زومیت

کاسه نمدی 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 کلمه مهر روغنی که در فارسی به کاسه نمدی ترجمه می شود به سایر سیستم های آب بندی مانند O-ring نیز اطلاق می شود اما در فارسی این نوع مهر معمولاً به صورت او رینگ" می گویند. کاسه نمدی برای جلوگیری از چرب شدن محورها و یاتاقان ها و همچنین محافظت از این قسمت ها در برابر آلودگی و گرد و غبار استفاده می شود.
گلدان نمدی به عنوان نوعی درزگیر برای آب بندی محور چرخان و محفظه حاوی سیال در گیربکس ها، سیلندرهای هیدرولیک و ... استفاده می شود تا از نفوذ سیال به خارج از بدنه جلوگیری کند. این آب بند بین دو جسم دوار یا دو جسم ثابت و دوار استفاده می شود.
کاسه نمدی معمولاً از دو قسمت تشکیل شده است: قسمت بیرونی ساخته شده از کاربید و قسمت داخلی انعطاف پذیر. کار اصلی عایق کاری توسط قسمت انعطاف پذیری که به قسمت فلزی متصل است انجام می شود. قسمت داخلی از پلاستیک مصنوعی یا طبیعی ساخته شده و با اعمال فشار مناسب بر روی شفت از ریزش روغن جلوگیری می کند.

تاریخچه کاسه نمدی
برای قرن ها، مهندسان با چالش آب بندی ماشین های متحرک مواجه بوده اند.در گذشته، زمانی که مردم شروع به مهاجرت به غرب کردند، به سیستم های آب بندی برای آب بندی چرخ های واگن برای مدت طولانی نیاز داشتند. در میان انواع اولیه مهر و موم، نوارهای چرمی و نمدی بود که چربی حیوانی را روی توپی چرخ ها نگه می داشت. با شکل گیری انقلاب صنعتی و تولید موتورهای احتراق داخلی و گیربکس ها به قطعات آب بندی بهتری نیاز بود.
در اواخر دهه 1920 بود که یک کاسه نمدی جدید با چرم مقاوم در برابر روغن و یک پوشش فلزی ساخته شد. در پایان جنگ جهانی دوم، توسعه کاسه های نمدی بهبود یافت و لاستیک های مصنوعی جایگزین چرم شدند. در دهه 1960، الاستومرهای مقاوم در برابر دمای بالا با استفاده از موادی مانند سیلیکون، پلی آکریلات و فلوئوروکربن تولید شدند.

کاسه نمدی چگونه کار می کند؟
عملکرد کاسه نمدی بسیار ساده است. لبه کاسه نمدی بر روی قسمت چرخان، معمولاً محور قرار می گیرد و دیواره (قطر بیرونی) پرس است که در محفظه گیره قرار می گیرد، بنابراین کاسه نمدی را در جای خود نگه می دارد. برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، لبه های کاسه نمدی باید روغن کاری شوند.به عبارت بهتر، کاسه نمدی از نشتی ناشی از عمل پمپاژ در نقطه تماس بین رینگ و سطح شفت جلوگیری می کند. جهت پمپ با جهت پروفیل فشار نسبت مستقیم دارد. این پروفیل فشار توسط طراحی هندسی لاستیک کنترل می شود که باعث ایجاد گرادیان فشار بالاتری در قسمت روغنی لاستیک می شود. البته این گرادیان فشار تنها یک جنبه از نحوه کار کاسه نمدی است.

جنبه دوم وجود لایه ای از فیلم روغن بین لبه فنجان نمدی و سطح شفت است. جنبه سوم به ایجاد زبری در لبه کاسه نمدی اختصاص دارد. این بی نظمی ها به گونه ای قرار می گیرند که سیال را به سمت قسمت روغنی پمپ می کنند.
کاربرد کاسه نمدی چیست؟
به طور کلی این قطعه در سیستم های متحرک که شامل حرکات چرخشی، نوسانی و رفت و برگشتی می باشد استفاده می شود.

حرکت چرخشی: جهت چرخش در این سیستم ها برای آب بندی بسیار مهم است. شفت می تواند در جهت عقربه های ساعت، خلاف جهت عقربه های ساعت یا هر دو بچرخد.
حرکت نوسانی: در این نوع حرکت، محور به صورت کمانی با زاویه مشخص در نوسان است.
حرکت رفت و برگشتی: همانطور که در تصویر می بینید، محور در داخل و خارج دوربین به صورت رفت و برگشتی حرکت می کند.چه عواملی بر عمر کاسه نمدی تاثیر می گذارد؟
در زیر عوامل موثر بر عمر کاسه از جمله دما و فشار را شرح خواهیم داد.

درجه حرارت
در کاسه های نمدی سه شکل دما وجود دارد که به دمای بیرونی، دمای «زیر لب» و دمای «سینک» تقسیم می شود. اثرات کامل این دماها باعث سخت شدن مواد الاستومری در این قسمت ها می شود و در نهایت باعث عدم انعطاف پذیری و کاهش عمر قطعه می شود. دمای خارجی می تواند توسط هر منبع گرمایی خارجی ایجاد شود و تأثیر زیادی بر طول عمر این قطعه خواهد داشت.

مشکل دیگر زمانی است که دمای بیرون به حداقل دمای کاری لبه می رسد. در دماهای پایین، اگر شفت "نشتی" داشته باشد، ممکن است به دلیل کاهش انعطاف پذیری لبه بشکند. دمای انبار نیز بر عمر مفید قطعه تاثیر می گذارد. در واقع بین عمر مفید قطعات و دمای ذخیره سازی رابطه مستقیمی وجود دارد. اگر الولیت قطعه ای است که بیشترین عمر مفید را دارد، باید دمای ذخیره سازی پایین را در نظر گرفت، اما اگر عمر طولانی آنچنان مهم نباشد، دمای ذخیره سازی بالا اثرات مثبتی بر روی سیستم خواهد داشت. با افزایش این دما، ویسکوزیته سیال و مصرف انرژی کاهش می یابد.
دمای زیرلبه تابعی از سرعت شفت، اصطکاک مواد، زبری سطح و دماهای خارج و انباره است. با افزایش این عوامل، دمای زیرلبه نیز افزایش می‌یابد. اصطکاک مواد نیز به خواص الاستومر، بار روی لبه و روان‌کاری آن ارتباط دارد.

فشار
کاسه‌نمدهای شعاعی برای عملکرد در سیستم‌های پرفشار طراحی نشده‌اند. بخش انعطاف‌پذیر بسیار نازک است و از هیچ حمایت مستحکمی نیز بهره نمی‌برد. کمی افزایش فشار کافی است به لبه خارجی نیرو وارد کند تا این لبه برگردد که این امر نیز سبب کاهش عمر قطعه می‌شود. حد بیشینه فشار در کاربردهای صنعتی به میزان
7
−
10

p
s
i
ذکر می‌شود و زمانی که با این محدوده از فشار سروکار داریم باید سرعت شفت را نیز در نظر داشته باشیم.

درک عملکرد کاسه نمد
عملکرد کاسه نمد را به راحتی می‌توان در یک خودرو مشاهده کرد که در تصویر زیر نشان داده شده است. در این نوع از موتورها، حرکت رفت‌و‌برگشتی پیستون‌ها به حرکات دوار شفت تبدیل می‌شود و شفت نیز توسط یاتاقان‌های فلزی در بر گرفته شده است. برای روغن‌کاری یاتاقان‌ها و همچنین بخش‌هایی که فلزات با یکدیگر در تماس هستند، از روغن استفاده می‌شود. از آن‌جایی که محفظه روغن (کارتل روغن) به محفظه موتور متصل شده است، یاتاقان‌ها به یک فضای مشخصی بین موتور و شفت احتیاج دارند.در اینجا از فنجان نمدی برای جلوگیری از روانکاری ناحیه اتصال بلبرینگ استفاده می شود.
انتخاب کاسه نمدی به چه عواملی بستگی دارد؟
انتخاب کاسه نمدی با طراحی و متریال بهینه به شرایط کار و کاربرد آن بستگی دارد که شامل عوامل زیر می باشد:

درجه حرارت
سرعت
اختلاف فشار
نوع روان کننده
قرار دادن عمودی یا افقی
لنگش و شکسته شدن محور با دیوار داخلی.
از آنجایی که تأثیر یکی از شرایط عملیاتی فوق غالباً بر سایر فرآیندهای انتخاب این بخش غالب است، هیچ قانون کلی برای تعیین بهترین نوع کاسه نمدی وجود ندارد. البته یک فرآیند کلی برای انتخاب این قطعه بر اساس عملکرد و مدت نگهداری در زیر بیان شده است.

کاسه نمدی 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 کلمه مهر روغنی که در فارسی به کاسه نمدی ترجمه می شود به سایر سیستم های آب بندی مانند O-ring نیز اطلاق می شود اما در فارسی این نوع مهر معمولاً به صورت او رینگ" می گویند. کاسه نمدی برای جلوگیری از چرب شدن محورها و یاتاقان ها و همچنین محافظت از این قسمت ها در برابر آلودگی و گرد و غبار استفاده می شود.
گلدان نمدی به عنوان نوعی درزگیر برای آب بندی محور چرخان و محفظه حاوی سیال در گیربکس ها، سیلندرهای هیدرولیک و ... استفاده می شود تا از نفوذ سیال به خارج از بدنه جلوگیری کند. این آب بند بین دو جسم دوار یا دو جسم ثابت و دوار استفاده می شود.
کاسه نمدی معمولاً از دو قسمت تشکیل شده است: قسمت بیرونی ساخته شده از کاربید و قسمت داخلی انعطاف پذیر. کار اصلی عایق کاری توسط قسمت انعطاف پذیری که به قسمت فلزی متصل است انجام می شود. قسمت داخلی از پلاستیک مصنوعی یا طبیعی ساخته شده و با اعمال فشار مناسب بر روی شفت از ریزش روغن جلوگیری می کند.

تاریخچه کاسه نمدی
برای قرن ها، مهندسان با چالش آب بندی ماشین های متحرک مواجه بوده اند.در گذشته، زمانی که مردم شروع به مهاجرت به غرب کردند، به سیستم های آب بندی برای آب بندی چرخ های واگن برای مدت طولانی نیاز داشتند. در میان انواع اولیه مهر و موم، نوارهای چرمی و نمدی بود که چربی حیوانی را روی توپی چرخ ها نگه می داشت. با شکل گیری انقلاب صنعتی و تولید موتورهای احتراق داخلی و گیربکس ها به قطعات آب بندی بهتری نیاز بود.
در اواخر دهه 1920 بود که یک کاسه نمدی جدید با چرم مقاوم در برابر روغن و یک پوشش فلزی ساخته شد. در پایان جنگ جهانی دوم، توسعه کاسه های نمدی بهبود یافت و لاستیک های مصنوعی جایگزین چرم شدند. در دهه 1960، الاستومرهای مقاوم در برابر دمای بالا با استفاده از موادی مانند سیلیکون، پلی آکریلات و فلوئوروکربن تولید شدند.

کاسه نمدی چگونه کار می کند؟
عملکرد کاسه نمدی بسیار ساده است. لبه کاسه نمدی بر روی قسمت چرخان، معمولاً محور قرار می گیرد و دیواره (قطر بیرونی) پرس است که در محفظه گیره قرار می گیرد، بنابراین کاسه نمدی را در جای خود نگه می دارد. برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، لبه های کاسه نمدی باید روغن کاری شوند.به عبارت بهتر، کاسه نمدی از نشتی ناشی از عمل پمپاژ در نقطه تماس بین رینگ و سطح شفت جلوگیری می کند. جهت پمپ با جهت پروفیل فشار نسبت مستقیم دارد. این پروفیل فشار توسط طراحی هندسی لاستیک کنترل می شود که باعث ایجاد گرادیان فشار بالاتری در قسمت روغنی لاستیک می شود. البته این گرادیان فشار تنها یک جنبه از نحوه کار کاسه نمدی است.

جنبه دوم وجود لایه ای از فیلم روغن بین لبه فنجان نمدی و سطح شفت است. جنبه سوم به ایجاد زبری در لبه کاسه نمدی اختصاص دارد. این بی نظمی ها به گونه ای قرار می گیرند که سیال را به سمت قسمت روغنی پمپ می کنند.
کاربرد کاسه نمدی چیست؟
به طور کلی این قطعه در سیستم های متحرک که شامل حرکات چرخشی، نوسانی و رفت و برگشتی می باشد استفاده می شود.

حرکت چرخشی: جهت چرخش در این سیستم ها برای آب بندی بسیار مهم است. شفت می تواند در جهت عقربه های ساعت، خلاف جهت عقربه های ساعت یا هر دو بچرخد.
حرکت نوسانی: در این نوع حرکت، محور به صورت کمانی با زاویه مشخص در نوسان است.
حرکت رفت و برگشتی: همانطور که در تصویر می بینید، محور در داخل و خارج دوربین به صورت رفت و برگشتی حرکت می کند.چه عواملی بر عمر کاسه نمدی تاثیر می گذارد؟
در زیر عوامل موثر بر عمر کاسه از جمله دما و فشار را شرح خواهیم داد.

درجه حرارت
در کاسه های نمدی سه شکل دما وجود دارد که به دمای بیرونی، دمای «زیر لب» و دمای «سینک» تقسیم می شود. اثرات کامل این دماها باعث سخت شدن مواد الاستومری در این قسمت ها می شود و در نهایت باعث عدم انعطاف پذیری و کاهش عمر قطعه می شود. دمای خارجی می تواند توسط هر منبع گرمایی خارجی ایجاد شود و تأثیر زیادی بر طول عمر این قطعه خواهد داشت.

مشکل دیگر زمانی است که دمای بیرون به حداقل دمای کاری لبه می رسد. در دماهای پایین، اگر شفت "نشتی" داشته باشد، ممکن است به دلیل کاهش انعطاف پذیری لبه بشکند. دمای انبار نیز بر عمر مفید قطعه تاثیر می گذارد. در واقع بین عمر مفید قطعات و دمای ذخیره سازی رابطه مستقیمی وجود دارد. اگر الولیت قطعه ای است که بیشترین عمر مفید را دارد، باید دمای ذخیره سازی پایین را در نظر گرفت، اما اگر عمر طولانی آنچنان مهم نباشد، دمای ذخیره سازی بالا اثرات مثبتی بر روی سیستم خواهد داشت. با افزایش این دما، ویسکوزیته سیال و مصرف انرژی کاهش می یابد.
دمای زیرلبه تابعی از سرعت شفت، اصطکاک مواد، زبری سطح و دماهای خارج و انباره است. با افزایش این عوامل، دمای زیرلبه نیز افزایش می‌یابد. اصطکاک مواد نیز به خواص الاستومر، بار روی لبه و روان‌کاری آن ارتباط دارد.

فشار
کاسه‌نمدهای شعاعی برای عملکرد در سیستم‌های پرفشار طراحی نشده‌اند. بخش انعطاف‌پذیر بسیار نازک است و از هیچ حمایت مستحکمی نیز بهره نمی‌برد. کمی افزایش فشار کافی است به لبه خارجی نیرو وارد کند تا این لبه برگردد که این امر نیز سبب کاهش عمر قطعه می‌شود. حد بیشینه فشار در کاربردهای صنعتی به میزان
7
−
10

p
s
i
ذکر می‌شود و زمانی که با این محدوده از فشار سروکار داریم باید سرعت شفت را نیز در نظر داشته باشیم.

درک عملکرد کاسه نمد
عملکرد کاسه نمد را به راحتی می‌توان در یک خودرو مشاهده کرد که در تصویر زیر نشان داده شده است. در این نوع از موتورها، حرکت رفت‌و‌برگشتی پیستون‌ها به حرکات دوار شفت تبدیل می‌شود و شفت نیز توسط یاتاقان‌های فلزی در بر گرفته شده است. برای روغن‌کاری یاتاقان‌ها و همچنین بخش‌هایی که فلزات با یکدیگر در تماس هستند، از روغن استفاده می‌شود. از آن‌جایی که محفظه روغن (کارتل روغن) به محفظه موتور متصل شده است، یاتاقان‌ها به یک فضای مشخصی بین موتور و شفت احتیاج دارند.در اینجا از فنجان نمدی برای جلوگیری از روانکاری ناحیه اتصال بلبرینگ استفاده می شود.
انتخاب کاسه نمدی به چه عواملی بستگی دارد؟
انتخاب کاسه نمدی با طراحی و متریال بهینه به شرایط کار و کاربرد آن بستگی دارد که شامل عوامل زیر می باشد:

درجه حرارت
سرعت
اختلاف فشار
نوع روان کننده
قرار دادن عمودی یا افقی
لنگش و شکسته شدن محور با دیوار داخلی.
از آنجایی که تأثیر یکی از شرایط عملیاتی فوق غالباً بر سایر فرآیندهای انتخاب این بخش غالب است، هیچ قانون کلی برای تعیین بهترین نوع کاسه نمدی وجود ندارد. البته یک فرآیند کلی برای انتخاب این قطعه بر اساس عملکرد و مدت نگهداری در زیر بیان شده است.