واشر آهنی مهر: انواع، کاربردها و راهنمای انتخاب

الف واشر آهنی مهر شده یک جزء آب بندی است که با فشار دادن یا مهر زنی ورق آهن به شکل دقیق ساخته می شود و برای ایجاد یک مهر و موم قابل اعتماد و مقاوم در برابر فشار بین دو سطح جفت سازی طراحی شده است. این واشرها به طور گسترده در موتورهای خودرو، سیستم های اگزوز و ماشین آلات صنعتی استفاده می شود که در آن دوام تحت گرمای بالا و استرس مکانیکی ضروری است. اگر به یک محلول آب بندی نیاز دارید که مقرون به صرفه بودن را با عمر طولانی متعادل کند، واشرهای آهنی مهر و موم شده اغلب اولین انتخاب عملی هستند.

واشر آهنی مهر و موم شده چیست؟

واشرهای آهنی با استفاده از یک فرآیند مهر زنی فلزی تولید می شوند که در آن ورق آهن مسطح یا فولاد کم کربن از طریق یک پرس قالب تغذیه می شود که واشر را در یک عملیات تک مرحله ای یا چند مرحله ای برش داده و تشکیل می دهد. نتیجه یک جزء سفت و سخت و سازگار با ابعاد با تلورانس های تنگ است.

بر خلاف واشرهای نرم ساخته شده از لاستیک یا چوب پنبه، واشرهای آهنی مهر و موم شده به تغییر شکل کنترل شده فلز تحت نیروی گیره برای رسیدن به آب بندی متکی هستند. آنها اغلب با مواد روکش نرم - مانند گرافیت، الیاف یا سیلیکون - که بر روی حامل آهنی چسبانده شده یا پوشانده شده اند برای بهبود سازگاری در برابر سطوح ناقص جفت گیری استفاده می شوند.

خواص کلیدی مواد

• استحکام کششی: معمولا 300-500 مگاپاسکال برای فولاد مهر زنی کم کربن
• محدوده دمای عملیاتی: تا 850 درجه سانتی گراد (1560 درجه فارنهایت) به شکل آهن خالی
• ضخامت: معمولا 0.5 میلی متر تا 3.0 میلی متر بسته به کاربرد
• مقاومت خوب در برابر روغن، مایع خنک کننده و سوخت در دمای عملیاتی

انواع متداول واشر آهن مهر شده

همه واشرهای آهن مهر شده عملکرد یکسانی ندارند. طراحی بر اساس محیط آب بندی و سطوحی که به هم وصل می شوند به طور قابل توجهی متفاوت است.

واشرهای برجسته به ویژه در مجموعه‌هایی با بار گیره‌ای پایین‌تر، جایی که مهره‌های برجسته فشار آب‌بندی را بدون نیاز به گشتاور پیچ و مهره‌ای بیش از حد متمرکز می‌کند، مؤثر هستند - یک معامله مهندسی متداول در محفظه‌های آلومینیومی همراه با واشرهای آهنی.

واشرهای آهنی مهر و موم شده چگونه ساخته می شوند

فرآیند تولید مستقیماً بر کیفیت آب بندی و دقت ابعادی واشر تمام شده تأثیر می گذارد. درک آن به مهندسان کمک می کند تا تلورانس ها و الزامات پوشش مناسب را مشخص کنند.

1. خالی کردن: الف coil of low-carbon steel or gray iron sheet is fed into a press, and a punch cuts the overall gasket outline.
2. سوراخ کردن: سوراخ‌های پیچ، پورت‌ها و سایر دهانه‌ها به طور همزمان یا در یک توالی قالب پیشرونده سوراخ می‌شوند.
3. شکل دهی / برجسته سازی: در صورت نیاز به مهره های آب بندی یا راه راه، در این مرحله به سطح مهر می زنند.
4. درمان سطحی: واشر ممکن است فسفاته، روکش روی، یا دارای روکش لاستیکی یا گرافیت باشد که تحت حرارت و فشار به هم چسبیده است.
5. بازرسی: صافی، موقعیت سوراخ، و ضخامت در برابر تلورانس های کششی، اغلب در داخل اندازه گیری می شود 0.05 ± میلی متر .

مهر زنی پیشرونده قالب اجازه تولید با حجم بالا را می دهد - یک چرخه پرس می تواند تولید کند صدها واشر در دقیقه ، پایین نگه داشتن هزینه های واحد در مقایسه با فولاد ماشینکاری شده یا چند لایه (MLS).

واشر آهنی مهر و موم شده در مقابل سایر انواع واشر

انتخاب نوع واشر مناسب به معنای مقایسه آهن مهر و موم شده با رقبای اصلی آن در بین عواملی است که بیشترین اهمیت را در برنامه شما دارند.

برای اکثر کاربردهای استاندارد اگزوز خودرو یا لوازم جانبی، واشر آهن مهر شده بهترین ارزش را ارائه می دهد . واشرهای MLS زمانی ضروری می شوند که فشار سیلندر از حدود 100 بار فراتر رود یا نیازهای پرداخت سطح مستلزم تحمل صافی زیر میکرون باشد.

کاربردهای کلیدی در خودروسازی و مصارف صنعتی

واشرهای آهنی مهر و موم شده در سرتاسر موتورها و ماشین آلات هر جا که نیاز به آب بندی قابل تکرار و پایدار در برابر حرارت با هزینه متوسط باشد ظاهر می شود.

الفutomotive Applications

• واشر منیفولد اگزوز: یکی از رایج ترین کاربردها. واشر باید چرخش حرارتی سریع بین دمای محیط و بیش از 600 درجه سانتیگراد را بدون از دست دادن بار گیره تحمل کند.
• واشر پوشش سوپاپ: اغلب یک طرح آهن مهر شده با یک لبه سیلیکونی یا لاستیکی برای آب بندی روغن در اطراف محیط.
• واشر تابه روغن: آهن مهر برجسته فشرده سازی ثابتی را روی فلنج های بزرگ و نازک که مستعد تاب برداشتن هستند، ایجاد می کند.
• واشرهای محفظه پمپ آب و ترموستات: در فشارهای متوسط (معمولاً زیر 2 بار) مسیرهای خنک کننده را آب بندی می کند.

کاربردهای صنعتی

• محفظه پمپ و کمپرسور: واشرهای آهنی مهر و موم شده، محفظه های شکاف را در جایی که سطوح ماشینکاری شده ممکن است دارای ایرادات جزئی باشند، مهر و موم می کنند.
• فلنج های بویلر و مبدل حرارتی: جایی که مقاومت در برابر دمای بالا بدون هزینه محلول های زخم مارپیچی مورد نیاز است.
• روکش گیربکس: واشرهای آهنی برجسته نازک حفظ روغن را در سراسر اتصالات پوششی که در معرض لرزش قرار دارند حفظ می کنند.

نحوه انتخاب واشر آهنی مهر شده مناسب

انتخاب نادرست منجر به نشت، خرابی زودهنگام یا تعیین بیش از حد و هزینه غیر ضروری می شود. از این معیارها به عنوان یک چک لیست عملی استفاده کنید.

پایان سطح فلنج های جفت گیری

واشرهای آهنی بدون مهر نیاز به سطح جفت گیری نسبتاً صاف دارند - معمولاً Ra 1.6 تا 3.2 میکرومتر . سطوح زبرتر برای پر کردن ریز شکاف ها به یک واشر روکش دار با گرافیت یا فیبر نیاز دارند. اگر سطح فلنج شما بدتر از Ra 6.3 میکرومتر است، به جای آن یک واشر کامپوزیت یا MLS در نظر بگیرید.

فشار و دمای عملیاتی

آهن مهر مناسب برای فشار تا حدود 70 بار در تنظیمات چهره فراتر از آن، واشر ممکن است تحت بار پایدار (خزش) شل شود و باعث از بین رفتن نیروی گیره و در نهایت نشتی شود. برای کاربردهای پرفشار بالاتر از این محدوده، طرح‌های MLS یا زخم مارپیچی ترجیح داده می‌شوند.

بار پیچ و سفتی فلنج

فلنج های نازک یا انعطاف پذیر - رایج در محفظه های آلومینیومی ریخته گری - از واشرهای آهنی برجسته بهره می برند. مهره برآمده تنش آب بندی را محلی می کند و حتی زمانی که گشتاور کلی پیچ کم نگه داشته شود برای جلوگیری از اعوجاج فلنج، به آب بندی موثری دست می یابد. به عنوان یک قانون سرانگشتی، هنگامی که نسبت سختی فلنج به واشر بیشتر از 10:1 باشد، طرح های برجسته به خوبی کار می کنند. .

سازگاری سیالات

آهن با روغن موتور، مایع خنک کننده (با بازدارنده های صحیح)، گازهای خروجی اگزوز و بیشتر سوخت ها سازگار است. با این حال، آهن لخت به خوردگی ناشی از تراکم آب در کاربردهای اگزوز در دمای پایین حساس است. در چنین مواردی الف را مشخص کنید پوشش روی فسفات یا گالوانیزه برای افزایش عمر واشر

بهترین روش های نصب

حتی یک واشر به خوبی مشخص شده در صورت نصب نادرست پیش از موعد از کار می افتد. برای آب بندی مطمئن مراحل زیر را دنبال کنید:

1. سطوح جفت گیری را کاملاً تمیز کنید. تمام آثار واشر قدیمی و درزگیر را از بین ببرید. حتی زباله های کوچک می توانند باعث فشرده سازی ناهموار و نشت های موضعی شوند.
2. صافی فلنج را بررسی کنید. از یک گیج مستقیم و حسگر استفاده کنید. تاب بیش از حد 0.1 میلی متر در 100 میلی متر طول فلنج احتمالاً با واشر آهنی مهر شده باعث نشتی می شود.
3. پیچ و مهره های گشتاور به ترتیب. الفlways follow the manufacturer's cross-pattern torque sequence and specified values. Over-torquing can crack the iron or permanently deform soft facings.
4. گشتاور مجدد پس از چرخه حرارت اولیه سطوح نرم پس از اولین چرخه حرارتی ته نشین می شوند. بازگرداندن گشتاور به مشخصات پس از اولین اجرا، خطر نشت اولیه را کاهش می دهد - به ویژه در کاربردهای منیفولد اگزوز.
5. از واشرهای فشرده استفاده مجدد نکنید. هنگامی که یک واشر آهنی مهر و موم شده به طور کامل فشرده شد و چرخه حرارتی شد، مهره یا روکش آب بندی آن به طور دائم تنظیم می شود. استفاده مجدد تقریباً همیشه منجر به نشت می شود.

علائم خرابی واشر آهنی مهر و موم شده

تشخیص علائم خرابی اولیه از آسیب ثانویه به فلنج ها، رزوه ها و اجزای مجاور جلوگیری می کند.

• دمش قابل مشاهده اگزوز: ردهای دوده سیاه که از مفصل فلنج تابش می‌کند، نشان‌دهنده خروج گاز احتراق از کنار واشر است.
• نشت روغن یا مایع خنک کننده: بقایای مرطوب در اطراف محیط واشر، که گاهی اوقات با بوی سوختگی همراه است زیرا سیال با فلز داغ تماس می گیرد.
• الفudible ticking or popping noise: الف metallic ticking from the exhaust area, most prominent when the engine is cold, suggests a manifold gasket leak.
• خوردگی و ترک خوردگی آهن: واشرهای برداشته شده را از نظر سوراخ شدن یا ترک خوردگی در مهره بررسی کنید - هر دو نشان دهنده پایان عمر مفید هستند.

در بیشتر موارد، یک واشر آهنی نشتی دارد نمی توان به تنهایی با گشتاور مجدد به طور قابل اعتماد دوباره آب بندی کرد . جایگزینی با یک واشر جدید، همراه با بازرسی فلنج و در صورت لزوم دوباره روکش کردن، راه حل صحیح است.