اصل کار و خصوصیات طراحی
طراحی اساسی یک مهر و موم حلقه V از یک مقطع V-شکل- با قطر داخلی تشکیل شده است که تداخلی بر روی شفت ایجاد می کند. مهر و موم در طول نصب روی شفت کشیده می شود و از طریق کشش الاستیک در موقعیت ثابت باقی می ماند. با چرخش شفت، حلقه V- همراه با آن می‌چرخد، و لبه آب‌بندی مخروطی، تماس محوری سبکی را در برابر یک سطح عمود بر هم، مانند پوشش یاتاقان، واشر، یا سطح محفظه حفظ می‌کند.
این پیکربندی تماس محوری به آب‌بند اجازه می‌دهد تا عدم تراز محوری، خارج از مرکز و انحراف زاویه‌ای را بدون از دست دادن قابل‌توجه در کارآیی آب‌بندی در خود جای دهد. لبه انعطاف پذیر می تواند تلورانس هایی را جبران کند که درزگیرهای شعاعی را به چالش می کشد، و حلقه های V{1}} را مخصوصاً برای کاربردهایی که خروج شفت یا لرزش وجود دارد، مناسب می کند. علاوه بر این، با افزایش سرعت چرخش، نیروی گریز از مرکز بر روی بدنه مهر و موم اثر می‌کند و فشار تماس بین لبه و صفحه مقابل را کاهش می‌دهد. در سرعت‌های به اندازه کافی بالا، لبه ممکن است کمی بلند شود و آب‌بند را از نوع تماسی به آب‌بند غیر تماسی تبدیل کند، که اصطکاک و تولید گرما را بیشتر کاهش می‌دهد.
حلقه‌های V-به‌عنوان آب‌بندی اولیه در کاربردهای کم فشار-و به عنوان مهر و موم‌های پیش{2} ثانویه عمل می‌کنند که از مهر و موم‌های اصلی حساس‌تر در برابر آلاینده‌های ساینده محافظت می‌کنند. عملکرد زنجیر گریز از مرکز آنها به طور فعال گرد و غبار، آب و ذرات معلق را دور می اندازد و محافظت قوی برای مجموعه های بلبرینگ و سیستم های روغن کاری داخلی ایجاد می کند.
خواص مواد: NBR و FKM
انتخاب مواد برای عملکرد حلقه V بسیار مهم است، زیرا الاستومر باید در محیط عملیاتی مقاومت کند و در عین حال خاصیت ارتجاعی و نیروی آب بندی را در طول عمر مفید حفظ کند.
لاستیک نیتریل (NBR) ماده استاندارد برای کاربردهای عمومی-حلقه V- است. NBR مقاومت بسیار خوبی در برابر روغن های معدنی، گریس ها و سیالات هیدرولیک، همراه با مقاومت سایشی خوب و استحکام مکانیکی دارد. سختی معمولی برای حلقه های NBR V{4} تقریباً 60 Shore A است که تعادلی بین کشش الاستیک برای حفظ شفت و انعطاف پذیری برای انطباق لب ایجاد می کند. حلقه‌های NBR V{7}}برای عملکرد مداوم در محدوده‌های دمایی تقریباً از -40 درجه تا +100 درجه درجه‌بندی می‌شوند، و برخی از فرمول‌ها برای دوره‌های کوتاه تا +120 درجه گسترش می‌یابند. آنها برای کاربردهای حساس به هزینه شامل روان کننده های روغن معدنی و شرایط دمایی متوسط، مانند موتورهای الکتریکی، گیربکس ها و ماشین آلات کشاورزی، انتخاب ارجح هستند.
فلوئوروالاستومر (FKM) برای محیط‌های پرتقاضا که در آن دماهای بالا، مواد شیمیایی تهاجمی یا عمر مفید طولانی‌تر مورد نیاز است، مشخص شده است. FKM مقاومت بالایی در برابر حرارت، اکسیداسیون، سوخت، اسیدها و طیف وسیعی از محیط های شیمیایی ایجاد می کند. با سختی معمولی 60 تا 70 Shore A، حلقه‌های FKM V{4}}می‌توانند به‌طور مداوم در دماهای تا 200 درجه کار کنند، که آنها را برای برنامه‌های کاربردی با سرعت بالا، سیستم‌های کمکی موتور و تجهیزات پردازش شیمیایی مناسب می‌سازد. FKM همچنین ویژگی‌های پیری عالی و مقاومت در برابر تخریب ازن و اشعه ماوراء بنفش را نشان می‌دهد، که عمر مفید را در شرایط سخت در فضای باز یا دمای بالا افزایش می‌دهد. مبادله{10}هزینه مواد بالاتر در مقایسه با NBR است.
طبقه بندی نوع: VA، VS، و VL
مهر و موم های V{0}} بر اساس هندسه مقطع-شان دسته بندی می شوند که مناسب بودن آنها را برای قطرهای مختلف شفت و شرایط کاربردی تعیین می کند. سه نوع رایج VA، VS و VL هستند.
نوع VA استاندارد و پرکاربردترین طرح حلقه V- است. این دارای یک مقطع متوازن- با نمای عقب عمود بر هم است که عملکرد قابل اعتمادی را برای حفظ شفت و آب بندی ارائه می دهد. مهر و موم های VA برای قطر شفت از حدود 3 میلی متر تا بیش از 2000 میلی متر در دسترس هستند که وسیع ترین محدوده اندازه را در بین انواع حلقه های V{7}} پوشش می دهند. آنها معمولاً برای موتورهای الکتریکی، پمپ‌ها، کاهنده‌های دنده و ماشین‌های صنعتی عمومی که در آنها عملکرد آب‌بندی استاندارد مورد نیاز است، مشخص می‌شوند.
نوع VS دارای بخش عرضی بدنه باریک تر-می باشد که نیروی نگهدارنده شعاعی بالاتری را روی شفت ایجاد می کند. این طرح مخصوصاً برای قطرهای شفت کوچکتر، معمولاً از 5 میلی متر تا 210 میلی متر، مناسب است و برای کاربردهایی که در معرض ارتعاش زیاد هستند یا در مواردی که حفظ شفت افزایش یافته مورد نیاز است، توصیه می شود. مهر و موم VS اغلب در ماشین آلات کشاورزی، کامیون ها و کاربردهای خودرو که مقاومت در برابر لرزش مهم است استفاده می شود.
نوع VL دارای مقطع محوری باریک- است که آن را برای مجموعه‌های فشرده که فضای محوری محدود است مناسب می‌کند. آب بندی های VL برای قطر شفت از حدود 105 میلی متر تا 875 میلی متر در دسترس هستند و اغلب به همراه مهر و موم های لابیرنت یا در کاربردهایی که محدودیت فضا مانع استفاده از پروفیل های استاندارد VA می شود، استفاده می شود. طراحی جمع و جور آنها امکان نصب در فاصله های محوری محکم را فراهم می کند و در عین حال عملکرد آب بندی موثر را حفظ می کند.
کاربردها در محیط های آب و نفت
مهر و موم های V{0}}در طیف وسیعی از صنایع هم برای آب بندی و هم برای آب بندی روغن استفاده می شوند. در محیط‌های آبی، مانند پمپ‌های تصفیه فاضلاب، سیستم‌های محرکه دریایی و تجهیزات آبیاری، حلقه‌های NBR V در حالی که شرایط مرطوب یا مرطوب گاه به گاه را تحمل می‌کنند، مانع ورود آب می‌شوند. طراحی مهر و موم محوری نسبت به مهر و موم های شعاعی نسبت به سطح شفت حساسیت کمتری دارد که این امر الزامات ساخت را برای صفحه مقابل ساده می کند.
در سیستم‌های روغن‌کاری شده، از جمله گیربکس‌ها، محفظه یاتاقان‌ها و موتورهای هیدرولیک، حلقه‌های V{1}}به‌عنوان مانع مؤثر در برابر نشت روغن و گریس عمل می‌کنند، در حالی که آلاینده‌های خارجی را در نظر نمی‌گیرند. آنها معمولاً به عنوان مهر و موم قبل از مهر و موم های لبه شعاعی استفاده می شوند، جایی که حلقه V{4}} بخش عمده ای از حذف آلاینده ها را کنترل می کند، در نتیجه عمر مفید مهر و موم اولیه را افزایش می دهد. این ترکیب به ویژه در محیط های گرد و غبار یا کثیف مانند تجهیزات معدن، کارخانه های فولاد و ماشین آلات ساختمانی موثر است.
برنامه‌های کاربردی خودرو بخش قابل توجهی از استفاده از حلقه‌های V{0}}را نشان می‌دهند. این مهر و موم ها برای توپی چرخ ها، شفت های انتقال و مجموعه های دیفرانسیل مشخص شده اند، جایی که توانایی آنها در تحمل لرزش، ناهماهنگی و شرایط عملکرد دینامیکی بسیار ارزشمند است. نوع VS، با نیروی نگهدارنده شعاعی افزایش یافته، به ویژه در کاربردهای خودرو و وسایل نقلیه کشاورزی رایج است.
ملاحظات نصب و عملیات
نصب مناسب برای عملکرد بهینه V{0}}رینگ ضروری است. مهر و موم باید روی شفت کشیده شود و در موقعیت محوری درست قرار گیرد، و اطمینان حاصل شود که لبه آب بند به طور مربعی با سطح مقابل تماس می گیرد. سطح روبرو باید تمیز، صاف و عاری از خراش یا خراش باشد و سطح توصیه شده آن 0.4 تا 2.5 میکرومتر باشد. بر خلاف مهر و موم های لبه شعاعی، حلقه های V{6}} به سطح شفت سخت شده نیاز ندارند، که هزینه های ساخت را کاهش می دهد.
حلقه‌های V-برای کاربردهای-فشار کم یا بدون فشار- طراحی شده‌اند که معمولاً در فشارهای زیر 0.05 مگاپاسکال کار می‌کنند. آنها برای کاربردهای آب‌بندی با فشار بالا، جایی که انواع آب‌بندی جایگزین مانند آب‌بندی لبه‌ای با بارگذاری فنر یا آب‌بندی مکانیکی باید در نظر گرفته شود، مناسب نیستند. حداکثر سرعت توصیه شده محیطی بسته به مواد متفاوت است، با NBR معمولاً تا 8 متر بر ثانیه و FKM تا 10 متر بر ثانیه برای عملکرد مداوم، هر چند سرعت های بالاتر با ملاحظات طراحی مناسب امکان پذیر است.
نتیجه گیری
مهر و موم شفت چرخشی NBR و FKM V{0} در پیکربندی های نوع VA، VS، و VL یک راه حل آب بندی ثابت و مقرون به صرفه برای آب بندی محوری در کاربردهای آب و روغن ارائه می کنند. ساخت{3}}ساده لاستیکی، تحمل ناهماهنگی، و حذف موثر آلاینده‌ها، آنها را به انتخابی مطمئن در میان بخش‌های صنعتی، خودروسازی و کشاورزی تبدیل می‌کند. انتخاب مناسب مواد بر اساس دما، سازگاری رسانه و شرایط عملیاتی عملکرد و عمر مفید مطلوب را تضمین می کند.