في مجال إحكام غلق أعمدة الدوران، تُستخدم أختام الزيت غير المحدودة، المُفعّلة بنابض، على نطاق واسع لبساطتها وسهولة تركيبها وموثوقيتها. من بينها، تصاميم تتميز بـمطاط الفلوروكربون (FKM) كمادة أساسية، وطبقات تقوية من القماش مطلية بـ FKM مدمجة، ونابض الرباطتقديم أداء عالٍ في الظروف الصعبة. تشرح هذه المقالة المزايا الهيكلية، والدور المحوري للنابض، ومواد الختم البديلة وتطبيقاتها.
1. التصميم الهيكلي والفوائد الأساسية
يشتمل ختم الزيت غير المحدود النموذجي على ثلاث طبقات (كما هو موضح في الشكل):
- جسم مانع التسرب FKM:
- يشكل شفة الختم الديناميكية (شفة الغبار الأساسية والمساعدة).
- المزايا:
- مقاومة استثنائية للحرارة (تصل إلى 200-250 درجة مئوية).
- مقاومة فائقة للزيوت والوقود والمواد الكيميائية والمذيبات.
- استقرار ممتاز للعوامل الجوية والأكسدة.
- طبقة FKM المقواة بالقماش:
- فوائد:
- صلابة محسنة:يمنع التشوه أثناء الضغط/السرعة العالية.
- انخفاض البثق/التآكل:إطالة عمر الخدمة.
- الدعم الهيكلي:يحافظ على مركزية الشفة والعمود.
- فوائد:
- نبع الرباط:
- الوظائف الحرجة:
- تعويض القوة الشعاعية:يضمن ضغطًا ثابتًا على الشفة ضد العمود.
- تعويض التآكل/الاسترخاء:يعمل على مواجهة الخسارة المادية وتخفيف التوتر.
- تكييف انحراف العمود:يعوض عن الانحراف الشعاعي.
- الختم منخفض الضغط:يحافظ على الختم في ظروف بدء التشغيل/انخفاض مستوى التشحيم.
- الوظائف الحرجة:
II. اختيار المواد وتطبيقاتها
| مادة الشفاه | الخصائص الرئيسية | التطبيقات الأساسية |
|---|---|---|
| مطاط النتريل (NBR) | مقاومة الزيوت المعدنية/الشحوم؛ فعالة من حيث التكلفة؛ مقاومة محدودة للحرارة (-40–100 درجة مئوية) | أختام العمود المرفقي للمحرك؛ علب التروس |
| الفلوروكربون (FKM) | مقاومة درجات الحرارة العالية/الكيميائية (-20–250 درجة مئوية)؛ توافق الوقود/الزيت | الشواحن التوربينية؛ المضخات الكيميائية؛ المحامل عالية الحرارة |
| السيليكون (VMQ) | نطاق واسع لدرجة الحرارة (-60–225 درجة مئوية)؛ مجموعة ضغط منخفضة؛ مقاومة ضعيفة للزيت | آلات الأغذية؛ المعدات منخفضة الحرارة |
| البولي يوريثين (PU) | مقاومة شديدة للتآكل؛ قدرة عالية على التحميل؛ عرضة للتحلل المائي | أختام الأسطوانات الهيدروليكية؛ التطبيقات الشاقة |
| أكريلات (ACM) | مقاومة الزيت الساخن/ATF (-25–175 درجة مئوية)؛ أداء ضعيف في درجات الحرارة المنخفضة | ناقل الحركة في السيارات؛ أنظمة التوجيه |
ملاحظة: نوابض الرباط ضرورية لعزل الزيت الديناميكي. عادةً ما تُستثنى النوابض من شفاه الغبار.
خاتمة
يجمع مانع تسرب الزيت غير المحدود (FKM + قماش + زنبرك) بين علم المواد والتحسين الهيكلي لضمان موثوقية عالية في البيئات القاسية. يُعد فهم الدور التعويضي للزنبرك وخصائصه المادية أمرًا بالغ الأهمية لتحسين أداء المانع للتسرب في الآلات الدوارة.
وقت النشر: ٢٥ يوليو ٢٠٢٥