پیچیدگیهای مهندسی در طراحی و انتخاب سیلکیت جک هیدرولیک
بخش عمدهای از کارایی، راندمان و طول عمر یک جک هیدرولیک، وابسته به سیستم آببندی آن است. پیچیدهترین بخش طراحی جکهای هیدرولیکی، تعیین نوع، تعداد و نحوه چیدمان قطعات سیلکیت (Seal Kit) است. این تصمیم مهندسی تأثیر مستقیمی بر فرآیند محاسبات و طراحی پیستون و گلویی جک هیدرولیک میگذارد.
تنوع بسیار بالا در مدلها، کیفیت متریال ساخت و بازه قیمتی سیلکیتهای موجود در بازار، فرآیند انتخاب را با چالشهای فنی زیادی مواجه میکند. این قطعات از برندهای معتبر بینالمللی تا سازندگان محلی و کارگاههای تراشکاری با متریالهای غیراستاندارد در دسترس هستند. خرابی و دفرمه شدن سیلها نه تنها موجب بروز نشتیهای داخلی و خارجی و آلودگی محیطی میشود، بلکه میتواند آسیبهای شدیدی به قطعات درونی جک و قطعات جانبی مدار هیدرولیک مانند شیرهای کنترل و پمپها وارد کرده و قابلیت اطمینان سیستم را به شدت کاهش دهد.
پارامترهای تعیینکننده در انتخاب نوع سیلکیت
انتخاب مهندسی نوع سیلکیت و هماهنگسازی آن با شرایط کاری، بر اساس فاکتورهای فنی زیر انجام میشود:
- نوع روغن مصرفی مدار
- فشار کاری سیستم
- دمای کاری عملیاتی
- میزان آلودگی روغن داخل مدار: برخی از آببندها برای عملکرد بهینه به روغن بسیار تمیز نیاز دارند. در سیستمهایی با فیلتراسیون ضعیف، استفاده از سیلهای با حساسیت کمتر یا گایدهایی با متریال خاص جهت جذب ذرات معلق روغن پیش از رسیدن به سیل اصلی ضروری است.
- میزان و نوع آلودگی محیط خارجی: در فضاهای آلوده به گرد و غبار، پودر آرد یا ذرات خورنده، ساختار آببندی گلویی باید از نفوذ هرگونه آلاینده به داخل جلوگیری کند. به عنوان مثال، در صنایع فولاد که سرباره مذاب بر روی شافت میریزد، استفاده از گردگیرهایی با جنس نسوز و مقاوم به حرارت مستقیم الزامی است.
- میزان حساسیت محیط به نشت روغن: در صنایع فولاد نشت جزیی روغن ممکن است بحرانی نباشد، اما در صنایع غذایی کوچکترین اثر چربی روی شافت منجر به رد صلاحیت بهداشتی محصولات تولیدی میگردد.
- میزان و نوع نیروهای وارده: بررسی بارهای فشاری، شعاعی و نیروهای ضربهای دینامیکی در طول سیکل حرکتی.
- سرعت و مداومت کاری جک: در کاربردهایی با سرعت و سیکل کاری بالا در فشارهای متوسط، استفاده از سیلهایی با سطح تماس کمتر جهت کاهش اصطکاک، مهار تولید حرارت و جلوگیری از سایش زودرس ترجیح داده میشود.
- کورس کاری جک و پدیده کمانش: در مواردی که کورس کاری نسبت به قطر بالاست نوع و تعداد گایدها باید به گونهای باشد که از کمانش جک جلوگیری کند. در برخی موارد جابجایی یک گاید به اندازه چند میلیمتر (بدون هیچ هزینه اضافی) میتواند میزان تحمل جک در برابر کمانش را چند برابر کند. خصوصاً در شرایطی که جک کاملاً باز است و پیستون به گلویی چسبیده است زیاد کمانش اتفاق میافتد. در صورتی که این خطر احساس شود، در برخی موارد میتوان از فاصلهاندازهایی بین گلویی و پیستون استفاده کرد که موجب افزایش بازوی گشتاور گایدها شده و مقاومت کمانش را به مراتب افزایش میدهد.
- امکان سرویس و نگهداری منظم: برخی طراحیهای قدیمی نظیر سیستمهای V-pack جهت تضمین عملکرد آببندی نیاز به سفت کردن دورهای گلویی و توقفهای موقت خط تولید دارند که نیازمند اپراتور متخصص است. در مقابل، سیلهای نسل جدید سری Frictionless نیاز به این تنظیمات دورهای را کاملاً مرتفع ساختهاند.
- قابلیت اطمینان و طول عمر مورد انتظار سیستم: تطابق متریال انتخابی با طول عمر طراحی کل ماشینآلات.
نکته فنی: همخوانی و سازگاری نوع سیلهای استفاده شده و چیدمان مکانیکی آنها در کنار هم، ضامن عملکرد بدون نقص جک در شرایط کاری سخت است.
اصول فنی چیدمان و همخوانی قطعات سیلکیت
در طراحی چیدمان اجزای آببندی، رعایت استانداردهای مکانیکی زیر الزامی است:
روانکاری گایدها: با وجود اینکه هدف اصلی سیل جلوگیری از عبور سیال است، گایدها جهت جلوگیری از سوختگی، ایجاد لقی و در نتیجه تخریب شافت و سیلندر حتماً باید در محیط چرب کار کنند. بنابراین، طراحی باید به گونهای انجام شود که گایدها در سمت چرب سیلها قرار گیرند.
همچنین در شرایطی که نیروهای شعاعی بالا بوده و خطر کمانش وجود دارد، استفاده از چند گاید در دو طرف سیل ضروری است. در این حالت، بهکارگیری سیستمهای آببندی چندمرحلهای توصیه میشود؛ این سیستمها در عین مسدود کردن فشار بالای روغن، اجازه عبور کنترلشده مقدار بسیار محدودی روغن جهت روانکاری گایدهای پشتی را صادر میکنند.
در صورت استفاده از سیستم آببندی چندمرحلهای، استفاده از گردگیرهای با عملکرد دوگانه (Double-acting Wiper) در آخرین مرحله الزامی است تا چربی روانکاری روی شافت را قبل از خروج پاک کرده و مانع از بروز هرگونه نشتی ظاهری در بدنه جک شود.