لوله و اتصالات امروزه از کاربردیترین تجهیزات در صنایع مختلف هستند و با توجه به استفادههای متعددی که دارند در انواع مختلفی از نظر جنس، استانداردها، اندازه و … تولید میشوند. انواع واشر که در حقیقت دیسکهای کوچکی هستند و برای پخش شدن بار بین پیچ و مهره مورد استفاده قرار میگیرند از مهمترین تجهیزات در صنایع مختلف خصوصاً سیستمهای لولهکشی میباشند.
فهرست مطالب
واشر چیست؟
واشرها در اصل به حلقههای نازک و مسطحی گفته میشوند که با داشتن یک سوراخ میتوانند برای محکمتر کردن اتصالات استفاده شوند. انواع واشر میتواند برای جلوگیری از نشتی سیالات نیز استفاده شوند و به جای گسکتها (Gasket) به کار بروند. واشرها همچنین به دلیل حذف اصطکاک و توزیع بار در یک منطقه استفاده میشوند.
امروزه انواع واشرهای مختلف در دسترس هستند و هر کدام از آنها دارای ویژگیها و قابلیتهای منحصربهفردی میباشند و میتوانند هرگونه افزایش فاصله بین سر پیچ و مهره یا بین سر پیچ و جسم بسته شده را جبران نمایند. همچنین واشرهای دندانهدار نیز به قطعه کار و سر پیچ متصل میشوند.
انواع واشر
امروزه در صنایع مختلف، از واشرهای متنوعی استفاده میشود. این وسیله براساس کاربردی که در صنعت دارد در اندازه و اشکال مختلفی تولید میگردد. انواع واشر به شرح زیر است.
- تخت یا ساده
- تخت ضربه گیر
- فنری
- منحنی
- بلویل یا مخروطی
- قفل کننده یا قفلی
- برجسته
- سیل کننده
- لب پر
- مربعی
- شانه
- C شکل
- ضد آب
- کلینگریت
- منجید دار
در ادامه راجع به هر یک از انواع واشرهای ذکر شده و کاربردهای آنها به تفکیک نکاتی بیان کردیم که مطالعهی آنها اطلاعات جالبی را در اختیار شما میگذارد و معلومات شما را در این حوزه گسترش خواهد داد.
واشر تخت یا ساده
از کلمهی واشر اولین ذهنیتی که پیش میآید یک دیسک سخت است که در دل خود یک سوراخ دارد. همین عبارت، سادهترین تعریف نوع تخت یا سادهی این ابزار کوچک و کاربردی است. در میان دنیای متنوع این اتصالات، سادهترین شکل، متعلق به واشر تخت است. بیایید با هم یک سناریو ساده را تصور کنیم. پیچی در حال عبور از مرکز واشر ساده است، وجود این بخش باعث میشود که فشار مهره، بر روی تمام سطح بصورت یکنواخت وارد شود. علت توزیع بار این است که واشر تخت باعث صاف ماندن سطح زیرین پیچ و مهره میشود. بیشترین کاربرد نوع تخت، مربوط به زمانی است که در مناطق بزرگ، قصد توزیع فشار، محافظت از سطح زیرین و اصلاح اندازه دهانه را داشته باشیم. همچنین پر کردن فضای خالی و استحکام بخشیدن به اتصالات از موارد دیگر استفاده از این نوع است.
واشر تخت ضربه گیر یا دور پهن
در صنعت با نام فندر، دور پهن یا ضربه گیر شناخته میشود. بعضی افراد، واشر تخت ضربه گیر را زیر گروه نوع تخت یا ساده میدانند و برخی دیگر هم آن را در دسته بندی جدایی قرار میدهند. دو عامل ضخامت بیشتر بدنه و زیاد بودن قطر خارجی نوع ضربه گیر نسبت به نوع ساده باعث ایجاد تفاوت بین این آنها میشود.
نوع تخت ضربه گیر مساحت بزرگی دارد. به همین دلیل میتواند بار بیشتر را نیز تحمل کند و قدرت ضربه پذیری بالاتری داشته باشد. پس گزینهی مناسبی است برای صنایعی که با فلزات نرم( مانند آلومینیم) یا چوب سر و کار دارند. البته کاربردهای دیگر این قطعه در خودرو سازی، لوله کشی، تابلو، پنلها و دیوارهای خشک به وفور به چشم میآید.
واشر ضربه گیر، یک واشر تخت با قطر بیرونی بزرگتر متناسب با سوراخ مرکزی آن است. آنها یک بار را به طور مساوی در سطح وسیعی توزیع میکنند. واشرهای تخت که قطر بیرونی آنها بیش از سه برابر قطر داخلی است، معمولاً واشر فندر یا دور پهن نامیده میشوند.
- قطر بیرونی بزرگ سطح باربری گسترده ای را فراهم میکند
- شکل به صورت گرد
- برای توزیع نیرو/تنش استفاده میشود و میتواند سوراخ های بزرگ را بپوشاند
واشر فنری
با نام Split Lock نیز معروف است. فرض کنید یک دیسک با فولاد فنر برش بخورد و سطح دیسک از یک سو به دو نیمه تقسیم شد و باعث ایجاد دو لبه شود. از تعریفی که ارائه شد شمایل این قطعه به راحتی قابل تصور است. لبههای ایجاد شده توسط شیار باعث میشود که آنها هم سطح نباشند. بنابراین همانطور که از شکل و نامش پیداست این قطعه خاصیت فنری دارد. به همین علت، در گرفتن ارتعاشات و لرزشها میتواند کارآمد باشد. این اتصال فنری، خاصیت جالب خود را مدیون طراحی لبههایش است. واشر فنری در یک اتصال آن قدر سفت و محکم بسته خواهد شد که لبههای آن نسبت به یکدیگر تراز میشوند. بنابراین چنانچه از نوع فنری این قطعه استفاده شود، استحکام اتصال و حفاظت از پیچ، مهره و قطعهی اصلی را به دنبال دارد.
به طور تجربی اثبات شده است که گاهی واشر فنری، در قفل کردن پیچ و مهره ها ناکارآمد میباشند و حتی میتوانند به مرور زمان به شل شدن خود کمک کنند. در کارها و نیروهای کوچک، هنگامی که لبه های واشر پس از سفت شدن از هم فاصله دارند، این فاصله باعث قفل کردن و اعمال پیش بار اضافی بر روی پیچ یا مهره میگردد. ولی هنگامی که نیرو بسیار زیاد باشد بطوری که باعث صاف شدنلبه چاکدار واشر فنری شود، خاصیت قفل کنندگی واشر از بین میرود. برای نیروهای اضافی ترجیحا از واشرهای دندانه دار خارجی یا داخلی استفاده کنید. واشر های قفل کن دندانهدار با لبه های دندانه دار خود مهره یا بست رزوه ای را با نیروی قابل توجهی در جای خود نگه میدارند.
واشرهای فنری برای جلوگیری از شل شدن پیچ یا بست استفاده میشود و به طور موثر پیچ را در جای خود “قفل میکند”.
واشر منحنی
نوع منحنی، از زیر گروههای نوع فنری انواع واشر است، اما در ظاهر با هم تفاوت دارند. مثلا نوع منحنی، شبیه دیسکی موج دار است. اما هیچ برشی در دیسک وجود ندارد. این قطعه میتواند در دو جهت چرخش داشته باشد و شکلی شبیه به ظاهر خود( موج وار)، ایجاد کند. نوع منحنی، قادر به تحمل بارگیری زیاد و انحراف مطلوبی است. بر روی شافت(شفت)، نوع منحنی میتواند نقش جدا کننده را نیز ایفا کند.
اگر نمیدانید شافت( شفت) چیست، باید بگوییم که شبیه یک میلهی فلزی است که از آن به عنوان انتقال دهنده نیرو یا گشتاور از شیءای به شیء دیگر استفاده میشود. آنها به عنوان فنرهای بالشتکی یا فاصلهدهنده روی یک شفت عمل میکنند. واشرهای فنر موج دارای ظرفیت بار متوسط و محدودیت انحراف هستند. بیشتر به عنوان بالشتک یا فاصله دهنده استفاده میشود.
واشرهای منحنی که معمولاً به آنها فنرهای موجی یا فنرهای موجدار نیز گفته میشود، برای جذب تنش ناشی از بارهای فشاری محوری استفاده میشوند و به عنوان یک بالشتک عمل میکنند. امواج واشر موج تماس 3، 4 یا 6 نقطه ای را ایجاد میکند که منجر به ظرفیت باربری بیشتر و دامنه انحراف متوسط میشود. ارتفاع و ضخامت مواد عملکرد بار را تنظیم میکند. واشرهای فنری موجی معمولاً در کاربردهای بارگذاری رانش برای انحرافات کوچک، به ویژه در جاهایی که فضای شعاعی محدود است، استفاده میشوند. واشرهای موجی میتوانند به جبران انحرافات تحمل در فرآیند مونتاژ و کاهش شل شدن ناشی از ارتعاش کمک کنند.
مزیت
- موجود در کربن و فولاد ضد زنگ
- ارائه شده در پوشش های گالوانیزه روشن (شفاف)، گالوانیزه زرد و اکسید سیاه
- نسبت به فنرهای کویل سنتی به فضای عملیاتی کمتری نیاز دارد
- بارهای اعمال شده را به طور یکنواخت توزیع میکند
- حداقل تداخل لبه تیز یا صفرا
- این نوع واشرها در دو جهت میچرخند و شکل موج مانندی را تشکیل میدهند.
- واشرهای فنری موجی دارای ظرفیت بارگذاری و انحراف محدود هستند.
واشر بلویل یا واشر مخروطی
این قطعه به ظاهر تا حدودی شبیه یک مخروط است، به همین دلیل با نام واشر مخروطی نیز شناخته میشود. البته برخی این اتصال را بشقابی یا فنجانی نام گذاری کردهاند. اما جدا از اسمهای گوناگونی که دارد، ویژگیهای این شیء موجب محبوبیت روز افزونش در صنایع امروزی شده است. برای مثال، این قطعه توانایی فوق العادهای در تحمل و کنترل نیروهای سنگین دارد. اما پرسشی که به وجود میآید این است که چگونه چنین اتصالی قادر است این حجم از فشار را طاقت بیاورد؟
پاسخ بسیار ساده است. این قطعه ساختاری دو طرفه دارد. به همین دلیل میتواند هنگامی که تحت فشارهای سنگین و زیاد است، با ایجاد انحرافات کوچک، این حجم از بار را پشتیبانی کند.
واشر مخروطی، یک پوسته مخروطی است که میتواند در امتداد محور خود به صورت استاتیک یا دینامیکی بارگذاری شود. واشر Belleville نوعی فنر به شکل واشر است. این شکل مخروطی مانند است که به واشر خاصیت فنر میدهد. خواص انحراف بار واشر مخروطی به ارتفاع و نرخ ضخامت آن بستگی دارد. برای پروژه هایی از جمله انبساط حرارتی استفاده میشود.
مزیت
- افزایش خاصیت ارتجاعی اتصال
- شکل گرد
- کاربرد برای پروژه هایی که شامل انبساط حرارتی هستند.
- استفاده مناسب برای جذب ضربه و حفظ کشش تحت بارهای دینامیکی خوب است.
- تحمل نیروی بسیار سنگین را با انحرافات کوچک
- در طول انبساط و انقباض حرارتی یک آرایش را تحت کشش نگه میدارند.
- خواص انحراف بار واشر مخروطی به ارتفاع و نرخ ضخامت آن بستگی دارد.
واشر قفل کننده – خورشیدی
در صنعت به واشر قفلی نیز معروف است. زمانی از این قطعه استفاده میشود که در یک اتصال، به دنبال لرزش شدید یا گشتاور، احتمال آن که چرخش یا اصطحکاک رخ بدهد زیاد باشد. در صنایع امروزی نوع قفل کننده این محصول، در اشکال مختلفی تولید شده است که معمولا شش برگ در طراحی آنها دیده میشود. زمانی که یک مهره با واشر قفلی درگیر میشود، دندههای مهره محافظت میشود و در اتصال مذکور لقی به سختی به وجود میآید. کاربردهای این قطعه به شرح زیر است:
- در صنعت خودرو سازی
- هوافضا
- لوازم خانگی
امروزه در صنعت، واشرهای قفل کننده سه مدل مختلف دارند. بیایید بصورت کوتاه نگاهی به این مدلها داشته باشیم.
لطفا توجه داشته باشید که بعضی افراد به جای کلمهی “دندانه” از “ستاره” یا ” خورشیدی” استفاده میکنند. پس اگر عبارت “واشر قفلی ستاره داخلی” را شنیدید، تعجب نکنید.
واشرهای قفل کن دندانهدار برای جلوگیری از شل شدن مفاصل پیچ با استفاده از اصطکاک طراحی شدهاند. هنگامی که مفصل پیچ، سفت میشود، این دندانه ها به سطح مقابل گیر میخورند.
قفل کننده دندانه داخلی
واشرهای قفل کن دندانه داخلی دارای قطر بیرونی استوانه ای با چندین دندان در امتداد قطر داخلی هستند که با زاویه نامعلومی با سطح واشر در یک راستا قرار دارند. آنها برای استفاده با اتصالات با عمق کم طراحی شدهاند. هنگامی که محکم میشوند، دندانه ها در حالی که در برابر نیروی فشاری مقاومت میکنند، به سطح مقابل برخورد میکنند و در آن فرومیروند. این نوع واشر قفلی از تعداد زیادی دندانه در قطر داخلی تشکیل شده است که مهره یا پیچ را بریدهاند. واشر داخلی قفل دندان از شل شدن سر اتصالات با استفاده از لبه دندانه ها جلوگیری میکند. این نوع دندانهها میتوانند ضربه و لرزش را نیز جذب کنند.
قفل کننده دندانه خارجی
واشرهای قفل دندانه خارجی دارای قطر داخلی استوانه ای با چندین دندان در امتداد قطر بیرونی هستند که با زاویه نامعلومی نسبت به سطح واشر در یک راستا قرار دارند. آنها برای استفاده با بست های عریض طراحی شده اند. هنگامی که محکم میشوند، دندانه ها در حالی که در برابر نیروی فشاری مقاومت میکنند، به سطح مقابل برخورد میکنند و در آن فرو میروند.
این نوع واشر قفلی دارای دندانه های زیادی در قطر بیرونی خود است که در یک سطح بریده و فشرده سازی شده هستند. واشر قفل خارجی دندانه با استفاده از عمل استرات (strut action) دندانه ها، از شل شدن سر بست جلوگیری میکند.
آنها در زیر پیچ های سر بزرگ مناسب تر عمل میکنند. واشر قفل کن دندانه خارجی حداکثر مقاومت پیچشی را ایجاد میکند. برای قفل کردن اتصالات با ارتفاع سر عمیق در جای خود استفاده میشود.
واشر برجسته
ساختار این قطعه به صورتی است که از یک سو حالت برآمدگی داشته باشد و از سوی دیگر همان قسمت حالت فرو رفتگی دارد. پیچ در این اتصال به صورت کامل فرو میرود. این واشر از نظر فنی کارایی ندارد و صرفا جنبهی زیبایی دارد.
واشر سیل کننده یا آب بندی
Sealing washer ، نام لاتینش است. کاربرد این قطعه جلوگیری از ورود و خروج مایعات و هوا است. به همین منظور ساختار جالبی برای آن در نظر گرفته شده است. سیل کننده از یک لایه فلزی و یک لایه لاستیکی(جنس آن نئوپرین، لاستیکی یا نئوپرن) تشکیل میشود. عدم نفوذ پذیری مایعات توسط این قطعه، به دلیل وجود همین لاستیک است.
هنگامی که این نوع واشر ها در کاربرد و جایگاه خود به عنوان اب بند نصب میشوند، مواد بر روی یک سطح انعطاف پذیر یا غیر قابل انعطاف فشرده میشوند تا به طور دائم در هر محیط عملیاتی، چه طبیعی و چه صنعتی، محفوظ و غیرقابل نفوذ باقی بمانند.
واشرهای آب بندی، پولک های دایره ای با سطح مقطع مستطیلی هستند. آنها معمولاً از مس آنیل شده، آلومینیوم آنیل شده و الیاف ساخته میشوند. آنها برای اطمینان از آب بندی در کوپلینگ های هیدرولیک در جایی که فشار زیاد نیست استفاده میشود.
نام دیگر این Washer ها، واشر شیروانی نیز میباشد.
واشر لب پر یا D شکل
فرض کنید شما در نزدیکی کنج یک دیوار محدودیت فضا دارد، در چنین شرایطی نمیتوانید برای اتصال خود از یک واشر تخت استفاده کنید. الزام و اهمیت وجود این قطعه نیز در اتصال بسیار زیاد میباشد. راهکار چه میتواند باشد؟
نوع لب پر دردسرهای این مشکلات را برطرف کرده است. ساختار این قطعه شبیه به نوع تخت میباشد، با این تفاوت که یک بریدگی در یک سوی آن وجود دارد.
واشر مربعی
این قطعهی کوچک نیز مثل سایر هم خانوادههایش، نام خود را بخاطر شکل ظاهری که دارد به دست آورده است. در این نوع خاص از واشرها، بیشترین جنسی که به چشم میآید، فولاد است. اما گاهی به دلیل محدودیت مالی یا دلایل دیگر از فلزات دیگر هم در ساخت قطعهی مذکور به ندرت استفاده میشود. وظیفه این ابزار هم، پخش بار و محکم کردن اتصالات است.
واشر شانه
با نامهای مرحله و فلنج نیز این قطعه شناخته میشود. این قطعه، از نظر ظاهری از یک استوانه و یک دیسک تشکیل شده است و شمایلی شبیه به قارچ دارد. کاربرد این واشر نسبت به سایر هم خانوادههای خود متفاوت است. اصلیترین کاربردش در عایق بندی اتصالات مختلف الکترونیکی مثل سیم، پیچ و … میباشد. جنس به کار رفته در این قطعه موارد زیر است.
- الیاف شیشه
- نایلون
- فنولیک
همانطور که گفته شد، عمدهترین کاربرد این ابزار در صنایع برقی است، زیرا در این صنعت باید واشرها از مواد غیر رسانا باشند، اما گاهی هم این قطعه را از جنس فلز میسازند.
واشرهای شانه از یک نوع ساختار شانه ای تشکیل شده اند. آنها برای محافظت
از پیچها، سیمها یا هر عنصری از بقیه مجموعه استفاده میشوند. آنها در
فایبر شیشه، فنولیک، نایلون، PCTFE، PTFE و فلزات موجود هستند.
واشر C شکل
بیایید با هم راجع به ظاهر این قطعه یک تصویرسازی داشته باشیم. ظاهر آن شبیه به یک واشر تخت است، اما اختلاف آن در این است که که از سمت قطر داخلی به قطر خارجی برشی مستطیلی شکل بر روی سطحش دارد. همین شکل فیزیکی باعث شده است که چنانچه این قطعه در یک اتصال آسیب ببیند، بدون اینکه اتصال مذکور باز شود، واشر تعمیر یا اصلاح شود. این نوع هم مانند سایر هم خانوادههای خود نقش پررنگی در صنعت ایفا میکند وکاربردهای مختلفی دارد.
C-Washer مورد استفاده در هر زمان ممکن است نیاز به تنظیم یا تعویض داشته باشد، بدون اینکه بست را جدا کنید.
اتصال c شکل- به شما کمک میکند بدون باز کردن اتصال به راحتی تعمیر یا تعویض قطعه را انجام دهید.
واشر ضد آب
از آنجا که در هنگام تولید این قطعه عملیات مونتاژ زیادی بر روی آن انجام میگیرد، به آن واشر اتمام نیز گفته میشود. ساختار این قطعه به گونهای است که به راحتی سر بست در پیشخوان طراحی شده قرار خواهد گرفت. به همین دلیل است که ایمن شدن سطح از ویژگیهای بارز این قطعه است. ابزار مذکور در شکلهای مختلفی تولید میشود، برای مثال ممکن است به حالت شناور زاویهای باشد یا به شکل شناور 90 درجه ساخته شود. البته به صورت دارای فلنج، فلنج رول شده یا اصلا بدون فلنج هم در بازار وجود دارد.
واشرهای ضد آب عملکردی مشابه واشر تخت دارند، اما سطح باربری را برای پیچ های سر صاف فراهم میکنند. یک برنامه اضافی ارائه عملکرد آب بندی برای پیچ های سر تخت است.
واشرهای ضد آب که گاهی اوقات به عنوان واشر تکمیلی نامیده میشوند، دارای یک کانتر سینک هستند که سر بست را میگیرد. هنگامی که محکم میشوند، سطحی صاف را فراهم میکنند و در اشکال مختلفی از جمله فرورفتگی 90 درجه، فرورفتگی زاویه ای، فلنج، بدون فلنج و فلنج نورد در دسترس هستند.
ویژگی ها
- اجازه میدهد تا پیچ های سر صاف یا بیضی شکل صاف شوند.
- شکل بصورت گرد
- استفاده و امکان ظاهری کامل را فراهم میکند
واشر ضد آب- بر اساس نوع نیازمندی آن، در شکل مختلف تولید میشود.
واشر کلینگریت
در بازار و صنایع علاوه بر کلینگریت، با نام کاغذی هم شناخته شده است. اگر در اتصالی از این ابزار استفاده شود، به غیر از آنکه توزیع بار و استحکام اتصال یاد شده را همراه خواهد داشت، موجب آب بندی اتصال نیز میشود. همچنین این قطعه باعث جلوگیری از خارج شدن گاز، آب و هر سیال دیگر خواهد شد. معمولا از جنس نسوز در ساختار آن استفاده میشود. همین موارد باعث شده است که نوع کلینگریت تبدیل به ابزاری کارآمد در صنایع شود. این ابزار بیشترین استفاده را در کسب و کارهای زیر دارد.
- صنایع پتروشیمی
- کارخانهها
- کارگاهها
- صنایع خودرو سازی
- تولید ماشین آلات مختلف
اما آیا هم خانوادههای دیگر این ابزار نمیتوانند همین نقش و کارکرد را داشته باشند؟
مهندسان و اهل فن در چنین شرایطی براساس آنکه اتصال در چه دمایی قرار دارد، چه حجمی از فشار را تحمل میکند و تا چه اندازهای باید مقاومت در مقابل مواد شیمیایی داشته باشد، انتخاب میکنند که کدام قطعه مناسبتر است.
واشر منجید دار
این قطعه معمولا با نامهای واشر شیر و لوله آب شناخته میشود. عموما جنس به کار رفته در آنها پلیمر است. اما در بازار بنابر نیاز ممکن است در ساختارش از فلز یا لاستیک هم استفاده شود. به هر حال طراحی این قطعه به گونهای است که توان تحمل فشار و مقاومت بالایی در مقابل آب داشته باشد و دچار سایش زود هنگام نشود. بنابراین در کسب و کارهایی که با مایعات و آب سر و کار دارند گزینهای مطلوب است. سعی کردیم لیستی کوتاه از کاربردهای این قطعه کوچک را بیاوریم.
- نوع منجید دار، در صنایعی که نیازمند به عایق کردن لوله خم سرد هستند، ابزاری مفید است.
- عایق بندی خطوط آب از دیگر کاربردهای این قطعه میباشد.
- اگر میخواهید بین دو فلنج آب بندی انجام شود، نوع منجید قادر است به شما در این امر کمک کند.
نوع منجید دار- مواد پلیمری در ساختارش موجب مقاومت این محصول در برابر نفوذ آب میشود.
تورک واشر
واشر گشتاور نوعی واشر است که برای استفاده در یک ماده نرم و قابل نفوذ طراحی شده است که احتمالاً یک پیچ نمیتواند در داخل آن محکم بسته شود. به عنوان مثال، پیچ و مهره ها در چوب های نرم به مرور زمان شل میشوند، به خصوص اگر محیط اطراف مستعد ایجاد تاب خوردگی قابل توجه، متغیر در دما باشد، یا اگر خود چوب یا پیچ بار متغیری را تحمل کند. واشر تورک از یک سوراخ مربعی شکل و چنگال های بیرونی تشکیل شده است که از چرخش پیچ با آن هنگام بستن پیچ جلوگیری میکند.
واشرهای گشتاور برای مبارزه با شل شدن پیچ ها در طول زمان به روش های زیر طراحی شده اند:
- چهار شاخک که در مواد فرو میروند و پیچ را در جای خود محکم میکنند
- شاخک ها سطح تماس بین سطح مقابل، واشر و پیچ را افزایش میدهند
- برای جلوگیری از شکستگی آنها از یک ورق فلزی به روش پانچ ضرب میشوند
