وظیفه کاسه نمد در یک سیستم هیدرولیک با توجه به کارکرد اصلی سیستم تعین می شود. به طور کلی کاسه نمد یکی از اجزای کلیدی در صنایع مکانیکی و خودروسازی است که وظیفه‌ای حیاتی در حفظ عملکرد و دوام سیستم‌ها دارد. این قطعه کوچک، نقش مهمی در جلوگیری از نشت روغن، گاز یا سایر مایعات در محیط‌های صنعتی ایفا می‌کند. وظیفه اصلی کاسه نمد، عایق‌بندی بین دو قطعه متحرک است که مانع از ورود گرد و غبار و ذرات آلوده به داخل سیستم می‌شود. این موضوع از آسیب‌دیدگی و فرسودگی زودرس قطعات جلوگیری کرده و عمر مفید دستگاه‌ها را افزایش می‌دهد.
انتخاب کاسه نمد مناسب، خصوصاً در برندهایی همچون SKF، می‌تواند تأثیر مستقیمی بر عملکرد سیستم‌های مکانیکی داشته باشد. این برند با ارائه محصولات با کیفیت و بادوام، نیازهای مختلف صنایع را پاسخ داده و در عین حال استانداردهای ایمنی و کارایی را حفظ می‌کند. در ادامه این مطلب به بررسی انواع کاسه نمد، کاربردهای آن و دلایل اهمیت آن در صنعت می‌پردازیم تا تصویری کامل از این قطعه اساسی ارائه دهیم.
انتخاب طراحی و جنس کاسه نمد
انتخاب طراحی و جنس مناسب کاسه نمد بستگی به شرایط کاری، محیط عملیاتی و عملکرد دارد. هر سه این عوامل نیز بر مبنای وظیفه کاسه نمد در سیستم تابع پارامترهای متنوعی است. از جمله:
- دما
- سرعت
- اختلاف فشار
- نوع روانکار
- جهت عمودی یا افقی
- ناهمراستایی لقی و شفت نسبت به محفظه
از آنجا که تاثیر یک شرط کاری معمولاً بر فرآیند انتخاب کاسه نمد غالب است، هیچ قانون کلی برای تعیین نوع یا طراحی مناسب کاسه نمد برای یک کاربرد معین وجود ندارد. این بخش شرح می‌دهد که چگونه شرایط کاری بر عمر مفید و وظیفه کاسه نمد تاثیر می‌گذارد و راهنمایی‌هایی را در مورد انتخاب مناسب‌ترین کاسه نمد برای یک کاربرد معین ارائه می‌دهد.
نگهداری گریس
گریس‌ها ویسکوزیته نسبتاً بالایی دارند و نسبتاً آسان در یک آرایش بلبرینگ نگهداری می‌شوند. پس به طور ساده می توان گفت در اینجا وظیفه کاسه نمد نگهداری گریس است. در بسیاری از کاربردهای روانکاری با گریس، طراحی لب آب‌بند غیر فنری یا یک حلقه V می‌تواند به‌طور کافی گریس را نگه دارد († شکل ۱). با این حال، کاربردهای با نیازهای بیشتر ممکن است به آب‌بندهای شعاعی فنری HMS5 یا CWR1 نیاز داشته باشند († شکل‌های ۲ و ۳).
زمانی که نیاز به روانکاری مجدد مکرر وجود دارد، لب حداقل یکی از آب‌بندها در آرایش آب‌بند باید به سمت طرف هوا هدایت شود تا گریس اضافی بتواند از طریق لب آب‌بند خارج شود († شکل ۳). این کار از تجمع گریس جلوگیری می‌کند که می‌تواند گرما را نگه دارد و محدودیت در دفع گرما ایجاد کند. برای کاربردهای روانکاری با گریس، SKF توصیه می‌کند که سرعت محیطی مجاز برای روغن محاسبه شده و نتیجه آن نصف شود.
نگهداری روغن
اگر در محیط روغن به عنوان روان کننده بکار رود، وظیفه کاسه نمد نگهداری روغن است. روغن‌های روان‌کننده، به‌ویژه روغن‌های با ویسکوزیته نسبتاً پایین، بسیار دشوارتر از گریس‌ها نگهداری می‌شوند. بنابراین، استفاده از مهره‌های رادیکالی با فنر HMS5 یا CRW1 († شکل‌های ۴ و ۵) توصیه می‌شود تا بار شعاعی لازم و مقاومت در برابر نوسانات دینامیکی و عدم هم‌راستایی شفت و سوراخ را برای عملکرد مناسب آب‌بندی فراهم کند.
مهره‌های استاندارد HMS5 دارای لب مستقیم هستند در حالی که مهره‌های CRW1 با لب‌های SKF WAVE طراحی شده‌اند تا توانایی پمپاژ بهتری را فراهم کنند، بدون توجه به جهت چرخش شفت († شکل ۶ در صفحه ۵۷). یکی دیگر از روش‌های افزایش توانایی پمپاژ یک مهره، افزودن الگوی هلیکس، یعنی ویژگی‌های هیدرودینامیکی، به طراحی لب آب‌بندی است.
قطر خارجی لاستیکی، مانند آنچه در مهره‌های HMS5 یافت می‌شود، به جبران نواقص کوچک در سطح سوراخ محفظه کمک می‌کند و بنابراین در مواقعی که سطح سوراخ محفظه مورد نیاز مشکوک است، توصیه می‌شود.
برای شرایط عملیاتی بسیار سخت، جایی که سرعت‌های محیطی نسبتاً پایین هستند، مهره‌های صورت فلزی، مانند مهره HDDF († شکل ۶)، می‌توانند برای نگهداری روغن یا گریس استفاده شوند.
حلقه‌های V († شکل ۷) نیز می‌توانند برای نگهداری روغن استفاده شوند، به شرطی که در سمت روغن نصب شده و به‌طور محوری بر روی شفت پشتیبانی شوند.
حذف آلودگی
حذف آلودگی نیز وظیفه کاسه نمد است. سیل‌های شافت رادیالی که عمدتاً برای حذف آلودگی استفاده می‌شوند، باید با لب به سمت بیرون نصب شوند. زمانی که حفاظت اضافی نیاز است، SKF طراحی سیل را که شامل یک لب کمکی است، توصیه می‌کند، به عنوان مثال سیل‌های HMSA10 یا CRWA1. برای شرایط عملیاتی سخت، سیل‌های SKF WAVE († شکل ۸) با ویژگی‌های هیدرودینامیکی توصیه می‌شوند. برای افزایش بیشتر کارایی آب‌بندی، می‌توان دو سیل با لب تک در حالت تندم († شکل ۹) قرار داد یا از یک سیل با لب دوگانه، مانند سیل HDSE1 استفاده کرد († شکل ۱۰).
V-ringها († شکل ۱۱) عمدتاً برای حذف آلودگی‌ها استفاده می‌شوند. این سیل‌ها که به عنوان پرتاب‌کننده عمل می‌کنند، با شافت می‌چرخند و در برابر سطحی که عمود بر شافت است، آب‌بندی می‌کنند. V-ringها و سیل‌های کلاپ محوری اغلب به عنوان سیل‌های ثانویه برای محافظت از سیل‌های اولیه در برابر آلودگی‌های درشت استفاده می‌شوند. هیچ‌یک از این آرایش‌های سیل برای نگهداری روغن طراحی نشده‌اند.
نگهداری و حذف
در بسیاری از کاربردها، حذف آلودگی‌ها به اندازه نگهداری روان‌کننده اهمیت دارد. پس می توان گفت وظیفه کاسه نمد دو گانه می شود . یعنی نگهداری روان کننده و حذف آلودگی همزمان.
سیل‌ها با لب کمکی، مانند سیل‌های HMSA10 († شکل ۱۲)، برای این کاربردها مناسب هستند.
گزینه دیگر استفاده از دو سیل است که در جهت‌های مخالف نصب شده‌اند († شکل‌های ۱۳ و ۱۴) یا دو حلقه V مخالف († شکل ۱۵) با یک واشر فاصله‌گذار.
در شرایط عملیاتی بسیار سخت، SKF توصیه می‌کند از سیل‌های فلزی HDDF († شکل ۶ در صفحه ۱۸) استفاده شود، به شرطی که سرعت لغزش سطوح جفت‌شونده در محدوده مجاز قرار داشته باشد.
جداسازی دو مایع
زمانی که در یک سیستم هیدرولیک نیاز باشد که از تماس دو مایع با یکدیگر جلوگیری شود، وظیفه کاسه نمد عمل جداسازی است. در اینگونه موارد دو راه حل مناسب وجود دارد. این راه حل‌ها که به در دسترس بودن فضا و کارایی مورد نیاز بستگی دارند، شامل:
- استفاده از دو مهر و موم جداگانه († شکل‌های ۱۶ و ۱۷) که با لب‌هایشان در جهت‌های مخالف قرار گرفته‌اند
- استفاده از مهر و موم‌های دو لبه HDSD1 († شکل ۱۸)
در هر دو گزینه، لب‌های مهر و موم باید فنر دار باشند. هنگام استفاده از مهر و موم HDSD، بسیار مهم است که وسیله‌ای برای روانکاری لب‌های مهر و موم فراهم شود، به این معنی که حفره بین لب‌های مهر و موم باید قبل از نصب یا در حین کار از طریق سوراخ‌های روانکاری که درون بدنه فلزی به حفره ایجاد شده‌اند، با چربی پر شود.
سرعت محیطی و چرخشی
سرعت مجاز یک آب‌بند به طراحی آن و همچنین به جنس لبه آب‌بند و وضعیت شفت بستگی دارد. تمامی این عوامل بر تولید حرارت در سطح تماس آب‌بند تأثیر می‌گذارند. روانکاری لبه آب‌بند و ویژگی‌های روانکار نیز تأثیر مستقیمی بر تولید حرارت دارند زیرا بر دفع حرارت تأثیر مستقیم می‌گذارند. نمودار ۱ سرعت‌های محیطی مجاز برای طراحی‌های مختلف آب‌بند را با فرض عملکرد نرمال آب‌بند، نگهداری چربی یا روغن و عدم وجود اختلاف فشار در سطح آب‌بند مقایسه می‌کند.
سخن پایانی
در این نوشتار سعی شد به کاسه نمد از زاویه کارکردی نگاه شود. همانطور که اشاره شد بر اساس وظیفه اصلی کاسه نمد در یک سیستم هیدرولیک است که تیپ کاسه نمد تعیین می شود. اگر وظیفه کاسه نمد نگهداری روغن و گریس باشد به سراغ کاسه نمد فلزی می رویم. اگر وظیفه کاسه نمد علاوه بر نگهداری روغن ، جلوگیری از ورود آلودگی نیز باشد باید به سراغ کاسه نمدهای با لبه گردگیر (کاسه نمد دو لبه) برویم. در کاربردهای خاص تر که کاسه نمد باید دو مایع روانکار را از هم جدا کند، می توان از دو کاسه نمد که پشت به پشت هم نصب می شوند استفاده کرد . همچنین در اینگونه موارد برندهای معتبر مانند SKF و CFW کاسه نمدهایی را طراحی کرده اند که کارآمد هستند. در نهایت توصیه می کنیم حتما در کاربردهای خاص با مشاوران مجموعه چرخش صنعت در انتخاب کاسه نمد مناسب مشورت کنید.
