره (قطر بیرونی) در یک براکت قرار دارد تا کاسه نمدی را در جای خود نگه دارد. لبه کاسه نمدی باید روغن کاری شود تا از گرم شدن بیش از حد جلوگیری شود. به عبارت دیگر، کاسه نمدی از نشتی ناشی از عمل پمپاژ در نقطه تماس بین رینگ و سطح شفت جلوگیری می کند.جهت پمپ متناسب با جهت توزیع فشار است. این توزیع فشار با طراحی هندسی رینگ کنترل می شود و یک گرادیان فشار زیادی در سمت روغن رینگ ایجاد می کند. البته، این گرادیان فشار تنها یک جنبه از نحوه کار کاسه های نمدی است.
ویژگی دوم وجود یک لایه روغن بین لبه کاسه نمدی و سطح شفت است. جنبه سوم به ایجاد بی نظمی در لبه کاسه نمدی اختصاص دارد.
کاسه های نمدی برای چیست؟
به طور کلی از این قطعه در سیستم های حرکتی مانند چرخش، نوسان و حرکت رفت و برگشتی استفاده می شود.
حرکت دورانی: جهت چرخش در 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 حرکت شفت به صورت یک قوس دایره ای با زاویه نوسان می کند.
حرکت رفت و برگشتی: همانطور که در شکل نشان داده شده است شفت به داخل و خارج حفره حرکت می کند چه عواملی بر عمر کاسه نمدی تاثیر می گذارد؟
در زیر به عواملی که بر عمر کاسه تأثیر میگذارند، مانند دما و فشار میپردازیم.
درجه حرارت
سه نوع دمای کاسه نمدی وجود دارد: دمای بیرون، دمای "زیر لب" و دمای "سینک". اثر جمعی این دماها می تواند باعث سخت شدن مواد الاستومری در این قسمت ها و در نهایت از دست دادن انعطاف پذیری و کاهش عمر قطعه شود.دمای خارجی می تواند ناشی از منابع حرارتی خارجی باشد و تأثیر قابل توجهی بر عمر قطعه داشته باشد.
سوال دیگر زمانی است که دمای خارجی به حداقل دمای کاری لبه می رسد. اگر شفت در دماهای پایین "تمام" شود، لبه برش انعطاف کمتری خواهد داشت و ممکن است شفت شکافته شود. دمای ذخیره سازی نیز می تواند بر عمر مفید قطعات تأثیر بگذارد. در واقع بین عمر اجزا و دمای ذخیره سازی رابطه مستقیمی وجود دارد. اگر Orolite طولانی ترین جزء است، دمای ذخیره سازی کمتر باید در نظر گرفته شود، اما اگر طول عمر آنچنان مهم نباشد، دمای ذخیره سازی بالاتر 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 الاستومری، بارگذاری لبه و روانکاری مرتبط است.
فشار
کاسه های نمدی رادیال برای سیستم های فشار قوی مناسب نیستند. بخش انعطاف پذیر آنقدر نازک است که نمی تواند از پشتیبانی قوی بهره مند شود. حتی افزایش اندک فشار می تواند لبه بیرونی را مجبور به چرخش کند و عمر قطعه را کوتاه کند.حداکثر فشار محدود برای کاربردهای صنعتی
7
-
ده
p
s
i
همانطور که قبلا ذکر شد، هنگام برخورد با فشار در این محدوده باید سرعت شفت را نیز در نظر گرفت.
با عملکرد کاسه های نمدی آشنا شوید
تاثیر کاسه نمدی مانند تصویر زیر بر روی خودرو به راحتی قابل مشاهده است. در این نوع موتورها حرکت رفت و برگشتی پیستون ها به حرکت چرخشی شفت تبدیل می شود که با یاتاقان های فلزی نیز پوشیده شده است. 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، بلبرینگ به فضای مشخصی بین موتور و شفت نیاز دارد، در اینجا از یک کاسه نمدی برای جلوگیری از چسبیدن روغن به محل اتصال یاتاقان استفاده می شود.
انتخاب کاسه نمدی به چه عواملی بستگی دارد؟
انتخاب کاسه نمدی با بهترین طرح و متریال به شرایط کار و کاربرد آن بستگی دارد. از آن جمله می توان به عوامل زیر اشاره کرد:
درجه حرارت
سرعت
فشار دیفرانسیل
نوع روان کننده
پرتره یا منظره
لنگی شفت و ناسازگاری با دیواره داخلی
هیچ قانون کلی برای تعیین بهترین نوع کاسه نمدی وجود ندارد، زیرا تأثیر یکی از شرایط عملیاتی فوق معمولاً بر بقیه فرآیند انتخاب برای آن جزء غالب است.البته در زیر به توضیح روند کلی انتخاب این قطعه از نظر عملکرد و زمان نگهداری می پردازیم.