منع التلوث:منع الغبار وجزيئات الصخور والرطوبة من الدخول إلى نظام النقل الداخلي (على سبيل المثال، العمود اللامركزي، والمحامل، وقنوات التشحيم) لتجنب التآكل والتآكل الكاشط.
مواد التشحيم الاحتجازية:إحكام غلق زيت التشحيم أو الشحم داخل حجرات المحمل ومكونات ناقل الحركة، مما يضمن التشحيم المستمر ويقلل من الضرر الناتج عن الاحتكاك.
الحفاظ على توازن الضغط:المساعدة في تنظيم فروق الضغط الداخلي بين حجرة التكسير ونظام النقل، ومنع تسرب الزيت الناجم عن تقلبات الضغط.
جسم الفقمةالهيكل الحلقي الرئيسي، المصنوع عادةً من مطاط النتريل (إن بي آر)، أو البولي يوريثان (بولي يوريثين)، أو المطاط الفلوري (فكم)، مُدمج فيه حلقة تقوية معدنية (من الفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقاوم للصدأ) لتعزيز صلابة الهيكل. يُختار نوع المطاط بناءً على درجة حرارة التشغيل (يُستخدم مطاط النتريل (إن بي آر) في بيئات تتراوح درجات حرارتها بين -40 و120 درجة مئوية؛ ومطاط الفلوروكربون (فكم) في بيئات ذات درجات حرارة عالية تزيد عن 150 درجة مئوية).
الشفاه أو حواف الختم:شفة مرنة واحدة أو أكثر على القطر الداخلي والخارجي لجسم الختم، تُشكّل اتصالاً مُحكماً مع الأسطح المُتزاوجة (مثل الجدار الخارجي لحلقة الضبط أو الجدار الداخلي للإطار). غالباً ما تُصمّم هذه الشفاه بهيكل مُحمّل بنابض (زنبرك الرباط) للحفاظ على ضغط ثابت على السطح المُتزاوج، مما يضمن ختماً موثوقاً حتى مع التآكل الطفيف.
حلقة تقوية معدنيةحلقة فولاذية رفيعة حلقية (مركز أبحاث السوق المشترك أو فولاذ مقاوم للصدأ 304) مدمجة في هيكل المطاط أثناء التشكيل. توفر هذه الحلقة ثباتًا بعديًا، وتمنع التشوه تحت الضغط الشعاعي، وتضمن بقاء الختم على شكله أثناء التجميع والتشغيل.
أخدود التركيب أو الحافة:هيكل غائر أو بارز على الحافة الخارجية للختم يناسب الأخدود المقابل على إطار الكسارة أو حلقة التعديل، مما يؤمن الختم في مكانه ويمنع الإزاحة المحورية أثناء الاهتزاز.
فتحات التهوية (في بعض التصاميم):ثقوب صغيرة يتم حفرها من خلال حلقة التعزيز المعدنية لموازنة الضغط بين الجانبين الداخلي والخارجي للختم، مما يقلل من خطر تشوه الشفة بسبب فروق الضغط.
إعداد المواد:
مركب المطاطيُخلط المطاط الخام (مثل إن بي آر) مع إضافات (أسود الكربون للتعزيز، والكبريت للفلكنة، ومضادات الأكسدة، ومواد التشحيم) في خلاطة بانبري. يُعجن الخليط عند درجة حرارة تتراوح بين 80 و100 درجة مئوية لتكوين مركب مطاطي متجانس بلزوجة موني تتراوح بين 60 و80 (مل 1+4 عند درجة حرارة 100 درجة مئوية).
حلقة تقوية معدنية:يتم قطع شرائح الفولاذ الكربوني إلى حلقات، وإزالة النتوءات منها، ومعالجتها بعامل رابط (على سبيل المثال، تشيملوك 205) لضمان الالتصاق القوي بين المعدن والمطاط.
القولبة (القولبة بالضغط أو القولبة بالحقن):
صب الضغطيُشكَّل مُركَّب المطاط مُسبقًا على شكل حلقة، ويُوضَع في قالب مُسخَّن (160-180 درجة مئوية) بجانب حلقة التسليح المعدنية. يُغلَق القالب، ويُطبَّق عليه ضغط (10-20 ميجا باسكال) لمدة 5-15 دقيقة لتَفْلَكَنَة المطاط، الذي يلتصق بالحلقة المعدنية ويُشكِّل شكل الختم (بما في ذلك الشفة والأخاديد).
حقن القالبللإنتاج بكميات كبيرة، يُحقن مركب المطاط المنصهر في قالب ساخن يحتوي على الحلقة المعدنية. تضمن هذه الطريقة تحكمًا دقيقًا في الأبعاد وتوزيعًا متساويًا للمواد، مع تقليل زمن الدورة إلى دقيقتين إلى خمس دقائق.
الفلكنة:
يُحفظ القالب عند درجة حرارة تتراوح بين ١٦٠ و١٨٠ درجة مئوية لإتمام تفاعل الفلكنة، حيث يتم ربط جزيئات المطاط ببعضها البعض لتحقيق المرونة والقوة الميكانيكية. يمكن إجراء عملية ما بعد الفلكنة (٢-٤ ساعات عند درجة حرارة تتراوح بين ١٠٠ و١٢٠ درجة مئوية) لأختام فكم لتحسين مقاومتها الكيميائية.
التشذيب والتشطيب:
يتم إزالة المطاط الزائد من حواف الختم باستخدام آلات التشذيب (السكاكين الدوارة أو التشذيب بالتبريد العميق باستخدام النيتروجين السائل) لضمان شفاه مانعة للتسرب ناعمة وخالية من النتوءات.
يتم تلميع شفاه الختم باستخدام منصات كاشطة لتحقيق خشونة السطح بمقدار را0.8–1.6 ميكرومتر، مما يعزز الاتصال مع الأسطح المتزاوجة.
تصنيع حلقات التسليح المعدنية:
يتم تقطيع الحلقة الفولاذية من شرائح باستخدام مكبس ختم، مع أقطار خارجية وداخلية خشنة تصل إلى ±0.1 ملم.
يتم تنظيف سطح الحلقة وطلائها بمادة رابطة وتجفيفها عند درجة حرارة تتراوح بين 80 إلى 100 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة لتنشيط الالتصاق.
تحضير مجموعة الختم:
يتم تصنيع الأخاديد المتزاوجة على إطار الكسارة أو حلقة التعديل وفقًا لأبعاد دقيقة (العرض ± 0.05 مم، العمق ± 0.02 مم) باستخدام مخرطة التحكم الرقمي بالكمبيوتر، مما يضمن ملاءمة الختم بشكل مريح دون تشويه.
يتم طحن الأسطح المتزاوجة (التي تلامس شفاه الختم) إلى خشونة سطحية تبلغ را0.8–1.6 ميكرومتر وتلميعها لإزالة النتوءات أو الخدوش التي يمكن أن تلحق الضرر بالختم.
ميزات التثبيت:
يتم تثبيت حلقة الختم في الأخدود المخصص للتثبيت باستخدام مكبس هيدروليكي، مع وجود أداة توجيهية لمنع تشوه الشفة أثناء التثبيت.
يتم تمديد نوابض الرباط (إذا كانت مجهزة) وتثبيتها في أخدود الزنبرك في شفة الختم للحفاظ على الضغط الشعاعي على سطح التزاوج.
اختبار المواد:
اختبار مركبات المطاط: يتم التحقق من قوة الشد (≥ 15 ميجا باسكال لـ إن بي آر)، والاستطالة عند الكسر (≥ 300٪)، والصلابة (60-70 شاطئ A) باستخدام معايير ASTM D412.
اختبار الحلقة المعدنية: يتم اختبار قوة الالتصاق بين المطاط والمعادن من خلال اختبار التقشير (≥5 نيوتن/مم) للتأكد من عدم حدوث أي انفصال.
فحوصات دقة الأبعاد:
يتم قياس الأقطار الخارجية والداخلية للختم باستخدام آلة قياس الإحداثيات (آلة قياس الإحداثيات) لضمان الامتثال للتسامحات (± 0.1 مم للأبعاد الحرجة).
يتم فحص سمك الشفة وزاويتها باستخدام جهاز عرض الملف الشخصي، مع انحرافات ≤0.05 مم لضمان الاتصال المناسب مع الأسطح المتزاوجة.
اختبار أداء الختم:
اختبار الضغط: يُركَّب الختم في جهاز اختبار ويُعرَّض لضغط داخلي (٠.٥-١ ميجا باسكال) بالزيت أو الهواء. يُمنع أي تسرب لمدة ٣٠ دقيقة، ويتم التحقق من ذلك بالفحص البصري أو مراقبة انخفاض الضغط.
اختبار مقاومة الغبار: تعرّض الختم لغبار ناعم مطابق للمعيار ايزو 12103-1 A2 في ظروف تشغيل محاكاة لمدة 100 ساعة. وأكّد الفحص اللاحق عدم دخول الغبار إلى التجويف المُحكم.
الاختبارات البيئية والمتانة:
مقاومة درجات الحرارة: يتم تخزين الأختام في فرن عند درجة حرارة 120 درجة مئوية (إن بي آر) أو 200 درجة مئوية (فكم) لمدة 168 ساعة، مع اختبارات ما بعد الشيخوخة التي تؤكد حدوث تغييرات طفيفة في الصلابة (≤5 شاطئ A) وقوة الشد (≤20٪ انخفاض).
اختبار تعب المرونة: يخضع الختم لـ 100000 دورة من الضغط الشعاعي (± 0.5 مم) لمحاكاة الاهتزاز، مع عدم السماح بأي شقوق أو تشوه في الشفة.
التفتيش البصري والعيوب:
فحص الأسطح: تُفحص الأسطح المطاطية بحثًا عن فقاعات أو شقوق أو عدم تجانس في المعالجة باستخدام عدسة مكبرة (10x). تُفحص الحلقات المعدنية بحثًا عن الصدأ أو النتوءات.
فحص الالتصاق: يتم إجراء اختبار السكين للتأكد من عدم وجود فصل بين المطاط والمعادن، حيث يؤدي أي انفصال إلى الرفض.