کاسه نمد چیست؟
تاریخچه کاسه نمد
برای قرنها مهندسان با چالش آببندی در دستگاههای متحرک روبرو بودند. در زمانهای گذشته که افراد شروع به مهاجرت به سمت غرب کردند، به سیستمهای آببندی نیاز داشتند تا چرخهای ارابهها را تا مدتهای طولانی آببندی کنند. از انواع اولیه آببندها، نوارهای چرمی و نمدی بودند که چربی حیوانات را در اکسلهای چرخ حفظ میکردند. با شکلگیری انقلاب صنعتی و تولید موتورهای درونسوز و جعبهدندهها، به قطعات بهتری برای آببندی نیاز بود.
در اواخر سالهای ۱۹۲۰ بود که به کمک چرمِ مقاوم در برابر روغن و یک محفظه فلزی، کاسه نمد جدیدی ساخته شد. در انتهای جنگ جهانی دوم، توسعه کاسه نمدها بهبود پیدا کرد و لاستیکهای مصنوعی جایگزین چرم شدند. در سالهای ۱۹۶۰، الاستومرهایی با مقاومت دمایی بالا تولید شدند که در آنها از موادی همچون سیلیکون، پلیاکریلات و فلوئوروکربنها استفاده شده بود.
نحوه عملکرد کاسه نمد
نحوه عملکرد کاسه نمد بسیار ساده است. لبه کاسه نمد بر روی بخش دوار – به طور معمول شفت – قرار میگیرد و جداره (قطر بیرونی) در محفظه نگهدارنده به صورت فشرده چفت میشود و به این ترتیب، کاسه نمد در جای خود قرار میگیرد. برای جلوگیری از حرارت زیاد، لبههای کاسه نمد باید روغنکاری شود.
یه عبارت بهتر، کاسه نمد از طریق عمل پمپ کردن در محل تماس لبه و سطح شفت، از نشتی جلوگیری میکند. جهت پمپ، نسبت مستقیمی با جهت پروفایل فشاری دارد. این پروفایل فشاری توسط طراحی هندسی لبه کنترل میشود که گرادیان فشاری بزرگتری در بخش روغنی لبه ایجاد میکند. البته این گرادیان فشاری تنها یک جنبه از نحوه عملکرد کاسه نمد به شمار میآید.
جنبه دوم، وجود لایهای از یک فیلم روغنی بین لبه کاسهنمد و سطح شفت است. جنبه سوم به تشکیل ناهمواریها بر روی لبه کاسهنمد اختصاص دارد. این ناهمواریها به گونهای قرار میگیرند که سیال را به طرف بخش روغنی پمپ میکنند.
کاربرد کاسه نمد
به طور کلی، از این قطعه در سیستمهای متحرک شامل حرکات دوار، «نوسانی» و رفت و برگشتی بهره میگیرند.
- حرکت دوار: جهت چرخش در این سیستمها برای آببندی بسیار مهم است. شفت ممکن است به صورت ساعتگرد، پادساعتگرد یا در هر دو جهت چرخش داشته باشد. کابرد در بلبرینگ و لباسشویی صنعتی
- حرکت نوسانی: در این نوع حرکت، شفت در یک قوس با زاویهای معین نوسان میکند.
- حرکت رفت و برگشتی: شفت به صورت رفت و برگشتی به محفظه وارد و از آن خارج میشود
انتخاب کاسه نمد به چه عواملی بستگی دارد؟
انتخاب کاسه نمد با طراحی و مواد بهینه به شرایط عملیاتی و کاربرد آن بستگی دارد که از میان این موارد میتوان به عوامل زیر اشاره کرد:
- دما
- سرعت
- اختلاف فشار
- نوع روانکننده
- قرارگیری عمودی یا افقی
- لنگی و عدم انطباق شفت با جداره داخلی
انواع کاسه نمد
شکل لبه بر نوع آببندی این قطعه تاثیر مستقیم دارد و این شکل به محیط، سرعت شفت، فشار، دما و پارامترهای آلودگی مرتبط است. نوع محیط میتواند از روغن و گریس تا آب و مواد غذایی و لبنی باشد. همه این موارد بر نحوه انتخاب کاسه نمد تاثیرگذار هستند.
نوع دیگری از طبقه بندی کاسه نمدها
در ادامه، نوع کلیتری از طبقهبندی کاسهنمدها ارائه شده است.
کاسه نمد گریس
گریسها به طور معمول ویسکوزیته بالایی دارند و به همین دلیل روغنریزی و خروج گریس در آنها کمتر اتفاق میافتد. در چنین شرایطی از کاسه نمدی بدون لبه فنری استفاده میشود که به «V_ring» موسوم است.
کاسه نمد روغن
در این شرایط باید از کاسه نمدهایی با فنر داخلی بهره برد چراکه این سیالات، سادهتر از گریس دچار نشتی میشود.
کاسه نمدهای فنری
کاسه نمدهای فنری به طور عمده در سیستمهای دوار، رفت و برگشتی و ثابت مورد استفاده قرار میگیرند. همچنین، این قطعات در تنشهای بالا و پایین پایداری بهینهای دارند و در دماهای مختلف نیز میتوانند بکار گرفته شوند.
کاسه نمدهای بدون فنر
این قطعات در سیستمهای رفت و برگشتی و ثابت و زمانی که تنشی تکمحوره داشته باشیم مورد استفاده قرار میگیرند.
کاسه نمد در خودرو
تقریبا هر بخشی از خودرو که از روغن استفاده کند، کاسه نمد به عنوان عضو جداییناپذیر آن دیده میشود. این بدان معنی است که در سیستمهای انتقال قدرت، فرمان، ترمز و … باید از این قطعه بهره گرفت.
انواع جنس کاسه نمد لاستیکی
- کاسه نمد NBR
- کاسه نمد ACM
- کاسه نمد Polyurethane
- کاسه نمد Silicon
- کاسه نمد Viton
- کاسه نمد EPDM
- کاسه نمد NR
- کاسه نمد MVQ
- کاسه نمد PTFE
انواع کاسه نمد
کاسه نمدها بسته به محل استفاده در متریال های مختلف همچون مقاومت در برابر فرسایش، حرارت، برودت، مواد نفتی، مواد اسیدی و قلیایی و… تولید می شوند.
- NBR: کاسه نمدهای ضدروغن نیتریل بوتادین (Nitrile Butadiene Rubber) متداول ترین آببندها هستند، که مقاومت بالایی در برابر گریس داشته و بازه دمایی عملکرد این کاسه نمدها 40- تا 120+ درجه سانتی گراد می باشد.
- ACM: ترکیبی از لاستیک اکرلیک و نیتریل بوتادین است که مقاومت بالایی در برابر روغن داشته و تا دمای150 درجه سانتیگراد را نیز تحمل می کند.
- PolyUrethane کاسه نمدهایی که با پلی یورتان (P.U)تولید می شوند در مقابل گریس، سایش، پارگی و کشش مقاومت بالایی دارد. این نوع آببند از مقاوم ترین کاسه نمدهای رایج محسوب می گردد.
- Silicon : کاسه سیلیکونی تولید شده توسط کیمیا صنعت دارای ویژگی خاصی در کاهش جذب روغن و استهلاک و هم چنین قابلیت مقاومت بالای دمایی از 50- الی 250+ را دارا است .
- Viton:کاسه نمد وایتون، مقاومتی بالایی در برابر حرارت دارد و قادر است تا 300+ درجه سانتیگراد را تحمل کند.
- PTFE: پلی تترا فلوئورو اتیلن (Polytetrafluoroethylene) به علت عملکرد مطلوب در دمای بالا (320+ درجه سانتی گراد)، کاهش اصطکاک و عمر طولانی در موارد خاص کاربرد دارد.
- EPDM: متریال اتیلن پروپیلن داین مونومر ( (Ethylene Propylene Diene Monomer دارای مقاومت بالایی در برابر مواد اسیدی، گازها، زنگ زدگی، آب شور، ازون، نور خورشید و شرایط سخت جوی است.
استاندارد تولید کاسه نمد چیست؟
دو استاندارد اصلی برای تولید انواع کاسه نمد وجود دارند که عبارت اند از:
- BS 1399
- DIN 3760
اهمیت استفاده از کاسه نمد در چیست؟
هر تجهیز مکانیکی دارای شفت نیاز به روان کننده ای مانند روغن دارد.
حرکت شفت می تواند باعث ایجاد اصطکاک بالایی در تجهیزات مکانیکی شود و احتمال آسیب رسیدن به آن ها را افزایش دهد.
حضور روغن می تواند ضمن جلوگیری از اصطکاک قطعات، دمای کار تجهیزات مکانیکی را نیز کنترل کند.
اصلی ترین نقش کاسه نمد جلوگیری از نشت روغن از محدوده ای است که باید قرار داشته باشد.
در کنار این موارد می توان دو مزیت مهم دیگر را نیز برای کاسه نمد برشمرد:
- جلوگیری از افزایش فشار روغن در اطراف شفت
- جلوگیری از ورود آلاینده ها و مواد خارجی به روغن
قیمت کاسه نمد
قیمت کاسه نمد بسته به نوع،مواد سازنده و کاربرد متفاوت است. کاسه های با مواد مقاوم تر و طراحی های پیچیده تر معمولا قیمت بالاتری دارند.
عوامل موثر بر قیمت کاسه نمد
- نوع کاسه نمد
- ابعاد کاسه نمد
- کیفیت مواد اولیه
- برند سازنده
- محل خرید