آببندی در دمای بالاتحمل گرمای اصطکاکی تولید شده در حین خردایش (دمای تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد) برای حفظ آببندی محکم، جلوگیری از نشت روغن روانکننده یا ورود آب خنککننده.
پیشگیری از آلودگیجلوگیری از ورود گرد و غبار، ذرات سنگ معدن و سایر مواد زائد به سیستم روانکاری داخلی، که باعث کاهش سایش یاتاقانها و چرخدندهها میشود.
عایق حرارتیجدا کردن محفظه خردایش دمای بالا از سیستم روانکاری دمای پایین، محافظت از اجزای حساس در برابر آسیب حرارتی.
جذب ارتعاشجذب ارتعاشات جزئی شعاعی و محوری بین قطعات جفت شونده، کاهش نویز و افزایش عمر مفید اجزای مجاور.
چارچوب فلزیپایه دایرهای شکل ساخته شده از فولاد کم کربن (فولاد Q235 یا 10#) که استحکام ساختاری را فراهم میکند. این پایه دارای سطح مقطع U شکل یا L شکل است تا از مواد آببندی پشتیبانی کند و پایداری ابعادی را در برابر حرارت تضمین کند.
آستر آب بندیمادهای مقاوم در برابر سایش و گرما که به صورت مکانیکی به چارچوب فلزی متصل یا ثابت شده است. مواد رایج عبارتند از:
لاستیک مقاوم در برابر حرارت بالا (ای پی دی ام یا ویتون)مقاوم در برابر روغنها و دماهای تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد، قابل استفاده در کاربردهای با دمای متوسط.
کامپوزیت گرافیتی جاسازی شدهمقاومت حرارتی (تا 300 درجه سانتیگراد) و خود روانکاری را افزایش میدهد، مناسب برای محیطهای با اصطکاک بالا.
نمد تقویت شده با فلزپشم فشرده یا الیاف مصنوعی آغشته به رزین مقاوم در برابر حرارت، که انطباق خوبی با سطوح ناهموار ارائه میدهد.
شیارهای نگهدارندهشیارهای محیطی روی چارچوب فلزی برای محکم کردن آستر آببندی، جلوگیری از جدا شدن در حین لرزش.
لبههای فلنجلبههای نازک و انعطافپذیر روی آستر آببندی که به سطوح جفتشده (حلقه تنظیم یا قاب اصلی) فشار میآورند تا تحت پیشبار، آببندی محکمی ایجاد کنند.
سوراخهای تهویه (اختیاری)سوراخهای کوچکی که در چارچوب فلزی ایجاد میشوند تا هوا یا رطوبت محبوس شده آزاد شود و از افزایش فشار که میتواند آببندی را مختل کند، جلوگیری شود.
انتخاب مواد:
فولاد کم کربن (Q235) به دلیل قابلیت ریختهگری خوب، جوشپذیری و استحکام متوسط (استحکام کششی ≥375 مگاپاسکال) ترجیح داده میشود. برای کاربردهای با تنش بالا، فولاد ریختهگری آلیاژی (ZG230-450) برای بهبود استحکام استفاده میشود.
الگوسازی:
یک الگوی چوبی یا فومی ساخته میشود تا قطر بیرونی حلقه (معمولاً ۳۰۰ تا ۱۲۰۰ میلیمتر)، قطر داخلی و شکل مقطع آن (U/L شکل) را شبیهسازی کند. مقادیر انقباض (۱.۲ تا ۱.۵ درصد) برای جبران انقباض ناشی از خنک شدن اضافه میشوند.
قالبگیری:
قالبهای ماسهای تر با استفاده از یک هسته ماسهای برای تشکیل سوراخ داخلی، با یک رویه و کشش آماده میشوند. حفره قالب با یک ماده شوینده مبتنی بر خاک رس پوشانده میشود تا از صافی سطح ریختهگری اطمینان حاصل شود.
ذوب و ریختن:
فولاد در کوره کوپلا یا کوره الکتریکی در دمای ۱۵۰۰ تا ۱۵۵۰ درجه سانتیگراد ذوب میشود و ترکیب شیمیایی آن برای جلوگیری از شکنندگی روی ۰.۱۲ تا ۰.۲۰ درصد کربن و ۰.۳ تا ۰.۶ درصد منگنز (برای Q235) کنترل میشود.
ریختن در دمای ۱۴۵۰ تا ۱۴۸۰ درجه سانتیگراد با استفاده از یک ملاقه و با سرعت جریان ثابت برای پر کردن حفره قالب بدون تلاطم انجام میشود و تخلخل را کاهش میدهد.
خنکسازی و تخلیه:
قطعه ریختهگری شده به مدت ۱۲ تا ۲۴ ساعت در قالب خنک میشود تا تنش حرارتی به حداقل برسد، سپس با ویبره برداشته میشود. بقایای ماسه با استفاده از شات بلاست (شن فولادی G40) تمیز میشوند.
عملیات حرارتی:
آنیل کردن در دمای ۶۰۰ تا ۶۵۰ درجه سانتیگراد (خنک شده با هوا) تنش ریختهگری را کاهش میدهد و سختی را به ۱۳۰ تا ۱۸۰ گرم در کیلوگرم کاهش میدهد تا ماشینکاری آسانتر شود.
ماشینکاری چارچوب:
حلقه ریختهگری شده بر روی یک دستگاه تراش سی ان سی نصب میشود تا قطر خارجی، قطر داخلی و سطوح فلنج با در نظر گرفتن 0.5 تا 1 میلیمتر به عنوان یک جای خالی تراش ایجاد شود. ابعاد کلیدی (مثلاً عرض حلقه، ضخامت فلنج) تا ±0.1 میلیمتر کنترل میشوند.
شیارهای نگهدارنده برای آستر آببندی با استفاده از دستگاه فرز سی ان سی، با عمق دقیق (2 تا 5 میلیمتر) و عرض (3 تا 8 میلیمتر) برای اطمینان از اتصال ایمن، تراش داده میشوند.
آماده سازی آستر آب بندی:
برای آسترهای لاستیکی: ورقهای ای پی دی ام یا ویتون با استفاده از برش قالبی و با تلرانس ±0.5 میلیمتر به اندازههای دلخواه بریده میشوند. سطح اتصال از طریق سندبلاست (Ra25-50 μm) زبر میشود تا چسبندگی بهبود یابد.
برای کامپوزیتهای گرافیتی: ورقهای گرافیت فشرده با استفاده از برش جت آب برش داده شده و شکل داده میشوند و ضخامت یکنواخت (3 تا 10 میلیمتر) در سراسر حلقه تضمین میشود.
پیوند آستر:
سطح اتصال چارچوب فلزی با استون تمیز میشود تا روغن و آلودگیها از بین بروند. یک چسب مقاوم در برابر حرارت (بر پایه اپوکسی، با دمای عملیاتی تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد) به طور یکنواخت با ضخامت ۰.۱ تا ۰.۲ میلیمتر اعمال میشود.
آستر با استفاده از پرس هیدرولیک (فشار: 0.5 تا 1 مگاپاسکال) روی چارچوب فشرده میشود و به مدت 2 تا 4 ساعت در فر با دمای 80 تا 100 درجه سانتیگراد پخته میشود تا به استحکام کامل پیوند برسد.
اتمام:
حلقه مونتاژ شده به منظور اطمینان از سطح صاف لبههای آببندی (را1.6-3.2 μm) و ایجاد تماس مؤثر با اجزای جفت شونده، تراشکاری نهایی میشود.
لبههای فلنج برای از بین بردن گوشههای تیز، پلیسهگیری میشوند تا از آسیب به آببندهای مجاور در حین نصب جلوگیری شود.
عملیات سطحی اختیاری:
چارچوب فلزی با آبکاری روی (5 تا 8 میکرومتر) یا رنگ اپوکسی پوشانده شده است تا در محیطهای مرطوب در برابر خوردگی مقاوم باشد.
آزمایش مواد:
اسکلت فلزی: آنالیز طیفسنجی ترکیب شیمیایی را تأیید میکند (مثلاً، Q235: C ≤0.22%، منگنز ≤1.4%). آزمایش کشش، استحکام ≥375 مگاپاسکال را تأیید میکند.
آستر آببندی: نمونههای لاستیکی تحت آزمایش سختی (ساحل A 60-80 برای ای پی دی ام) و آزمایشهای پیرسازی حرارتی (70 درجه سانتیگراد به مدت 72 ساعت، با تغییر سختی ≤±5 ساحل A) قرار میگیرند.
بررسی دقت ابعادی:
یک دستگاه اندازهگیری مختصات (سی ام ام) ابعاد بحرانی را بررسی میکند: قطر خارجی (±0.1 میلیمتر)، قطر داخلی (±0.1 میلیمتر) و یکنواختی ضخامت آستر (اختلاف ≤0.05 میلیمتر).
صافی سطوح فلنج با استفاده از یک صفحه سطحی و گیج فیلر، با تلرانس ≤0.1 میلیمتر بر متر اندازهگیری میشود.
آزمایش استحکام باند:
آزمایش مخرب حلقههای نمونه: بخشی از آستر با استفاده از دستگاه کشش، عمود بر چارچوب کشیده میشود که حداقل استحکام اتصال برای آسترهای لاستیکی 3 مگاپاسکال و برای کامپوزیتهای گرافیتی 5 مگاپاسکال است.
تست عملکرد آببند:
آزمایش فشار: حلقه در یک دستگاه آزمایش نصب شده و به مدت 30 دقیقه تحت فشار هوای 0.3 مگاپاسکال قرار میگیرد، بدون اینکه با استفاده از محلول صابون، نشتی مشاهده شود.
چرخه حرارتی: حلقه به مدت ۱ ساعت در معرض دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد قرار میگیرد، سپس تا ۲۵ درجه سانتیگراد خنک میشود (۱۰۰ چرخه تکرار میشود) و بازرسی پس از آزمایش هیچ گونه جداشدگی یا ترک خوردگی در آستر نشان نمیدهد.
بازرسی بصری و عملکردی:
لبههای آببندی با بزرگنمایی (10 برابر) بررسی میشوند تا از عدم وجود پارگی، حباب یا بینظمی اطمینان حاصل شود.
یک تست تطبیق با اجزای جفت شونده (حلقه تنظیم، قاب اصلی) تراز صحیح و فشار تماس در کل سطح آببندی را تأیید میکند.