الختم عالي الحرارة:مقاومة الحرارة الاحتكاكية الناتجة أثناء التكسير (درجات حرارة تصل إلى 150 درجة مئوية) للحفاظ على إحكام الغلق، ومنع تسرب زيت التشحيم أو دخول مياه التبريد.
منع التلوث:منع الغبار وجزيئات الخام والحطام الآخر من دخول نظام التشحيم الداخلي، مما يقلل من التآكل على المحامل والتروس.
العزل الحراري:فصل حجرة التكسير ذات درجة الحرارة العالية عن نظام التشحيم ذي درجة الحرارة المنخفضة، مما يحمي المكونات الحساسة من التلف الحراري.
امتصاص الاهتزازات:امتصاص الاهتزازات الشعاعية والمحورية البسيطة بين الأجزاء المتزاوجة، مما يقلل الضوضاء ويطيل عمر خدمة المكونات المجاورة.
إطار معدنيقاعدة دائرية مصنوعة من فولاذ منخفض الكربون (Q235 أو فولاذ 10#)، مما يوفر صلابة هيكلية. تتميز بمقطع عرضي على شكل حرف U أو L لدعم مادة الختم وضمان ثبات الأبعاد تحت الحرارة.
بطانة الختممادة مقاومة للتآكل والحرارة، تُلصق أو تُثبّت ميكانيكيًا على هيكل معدني. من المواد الشائعة:
المطاط عالي الحرارة (EPDM أو فيتون):مقاوم للزيوت ودرجات الحرارة التي تصل إلى 200 درجة مئوية، ويستخدم في التطبيقات ذات الحرارة المعتدلة.
مركب مدمج بالجرافيت:يعزز مقاومة الحرارة (حتى 300 درجة مئوية) والتشحيم الذاتي، ومناسب للبيئات ذات الاحتكاك العالي.
اللباد المقوى بالمعادن:الصوف المضغوط أو الألياف الاصطناعية المشبعة بالراتنج المقاوم للحرارة، مما يوفر توافقًا جيدًا مع الأسطح غير المستوية.
أخاديد الاحتفاظ:أخاديد محيطية على الإطار المعدني لتأمين بطانة الختم، ومنع الانفصال أثناء الاهتزاز.
حواف الشفة:شفاه رقيقة ومرنة على بطانة الختم تضغط على الأسطح المتزاوجة (حلقة الضبط أو الإطار الرئيسي) لإنشاء ختم محكم تحت التحميل المسبق.
فتحات التهوية (اختياري):ثقوب صغيرة يتم حفرها من خلال الإطار المعدني لإخراج الهواء المحبوس أو الرطوبة، مما يمنع تراكم الضغط الذي قد يؤدي إلى تعطيل الختم.
اختيار المواد:
يُفضَّل استخدام الفولاذ منخفض الكربون (Q235) لجودته العالية في الصب واللحام، وقوته المتوسطة (قوة شد ≥ 375 ميجا باسكال). في التطبيقات عالية الإجهاد، يُستخدم الفولاذ المصبوب بالسبائك (زد جي 230-450) لتحسين الصلابة.
صنع الأنماط:
يُصنع نموذج خشبي أو إسفنجي لمحاكاة القطر الخارجي للحلقة (عادةً ما يتراوح بين 300 و1200 مم)، والقطر الداخلي، وشكل المقطع العرضي (على شكل حرف U/L). تُضاف بدلات انكماش (1.2-1.5%) لمراعاة انكماش التبريد.
صب:
تُحضّر قوالب الرمل الأخضر باستخدام رمل ناعم، ثم تُشكّل تجويفًا داخليًا باستخدام لب رملي. يُطلى تجويف القالب بطبقة من الطين لضمان سطح أملس للصب.
الذوبان والصب:
يتم صهر الفولاذ في قبة أو فرن كهربائي عند درجة حرارة تتراوح بين 1500 و1550 درجة مئوية، مع التحكم في التركيب الكيميائي إلى 0.12-0.20% C و0.3-0.6% من (بالنسبة لـ Q235) لتجنب الهشاشة.
يتم إجراء عملية الصب عند درجة حرارة 1450-1480 درجة مئوية باستخدام مغرفة، مع معدل تدفق ثابت لملء تجويف القالب دون اضطراب، مما يقلل من المسامية.
التبريد والرج:
يُبرَّد الصب في القالب لمدة ١٢-٢٤ ساعة لتقليل الإجهاد الحراري، ثم يُزال بالاهتزاز. تُنظَّف بقايا الرمل باستخدام تقنية التفجير بالرمل (حبيبات فولاذ G40).
المعالجة الحرارية:
يؤدي التلدين عند درجة حرارة 600-650 درجة مئوية (تبريد الهواء) إلى تخفيف إجهاد الصب، مما يقلل الصلابة إلى 130-180 HBW لتسهيل التصنيع.
تصنيع الإطار:
تُركَّب الحلقة المصبوبة على مخرطة التحكم الرقمي بالكمبيوتر لتصنيع القطر الخارجي والقطر الداخلي وأسطح الفلانشات، مع ترك مسافة تشطيب تتراوح بين 0.5 و1 مم. يتم ضبط الأبعاد الرئيسية (مثل عرض الحلقة وسمك الفلانشات) على ±0.1 مم.
يتم طحن أخاديد الاحتفاظ لبطانة الختم باستخدام آلة طحن التحكم الرقمي بالكمبيوتر، بعمق دقيق (2-5 مم) وعرض (3-8 مم) لضمان رابطة آمنة.
تحضير بطانة الختم:
للبطانات المطاطية: تُقطع صفائح EPDM أو فيتون حسب المقاس باستخدام آلة القطع بالقالب، بتفاوت ±0.5 مم. يُخشن سطح الترابط بالنفخ الرملي (را25–50 ميكرومتر) لتحسين الالتصاق.
بالنسبة للمركبات الجرافيتية: يتم قطع وتشكيل صفائح الجرافيت المضغوطة باستخدام القطع بنفث الماء، مما يضمن سمكًا موحدًا (3-10 مم) عبر الحلقة.
ربط البطانة:
يُنظَّف سطح الترابط للإطار المعدني بالأسيتون لإزالة الزيوت والبقايا. يُوضَع لاصق مقاوم للحرارة (إيبوكسي، بدرجة حرارة تشغيل تصل إلى ٢٠٠ درجة مئوية) بالتساوي بسمك يتراوح بين ٠٫١ و٠٫٢ مم.
يتم ضغط البطانة على الإطار باستخدام مكبس هيدروليكي (الضغط: 0.5-1 ميجا باسكال) وتجفيفها في فرن عند درجة حرارة 80-100 درجة مئوية لمدة 2-4 ساعات لتحقيق قوة الترابط الكاملة.
التشطيب:
يتم الانتهاء من الحلقة المجمعة لضمان أن شفاه الختم لها سطح أملس (را1.6–3.2 ميكرومتر)، مما يعزز الاتصال الفعال مع المكونات المتزاوجة.
يتم تنظيف حواف الحافة لإزالة الزوايا الحادة، مما يمنع تلف الأختام المجاورة أثناء التثبيت.
معالجة السطح الاختيارية:
يتم طلاء الإطار المعدني بطبقة من الزنك (5-8 ميكرومتر) أو طلاء إيبوكسي لمقاومة التآكل في البيئات الرطبة.
اختبار المواد:
هيكل معدني: يُتحقق من التركيب الكيميائي باستخدام التحليل الطيفي (مثال: Q235: C ≤ 0.22%، من ≤ 1.4%). وأثبت اختبار الشد قوة ≥ 375 ميجا باسكال.
بطانة الختم: تخضع عينات المطاط لاختبار الصلابة (شاطئ A 60–80 لـ EPDM) واختبارات الشيخوخة الحرارية (70 درجة مئوية لمدة 72 ساعة، مع تغير في الصلابة ≤±5 شاطئ A).
فحوصات دقة الأبعاد:
تقوم آلة القياس الإحداثية (آلة قياس الإحداثيات) بفحص الأبعاد الحرجة: القطر الخارجي (±0.1 مم)، والقطر الداخلي (±0.1 مم)، وتوحيد سمك البطانة (اختلاف ≤0.05 مم).
يتم قياس تسطيح أسطح الشفة باستخدام لوحة سطحية ومقياس قياس، مع التسامح ≤0.1 مم / م.
اختبار قوة الرابطة:
الاختبار التدميري لحلقات العينة: يتم سحب جزء من البطانة بشكل عمودي على الإطار باستخدام جهاز اختبار الشد، مما يتطلب قوة ربط لا تقل عن 3 ميجا باسكال للبطانات المطاطية و5 ميجا باسكال للمركبات الجرافيتية.
اختبار أداء الختم:
اختبار الضغط: يتم تثبيت الحلقة في جهاز اختبار وتعريضها لضغط هواء 0.3 ميجا باسكال لمدة 30 دقيقة، دون اكتشاف أي تسرب من خلال تطبيق محلول الصابون.
الدورة الحرارية: يتم تعريض الحلقة لدرجة حرارة 200 درجة مئوية لمدة ساعة، ثم يتم تبريدها إلى 25 درجة مئوية (100 دورة متكررة)، مع إظهار الفحص اللاحق عدم انفصال البطانة أو التشقق.
الفحص البصري والوظيفي:
يتم فحص شفاه الختم تحت التكبير (10x) للتأكد من عدم وجود تمزقات أو فقاعات أو مخالفات.
يؤكد التركيب التجريبي مع المكونات المتزاوجة (حلقة التعديل والإطار الرئيسي) المحاذاة الصحيحة وضغط التلامس عبر سطح الختم بالكامل.