دور الأختام وأهميتها
في نظام النقل الهيدروليكي والهوائي ومكوناته، تتمثل وظيفة وضع أجهزة الختم وعناصر الختم في منع تسرب وسط العمل وتسلل الغبار الخارجي والمواد الغريبة. يسمى العنصر المثبت في جهاز الختم والذي يلعب دور الختم بالختم.
عندما يتدفق وسط العمل للنقل الهيدروليكي والهوائي أو يتم تخزينه مؤقتًا في تجويف النظام والمكونات، بسبب تغير الضغط والمتقطع واللزوجة وعوامل أخرى، فإن كمية صغيرة من وسط العمل تعبر حدود التجويف و يتدفق من تجويف الضغط العالي إلى تجويف الضغط المنخفض أو العالم الخارجي، وتسمى ظاهرة "التدفق عبر الحدود" بالتسرب.
تنقسم التسريبات إلى قسمين: تسربات داخلية، وتسريبات خارجية.
يشير "التسرب الداخلي" إلى تسرب وسط العمل داخل النظام أو العنصر من غرفة الضغط العالي إلى غرفة الضغط المنخفض؛ التسرب الخارجي هو التسرب من داخل النظام أو المكون إلى العالم الخارجي.
بالنسبة لنظام النقل الهيدروليكي، سيؤدي "التسرب الداخلي" إلى انخفاض حاد في الكفاءة الحجمية للنظام، والتي لن تصل إلى ضغط العمل المطلوب، بحيث لا يمكن للمعدات أن تعمل بشكل طبيعي؛ يؤدي التسرب الخارجي إلى إهدار وسط العمل وتلويث البيئة، بل ويتسبب في فشل تشغيل المعدات والحوادث الشخصية.
بالنسبة لأنظمة نقل الهواء، غالبًا لا يحظى تسرب الغاز بالاهتمام الواجب لأن وسط العمل هو الهواء المضغوط وضغط العمل ليس مرتفعًا. في الواقع، فإن التسرب في نظام النقل الهوائي سيؤدي أيضًا إلى انخفاض ضغط النظام، أو زيادة استهلاك الطاقة، أو اضطراب العمل، أو عدم إمكانية إنشاء الضغط السلبي في نظام الفراغ؛ سيؤدي التسرب في مدخل الأسطوانة إلى زحف الأسطوانة بسرعات منخفضة، وهكذا.
تحليل آلية الختم
لا يمكن أن يعتمد الختم الديناميكي ببساطة على الفجوة بين أسطح المفاصل لتحقيق الختم، لأنه كلما كانت الفجوة بين أسطح المفاصل محكمة الغلق، زادت مقاومة الاحتكاك للحركة النسبية للسطح المزدوج، مما يؤدي إلى تسخين المفصل السطح، مما يؤثر على تشكيل طبقة زيت التشحيم، ويجعل الختم يفشل بسرعة.
ولذلك فإن دراسة آلية الختم الديناميكي تركز على آلية تشكيل وصيانة طبقة زيت التشحيم بين أسطح المفاصل، بحيث يمكن الحفاظ على الختم دون احتكاك مفرط.
يعتمد الختم الثابت على سد الفجوة بين أسطح المفاصل لتحقيق تأثير الختم، ولا يحتاج إلى مراعاة الاحتكاك والتآكل. يتم تحديد تسرب سطح الختم من خلال خصائص المواد لحلقة الختم، ودقة المعالجة، والخشونة ودرجة الضغط لسطح التزاوج.
مع مواد مثل المطاط والمعادن الناعمة، يمكن ضغطها بالكامل بقوة ضغط صغيرة، وبالتالي منع تسرب السوائل؛ بالنسبة للغسالات المعدنية الأكثر صلابة، في بعض الأحيان لا يمكن ضغط استخدام قوة ضغط كبيرة بشكل كامل، مما يؤدي إلى ضعف الختم، ولكن مثل تقليل خشونة السطح، وزيادة مساحة التلامس الحقيقية للسطح، مع قوة ضغط صغيرة يمكن أيضًا تحسين أداء الختم.
من أجل الحفاظ على الختم محكم الإغلاق تحت ضغط السائل، عادةً ما يتم تحديد قيمة الضغط المحددة للختم في التصميم، والذي يشير إلى الضغط المحدد عندما يتمكن الختم من الحفاظ على موثوقية الختم تحت تأثير ضغط السائل.
بالنظر إلى العلاقة النوعية بين قوة الختم والضغط الداخلي (اللاخطية المحلية)، يجب أن تصل قوة الختم الأولية إلى ما فوق الحد المحدد للضغط المكافئ للحد المحدد للضغط في الاستخدام الفعلي، بحيث يكون الاستخدام أكثر أمانًا.