اخبار فناوری

کاسه ی نمد قطعه ای است که در کلیه سیستم های هیدرولیک اعم از پمپ، پیستون و اتصالات مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. البته در برخی منابع واژه مهر روغنی که در فارسی به نخ نمدی ترجمه می شود، به سایر سیستم های آب بندی مانند O-ring اطلاق می شود، اما در فارسی این نوع مهر و موم رایج است. آنها می گویند "O-ring". کاسه های نمدی برای حفظ شفت ها و یاتاقان ها از روغن و همچنین برای محافظت از این نواحی در برابر کثیفی و گرد و غبار استفاده می شود.
کاسه ی نمدی به عنوان یک نوع درزگیر برای آب بندی محور چرخشی و پوسته حاوی سیال داخل جعبه، سیلندرهای هیدرولیک و ... استفاده می شود تا از ورود سیال به داخل پوسته جلوگیری کند. این آب بند بین دو جسم دوار یا دو جسم ثابت و دوار استفاده می شود.
یک کاسه نمدی معمولا از دو قسمت تشکیل شده است: یک قسمت بیرونی فلزی جامد و یک قسمت داخلی قابل جدا شدن. کار اصلی عایق کاری توسط قسمت نرمی که به قسمت فلزی متصل است انجام می شود. قسمت داخلی از پلاستیک مصنوعی یا طبیعی ساخته شده و با فشار مناسب روی محور از ریختن روغن جلوگیری می کند.

تاریخچه کاسه نمد
برای قرن ها، مهندسان در کنترل حرکت مکانیکی با چالش هایی روبرو بوده اند.در روزهایی که مردم شروع به مهاجرت به غرب کردند، به سیستمی برای بستن چرخ‌های واگن برای مدت طولانی نیاز داشتند. در میان انواع اولیه مهر و موم، پوست حیوانات و مهرهای چربی بود که چربی حیوانی را به محور چرخ ها نگه می داشتند. با ظهور انقلاب صنعتی و تولید موتورهای احتراق داخلی و گیربکس ها، قطعات آب بندی بهتری مورد نیاز بود.
در اواخر دهه 1920، وان های نمدی جدید با پوسته های چرمی و فولادی مقاوم در برابر روغن ساخته شدند. در پایان جنگ جهانی دوم، توسعه حوضچه های نمدی بهبود یافت و لاستیک مصنوعی جایگزین چرم شد. در دهه 1960، الاستومرهای مقاوم در برابر دما با استفاده از موادی مانند سیلیکون، پلی آکریلات و فلوروکربن تولید شدند.
کاسه نمد چگونه کار می کند؟
نحوه کار کاسه بسیار ساده است. لبه کاسه نمدی روی یک سطح چرخان - معمولاً میله - قرار می گیرد و دیواره (قطر بیرونی) به داخل محفظه فشرده می شود و کاسه نمدی را در جای خود نگه می دارد. برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، باید کناره های کاسه نمدی را چرب کرد.به عبارت بهتر، حوضچه نمدی از طریق عمل پمپاژ در نقطه تماس بین شفت و سطح شفت از نشتی جلوگیری می کند. جهت پمپ با جهت پروفیل فشار نسبت مستقیم دارد. این پروفیل فشار توسط هندسه لبه کنترل می شود که منجر به گرادیان فشار بزرگتر در قسمت روغنی لبه می شود. البته این گرادیان فشار تنها یک جنبه از نحوه عملکرد صفحه نمدی است.

جنبه دوم وجود لایه ای از فیلم روغن بین دو طرف کاسه نمدی و سطح شفت است. ضلع سوم به ایجاد زبری در لبه کاسه نمدی اختصاص دارد. این بی نظمی ها به گونه ای قرار می گیرند که می توانند مایع را به ناحیه روغنی تخلیه کنند.
کاربرد کاسه نمد چیست؟
به طور کلی این قطعه در سیستم های حرکتی شامل حرکات چرخشی، نوسانی و رفت و برگشتی کاربرد دارد.

حرکت دورانی: جهت چرخش این سازه ها برای آب بندی بسیار مهم است. شفت ممکن است در جهت عقربه های ساعت، خلاف جهت عقربه های ساعت یا هر دو بچرخد.
حرکت رفت و برگشتی: در این نوع حرکت، شفت به صورت قوس در یک زاویه می چرخد.
حرکت رفت و برگشتی: همانطور که در تصویر می بینید، شفت به داخل و خارج محفظه حرکت می کند.چه عواملی بر عمر حوض نمدی تاثیر می گذارد؟
در ادامه عوامل موثر بر عمر کاسه از جمله دما و فشار را شرح خواهیم داد.

حرارت
در کاسه نمد سه نوع دما وجود دارد که به دمای خارجی، دمای زیر لب و دمای ساپ تقسیم می شود. اثر کلی این دماها باعث سخت شدن مواد الاستیک در این نواحی می شود که منجر به عدم انعطاف پذیری و کاهش عمر قطعه می شود. گرمای خارجی می تواند ناشی از یک منبع حرارتی خارجی باشد و عمر این قطعه را به شدت تحت تاثیر قرار دهد.

مشکل دیگر زمانی است که دمای بیرون به حداقل دمای لبه می رسد. در دماهای پایین، در صورتی که شفت دارای "رانات" باشد، ممکن است به دلیل کاهش انعطاف جانبی آن پاره شود. دمای انبار نیز بر عمر قطعه تاثیر می گذارد. در واقع بین عمر قطعه و دمای ذخیره سازی رابطه مستقیمی وجود دارد. اگر الولیت قطعه ای با بیشترین طول عمر باشد، باید دمای ذخیره سازی پایین را در نظر گرفت، اما اگر عمر طولانی آنچنان مهم نباشد، دمای ذخیره سازی بالا تاثیر مثبتی روی سیستم خواهد داشت. با افزایش این دما، ویسکوزیته سیال و مصرف انرژی کاهش می یابد.دمای زیر لبه تابعی از سرعت شفت، اصطکاک ابزار، سختی سطح و دمای بیرونی و ذخیره سازی است. با افزایش این عوامل، دمای زیر لبه نیز افزایش می یابد. تغییر شکل مواد به ویژگی های الاستومر، بار و روانکاری مربوط می شود.

فشار
کاسه های رادیال برای کار در سیستم های فشار بالا طراحی نشده اند. قسمت نرم بسیار نازک است و از تکیه گاه محکمی بهره نمی برد. یک افزایش اندک فشار برای اعمال نیرو به لبه بیرونی کافی است و باعث چرخش آن لبه می شود که باعث کاهش عمر قطعه نیز می شود. حداکثر حد فشار در کاربردهای صنعتی تا
7
-
10

p
s
i

ذکر شده است و زمانی که با این نوع فشار سروکار داریم باید سرعت شفت را نیز در نظر بگیریم.

درک اثربخشی کاسه نمد
عملکرد کاسه نمدی مانند تصویر زیر در خودرو به راحتی قابل مشاهده است. در این نوع موتورها حرکت رفت و برگشتی پیستون به حرکت چرخشی شفت تبدیل می شود و محور نیز با فلز پوشانده می شود. روغن برای روانکاری یاتاقان ها و همچنین قطعات فلزی که با یکدیگر در تماس هستند استفاده می شود. از آنجایی که صفحه به محفظه موتور متصل است، یاتاقان ها به فضایی بین موتور و شفت نیاز دارند. در این‌جا از کاسه نمد برای جلوگیری از روغن‌ریزی ناحیه اتصال یاتاقان‌ها استفاده 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
از آن‌جایی که تاثیر یکی از شرایط عملیاتی بالا به طور معمول بر سایر فرآیندهای انتخاب این قطعه برتری دارد، در نتیجه، قانون کلی برای تعیین بهترین نوع کاسه نمد وجود ندارد. البته در ادامه، روندی کلی در انتخاب این قطعه بر اساس عملکرد و دوره تعمیر و نگهداری بیان می‌شود.

کاسه ی نمد قطعه ای است که در کلیه سیستم های هیدرولیک اعم از پمپ، پیستون و اتصالات مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. البته در برخی منابع واژه مهر روغنی که در فارسی به نخ نمدی ترجمه می شود، به سایر سیستم های آب بندی مانند O-ring اطلاق می شود، اما در فارسی این نوع مهر و موم رایج است. آنها می گویند "O-ring". کاسه های نمدی برای حفظ شفت ها و یاتاقان ها از روغن و همچنین برای محافظت از این نواحی در برابر کثیفی و گرد و غبار استفاده می شود.
کاسه ی نمدی به عنوان یک نوع درزگیر برای آب بندی محور چرخشی و پوسته حاوی سیال داخل جعبه، سیلندرهای هیدرولیک و ... استفاده می شود تا از ورود سیال به داخل پوسته جلوگیری کند. این آب بند بین دو جسم دوار یا دو جسم ثابت و دوار استفاده می شود.
یک کاسه نمدی معمولا از دو قسمت تشکیل شده است: یک قسمت بیرونی فلزی جامد و یک قسمت داخلی قابل جدا شدن. کار اصلی عایق کاری توسط قسمت نرمی که به قسمت فلزی متصل است انجام می شود. قسمت داخلی از پلاستیک مصنوعی یا طبیعی ساخته شده و با فشار مناسب روی محور از ریختن روغن جلوگیری می کند.

تاریخچه کاسه نمد
برای قرن ها، مهندسان در کنترل حرکت مکانیکی با چالش هایی روبرو بوده اند.در روزهایی که مردم شروع به مهاجرت به غرب کردند، به سیستمی برای بستن چرخ‌های واگن برای مدت طولانی نیاز داشتند. در میان انواع اولیه مهر و موم، پوست حیوانات و مهرهای چربی بود که چربی حیوانی را به محور چرخ ها نگه می داشتند. با ظهور انقلاب صنعتی و تولید موتورهای احتراق داخلی و گیربکس ها، قطعات آب بندی بهتری مورد نیاز بود.
در اواخر دهه 1920، وان های نمدی جدید با پوسته های چرمی و فولادی مقاوم در برابر روغن ساخته شدند. در پایان جنگ جهانی دوم، توسعه حوضچه های نمدی بهبود یافت و لاستیک مصنوعی جایگزین چرم شد. در دهه 1960، الاستومرهای مقاوم در برابر دما با استفاده از موادی مانند سیلیکون، پلی آکریلات و فلوروکربن تولید شدند.
کاسه نمد چگونه کار می کند؟
نحوه کار کاسه بسیار ساده است. لبه کاسه نمدی روی یک سطح چرخان - معمولاً میله - قرار می گیرد و دیواره (قطر بیرونی) به داخل محفظه فشرده می شود و کاسه نمدی را در جای خود نگه می دارد. برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، باید کناره های کاسه نمدی را چرب کرد.به عبارت بهتر، حوضچه نمدی از طریق عمل پمپاژ در نقطه تماس بین شفت و سطح شفت از نشتی جلوگیری می کند. جهت پمپ با جهت پروفیل فشار نسبت مستقیم دارد. این پروفیل فشار توسط هندسه لبه کنترل می شود که منجر به گرادیان فشار بزرگتر در قسمت روغنی لبه می شود. البته این گرادیان فشار تنها یک جنبه از نحوه عملکرد صفحه نمدی است.

جنبه دوم وجود لایه ای از فیلم روغن بین دو طرف کاسه نمدی و سطح شفت است. ضلع سوم به ایجاد زبری در لبه کاسه نمدی اختصاص دارد. این بی نظمی ها به گونه ای قرار می گیرند که می توانند مایع را به ناحیه روغنی تخلیه کنند.
کاربرد کاسه نمد چیست؟
به طور کلی این قطعه در سیستم های حرکتی شامل حرکات چرخشی، نوسانی و رفت و برگشتی کاربرد دارد.

حرکت دورانی: جهت چرخش این سازه ها برای آب بندی بسیار مهم است. شفت ممکن است در جهت عقربه های ساعت، خلاف جهت عقربه های ساعت یا هر دو بچرخد.
حرکت رفت و برگشتی: در این نوع حرکت، شفت به صورت قوس در یک زاویه می چرخد.
حرکت رفت و برگشتی: همانطور که در تصویر می بینید، شفت به داخل و خارج محفظه حرکت می کند.چه عواملی بر عمر حوض نمدی تاثیر می گذارد؟
در ادامه عوامل موثر بر عمر کاسه از جمله دما و فشار را شرح خواهیم داد.

حرارت
در کاسه نمد سه نوع دما وجود دارد که به دمای خارجی، دمای زیر لب و دمای ساپ تقسیم می شود. اثر کلی این دماها باعث سخت شدن مواد الاستیک در این نواحی می شود که منجر به عدم انعطاف پذیری و کاهش عمر قطعه می شود. گرمای خارجی می تواند ناشی از یک منبع حرارتی خارجی باشد و عمر این قطعه را به شدت تحت تاثیر قرار دهد.

مشکل دیگر زمانی است که دمای بیرون به حداقل دمای لبه می رسد. در دماهای پایین، در صورتی که شفت دارای "رانات" باشد، ممکن است به دلیل کاهش انعطاف جانبی آن پاره شود. دمای انبار نیز بر عمر قطعه تاثیر می گذارد. در واقع بین عمر قطعه و دمای ذخیره سازی رابطه مستقیمی وجود دارد. اگر الولیت قطعه ای با بیشترین طول عمر باشد، باید دمای ذخیره سازی پایین را در نظر گرفت، اما اگر عمر طولانی آنچنان مهم نباشد، دمای ذخیره سازی بالا تاثیر مثبتی روی سیستم خواهد داشت. با افزایش این دما، ویسکوزیته سیال و مصرف انرژی کاهش می یابد.دمای زیر لبه تابعی از سرعت شفت، اصطکاک ابزار، سختی سطح و دمای بیرونی و ذخیره سازی است. با افزایش این عوامل، دمای زیر لبه نیز افزایش می یابد. تغییر شکل مواد به ویژگی های الاستومر، بار و روانکاری مربوط می شود.

فشار
کاسه های رادیال برای کار در سیستم های فشار بالا طراحی نشده اند. قسمت نرم بسیار نازک است و از تکیه گاه محکمی بهره نمی برد. یک افزایش اندک فشار برای اعمال نیرو به لبه بیرونی کافی است و باعث چرخش آن لبه می شود که باعث کاهش عمر قطعه نیز می شود. حداکثر حد فشار در کاربردهای صنعتی تا
7
-
10

p
s
i

ذکر شده است و زمانی که با این نوع فشار سروکار داریم باید سرعت شفت را نیز در نظر بگیریم.

درک اثربخشی کاسه نمد
عملکرد کاسه نمدی مانند تصویر زیر در خودرو به راحتی قابل مشاهده است. در این نوع موتورها حرکت رفت و برگشتی پیستون به حرکت چرخشی شفت تبدیل می شود و محور نیز با فلز پوشانده می شود. روغن برای روانکاری یاتاقان ها و همچنین قطعات فلزی که با یکدیگر در تماس هستند استفاده می شود. از آنجایی که صفحه به محفظه موتور متصل است، یاتاقان ها به فضایی بین موتور و شفت نیاز دارند. در این‌جا از کاسه نمد برای جلوگیری از روغن‌ریزی ناحیه اتصال یاتاقان‌ها استفاده 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
از آن‌جایی که تاثیر یکی از شرایط عملیاتی بالا به طور معمول بر سایر فرآیندهای انتخاب این قطعه برتری دارد، در نتیجه، قانون کلی برای تعیین بهترین نوع کاسه نمد وجود ندارد. البته در ادامه، روندی کلی در انتخاب این قطعه بر اساس عملکرد و دوره تعمیر و نگهداری بیان می‌شود.