آب بندی اتصالات متحرک

برای جلوگیری از نشت سیالات موجود در پمپ‌ها و موتورها نیاز به آب بندی آنها می‌باشد. پمپ‌های هیدرولیکی که به طور کلی با آب و یا سیالاتی مانند روغن سروکار دارند و پمپ‌های پنوماتیکی که برای جریان دادن هوا استفاده می‌شوند، همه نیاز به آب بند دارند. از سوی دیگر در موتورهای مختلف هیدرولیکی و پنوماتیکی نیاز به استفاده از سیل‌های گوناگون می‌باشد.

پیش از این به جای سیل‌های گوناگون، از نوارهای پلیمری و یا طبیعی برای این کار استفاده می‌شد. اما اکنون قطعات مختلفی برای جلوگیری از نشت سیالات از محیط بیرون به داخل و یا از داخل قطعه به بیرون طراحی شده‌اند. می‌توان گفت تمامی انواع موتورها نیاز به استفاده این مقاطع دارند. موتورهایی که با انواع سوخت فسیلی و یا روغن سروکار دارند حتما در این گروه قرار می‌گیرند.

قطعاتی که برای آب بندی استفاده می‌شوند را به عنوان ضربه گیر نیز در قسمت‌های مختلف می‌توان مورد استفاده قرار داد. در ادامه این مطلب در رابطه با عملکرد برخی از آب بندهای متحرک در موتورها و پمپ‌های مختلف خواهیم پرداخت.

طرز کار پکینگ (آب بندی)

منظور از پکینگ همان آب بندی محفظه داخلی موتور و پمپ می‌باشد. برای این کار از قطعات گوناگونی مانند کاسه نمد، واشر، انواع اورینگ، پکینگ و … استفاده می‌‎شود.

عملکرد پکینگ در پمپ

برخی از پمپ‌ها، برای جلوگیری از نشت مواد داخل اتصالات به خارج، نیاز به آب بندی دارند، در این موارد از انواع پکینگ لاستیکی استفاده می‌شود. پکینگ حلقه ایست که در شیار محل اتصال قرار گرفته و با بسته شدن پیچ تنظیم بر روی شافت متحرک محکم بسته می‌شود. با بسته شدن پیچ تنظیم، فضای بین شافت و اتصال خارجی بوسیله پکینگ پر شده و موتور آب بندی خواهد شد.

بنابراین پکینگ (در انواع فشاری) هیچ حرکتی جدای از شافت متحرک نداشته و به میزان بسیار اندکی نشتی برای خنک شدن سطح متصل آن و شافت نیاز است. نقطه اتصال پکینگ و شافت در معرض ساییدگی قرار دارد، بنابراین نمونه‌های گرافیتی و یا انواع تولید شده از پلیمر پلی اورتان، گزینه‌های خوبی برای طول عمر بیشتر دستگاه خواهند بود.

در اتصالات متحرک از انواع کاسه نمد نیز استفاده می‌شود. این قطعات نیز مانند پکینگ انواع اتصالات را از درون به بیرون آب بندی می‌کنند. تنها تفاوت آنها اینست که برخی از انواع کاسه نمد این آب بندی را به صورت دو طرفه انجام می‌دهند که به آنها کاسه نمد دو لبه نیز گفته می‌شود.

انواع پکینگ

پکینگ‌ها در دو نوع فشاری و مکانیکی، تولید می‌شوند. نمونه‌های فشاری دارای انواع بافته شده و قالبی بوده و انواع مکانیکی سایز بندی می‌شوند. پکینگ‌های فشاری عموما برای دمای بالا مورد استفاده واقع می‌شوند اما ممکن از در فشارهای بالا عملکرد خوبی نداشته و خراب شوند.

نمونه‌های مکانیکی دارای دو سطح منطبق بر هم است که برای فشار و دمای بالا به صورت همزمان مناسب می‌باشند. بر خلاف پکینگ‌های فشاری که به صورت کامل فیکس شده و حرکتی ندارند، انواع مکانیکی دارای دو قسمت ثابت و دوار هستند. بخش ثابت به بخش خارجی اتصال و قسمت دوار به شافت متحرک متصل می‌شود و همراه با آن میچرخد.

پکینگ مکانیکی، به دو نوع هل دهنده (pusher-type) و غیر هل دهنده (non-pusher-type) تقسیم بندی می‌شوند. نوع اول یعنی هل دهنده برای ثابت کردن قسمت دوار به شافت متحرک از فنر استفاده میکند ولی نوع دوم یعنی غیر هل دهنده برای این کار از فشار سیال بهره می‌برد.

تفاوت پکینگ با سیل‌های مکانیکال

به طور کلی در اتصالات متحرک استفاده از پکینگ و انواع آب بند مکانیکال، ممکن است. اما تفاوت‌هایی بین این دو از نظر عملکرد، هزینه و خرابی وجود دارد. آب‌بندهای مکانیکال به صورت کامل اتصال را آب بندی نموده و از نشتی هر گونه سیالی به خارج جلوگیری می‌کنند. اما همانطور که بیان شد، پکینگ‌ها، در نوع فشاری در حین عملکرد به جهت وجود اصطکاک با شافت متحرک در معرض ساییدگی و خرابی هستند.

از سوی دیگر این اصطکاک موجب بالا رفتن حرارت در اتصال می‌شود. بنابراین برای خنک شدن این نقطه و همچنین جلوگیری از ساییدگی و پوسیدگی سطح پکینگ نیاز به کمی نشتی خواهد بود. بنابراین در آب بندی با پکینگ فشاری چیزی به نام آب بندی کامل نداریم و برای سلامت اتصال به اندکی نشتی نیاز خواهد بود.

از دیگر تفاوت‌های این دو نوع آب بند می‌توان به میزان سهولت در نصب و میزان خرابی آنها اشاره کرد. نگهداری و تعویض پکینگ هزینه بسیار کمتری نسبت به آب‌بند مکانیکال دارد. ضمن اینکه سیل مکانیکال به دلیل ساختار پیچیده، نصب، نگهداری و تعمیر پیچیده‌تری دارد.

وجود نشتی در پکینگ‌های فشاری موجب قطع اتصال و اخلال در عملکرد موتور نخواهد شد. یعنی موتوری که با این قطعه آب بندی شده باشد، با وجود نشتی کم یا زیاد، باز هم به کار خود ادامه خواهد داد. اما در صورت بروز نشتی در سیل‌های مکانیکال، موتور دستگاه به کلی خاموش خواهد شد.

عملکرد اورینگ در موتور

آب بند دیگری که برای اتصالات گوناگون در انواع موتور مورد استفاده است، اورینگ لاستیکی می‌باشد. این قطعه با استفاده از انواع پلیمرهای مقاوم تولید شده و در نمونه‌های مختلف، ویژگی‌های گوناگونی دارد. در اتصالات مختلف برای جلوگیری از نشتی آب، هوا و دیگر سیالات از اورینگ استفاده می‌شود.

در برخی از اتصالات متحرک، اروینگ را درون شیار تعبیه شده بر روی بدنه شافت و یا در شیار پیستون قرار می‌دهند. این قطعه نیز در اتصالات متحرک، برای عملکرد مناسب نیاز به کمی نشتی دارد. بنابراین اورینگ نیز به صورت کامل اتصالات متحرک را آب بندی نخواهد کرد.

عملکرد کاسه نمد در اتصالات

بیشترین کاربرد این قطعه مانند انواع پکینگ در اتصالاتی است که دارای محور دوار هستند. از آنجایی که در گذشته از نمد برای آب بندی این اتصالات استفاده می‌شد، اکنون نیز به این قطعه که همان کار را انجام می‌دهد کاسه نمد می‌گویند. در قسمت چرخ خودروها برای جلوگیری از نشت روغن در قسمت پولوس و یا در قسمت شیر فرمان از انواع کاسه نمد استفاده می‌شود.

این قطعه از سه بخش فنر، نمد و واشر درست شده و قطعه مورد نظر را به صورت کامل آب بندی میکند. علائمی مانند وجود سر و صدا در قسمت اتصال، روغن ریزی و بسته شدن سوپاپ‌های هوا نشانه‌هایی از وجود خرابی در این قطعه هستند. کاسه نمد در انواع یک لبه و دو لبه قابلیت آب بندی اتصال از یک سو و یا از دو طرف را دارد.