ما هو وجه الختم في الختم الميكانيكي

في الأختام الميكانيكية، تعتبر أسطح الأختام عناصر الختم الأساسية التي تمنع تسرب السوائل بين المكونات الدوارة والثابتة. تؤثر المواد والهندسة وخصائص السطح لهذه الأوجه بشكل مباشر على أداء وطول عمر الختم.

ما هو وجه الختم

في مجموعة الختم الميكانيكي، يتم وضع وجهي ختم بشكل عمودي على العمود، حيث يكون أحد الوجوه ثابتًا عادةً والآخر يدور مع العمود.

تُصنع أسطح الختم بدقة باستخدام مكونات ذات أسطح مصقولة للغاية تعمل على إنشاء ختم محكم عند الضغط عليها معًا. يتم تصنيع الأوجه للحصول على تشطيبات مسطحة وناعمة بشكل استثنائي، وغالبًا ما تكون في حدود بضعة نطاقات خفيفة من التسطح.

تم تصميم أسطح الختم للحفاظ على فجوة صغيرة بينها، تتراوح عادةً من 0.1 إلى 1 ميكرون. يتم ملء هذه الفجوة بسائل العملية، مما يؤدي إلى إنشاء فيلم سائل يمنع الاتصال المباشر بين الأوجه. يساعد الفيلم السائل على تقليل التآكل، وتقليل الاحتكاك، وتبديد الحرارة المتولدة أثناء التشغيل.

أنواع وجوه الفقمة

الوجوه المسطحة مقابل الوجوه المعالجة بشكل خاص

تعتبر واجهات الختم المسطحة هي النوع الأكثر شيوعًا المستخدم في الأختام الميكانيكيةيتم تصنيع هذه الأسطح بدقة لضمان سطح أملس ومستوٍ يسمح بأداء مثالي للإغلاق. تُستخدم الأسطح المسطحة عادةً في التطبيقات التي تتطلب ضغطًا ودرجة حرارة معتدلة إلى منخفضة.

على النقيض من ذلك، تخضع أسطح الختم المعالجة بشكل خاص لمعالجات سطحية إضافية لتعزيز أدائها ومتانتها. تتضمن بعض معالجات السطح الشائعة ما يلي:

1. التلميع: عملية كشط دقيقة تعمل على تحسين تشطيب السطح وتسطيحه.
2. التلميع: عملية تعمل على تقليل خشونة السطح وزيادة انعكاسية الوجه.
3. الطلاء: تطبيق الطلاءات المتخصصة، مثل الكربون المشابه للماس (DLC) أو كربيد التنغستن، لتحسين مقاومة التآكل وتقليل الاحتكاك.

غالبًا ما تُستخدم الوجوه المعالجة بشكل خاص في التطبيقات الصعبة ذات الضغط العالي أو درجة الحرارة أو الوسائط المسببة للتآكل، حيث إنها توفر أداءً متفوقًا مقارنة بالأوجه المسطحة.

الوجوه الدوارة مقابل الوجوه الثابتة

في الختم الميكانيكي، يكون أحد وجهي الختم ثابتًا عادةً، بينما يدور الآخر مع العمود. عادةً ما يتم تثبيت الوجه الثابت في غدة الختم أو الغلاف، بينما يتم تثبيت الوجه الدوار على العمود أو غلاف العمود.

يظل الوجه الثابت ثابتًا في مكانه وغالبًا ما يكون مصنوعًا من مادة أكثر صلابة ومقاومة للتآكل، مثل كربيد السيليكون أو كربيد التنغستن. يعمل هذا الوجه كسطح مانع للتسرب الأساسي، ويحافظ على سد محكم ضد الوجه الدوار.

من ناحية أخرى، عادةً ما يتم تصنيع الوجه الدوار من مادة أكثر ليونة قليلاً، مثل الجرافيت الكربوني أو كربيد السيليكون. وهذا يسمح للوجه الدوار بالتوافق مع الوجه الثابت، مما يخلق ختمًا أكثر فعالية. يتم تحميل الوجه الدوار بنابض للحفاظ على اتصال دائم بالوجه الثابت، حتى في ظل ظروف التشغيل المختلفة.

المواد المستخدمة في واجهات الختم

ما هي فجوة الوجه للختم الميكانيكي

الفجوة السطحية، والمعروفة أيضًا باسم سمك طبقة السائل، هي المساحة المجهرية بين الوجوه الدوارة والثابتة للختم الميكانيكي. تقاس هذه الفجوة عادةً بالميكرون (μm) وتلعب دورًا بالغ الأهمية في الأداء السليم للختم. تسمح الفجوة السطحية لطبقة رقيقة من السائل المختوم بالدخول وتزييت أسطح الختم، مما يقلل من الاحتكاك والتآكل.

في الختم الميكانيكي الذي يعمل بشكل صحيح، تظل فجوة الوجه مستقرة ومتسقة، مما يحافظ على سمك مثالي للتزييت دون السماح بالتسرب المفرط.

يتم صقل أسطح الختم بدرجة عالية من التسطح، عادةً في حدود 2 إلى 3 نطاقات ضوء الهيليوم (0.58 إلى 0.87 ميكرومتر)، لضمان وجود فجوة موحدة. تساعد قوة الزنبرك والضغط الهيدروليكي المؤثرين على أسطح الختم في الحفاظ على الفجوة المثالية للوجه أثناء التشغيل.