هر مکانیکی از آنها استفاده کرده است، اما اکثر آنها نمیدانند چند نوع مختلف واشر وجود دارد، از چه موادی ساخته شدهاند و چگونه باید به درستی از آنها استفاده کرد. در طول سالها، سوالات زیادی در مورد واشرها دریافت کردهایم، بنابراین مدتهاست که یک مقاله فنی که اطلاعات مربوط به این دستگاههای سختافزاری را به اشتراک بگذارد، مورد نیاز بوده است.
ما اخیراً هنر ساخت بستهای با عملکرد بالا را با شرکت Automotive Racing Products, Inc. (ARP) پوشش دادیم و به طور کامل به جزئیات این موضوع پرداختیم. اکنون زمان آن رسیده است که به آن جزء بست که اغلب بدیهی تلقی میشود، یعنی واشر ساده، توجه کنیم.
در پاراگرافهای بعدی، به این موضوع خواهیم پرداخت که واشرها چه هستند، انواع مختلف واشرها، چه کاری انجام میدهند، چگونه ساخته میشوند، کجا و چه زمانی باید از آنها استفاده کرد - و بله، حتی در مورد جهتدار بودن یا نبودن واشرها نیز بحث خواهیم کرد.
به طور کلی، واشر به سادگی یک صفحه دیسک مانند و ویفر مانند با سوراخی در مرکز است. اگرچه طراحی آن ممکن است ابتدایی به نظر برسد، اما در واقع واشرها وظیفه پیچیدهای را انجام میدهند. آنها معمولاً برای توزیع بار یک بست رزوهدار، مانند پیچ یا مهره، استفاده میشوند.
آنها همچنین میتوانند به عنوان فاصله دهنده - یا در برخی موارد - به عنوان پد سایش، وسیله قفل کننده یا حتی برای کاهش لرزش - مانند واشر لاستیکی - استفاده شوند. طراحی اولیه واشر دارای قطر بیرونی است که دو برابر قطر داخلی واشر است.
واشرها که معمولاً از فلز ساخته میشوند، بسته به کاربرد، میتوانند از پلاستیک یا لاستیک نیز ساخته شوند. در ماشینآلات، اتصالات پیچی با کیفیت بالا برای جلوگیری از فرورفتگی سطوح اتصال به واشرهای فولادی سخت نیاز دارند. به این پدیده برینل میگویند. این فرورفتگیهای کوچک در نهایت میتوانند منجر به از دست دادن پیشبار روی بست، لرزش یا ارتعاش بیش از حد شوند. با ادامه این وضعیت، این حرکات میتوانند به سایشهای دیگری تبدیل شوند که اغلب به عنوان پوسته پوسته شدن یا ساییدگی تعریف میشوند.
واشرها همچنین به جلوگیری از خوردگی گالوانیک کمک میکنند، وضعیتی که هنگام تماس فلزات خاص با یکدیگر وجود دارد. یک فلز به عنوان آند و دیگری به عنوان کاتد عمل میکند. برای کند کردن یا جلوگیری از این فرآیند از ابتدا، از یک واشر بین پیچ یا مهره و فلزی که به آن متصل میشود استفاده میشود.
واشرها علاوه بر توزیع یکنواخت فشار روی قطعهای که محکم میشود و کاهش احتمال آسیب دیدن قطعه، سطح صافی را برای مهره یا پیچ فراهم میکنند. این امر باعث میشود که اتصال محکم شده در مقایسه با یک سطح ناهموار، کمتر شل شود.
واشرهای مخصوصی وجود دارند که برای ایجاد آببندی، ایجاد نقطه اتصال الکتریکی به زمین، تراز کردن بست، نگه داشتن بست در جای خود، عایقبندی یا ایجاد فشار محوری برای اتصال طراحی شدهاند. در ادامه به طور خلاصه در مورد این واشرهای مخصوص صحبت خواهیم کرد.
ما همچنین چند روش برای استفاده نادرست از واشرها به عنوان بخشی از یک اتصال محکم دیدهایم. موارد زیادی وجود داشته است که مکانیکهای درخت سایهدار از پیچ یا مهرههایی استفاده کردهاند که قطر آنها برای قطعهای که به آن متصل میشوند، بسیار کوچک است. در این موارد، واشر دارای قطر داخلی است که با پیچ متناسب است، اما اجازه نمیدهد سر پیچ یا مهره از سوراخ قطعهای که به آن متصل میشود، عبور کند. این کار دردسرساز است و هرگز نباید در هیچ کجای یک ماشین مسابقهای انجام شود.
معمولاً مکانیکها از پیچی استفاده میکنند که خیلی بلند است، اما رزوه کافی ندارد که اجازه نمیدهد مفصل سفت شود. همچنین باید از قرار دادن تعداد انگشتشماری واشر روی ساقه به عنوان فاصلهدهنده تا زمانی که مهره سفت شود، خودداری کرد. طول پیچ را مناسب انتخاب کنید. استفاده نادرست از واشر میتواند منجر به آسیب یا جراحت شود.
به طور کلی، امروزه انواع مختلفی از واشر در جهان تولید میشود. برخی از آنها به طور خاص برای استفاده در اتصالات چوبی ساخته شدهاند در حالی که برخی دیگر برای اهداف لولهکشی کاربرد دارند. وقتی صحبت از نیازهای خودرو میشود، جی کومبز، متخصص تحقیق و توسعه ARP، به ما میگوید که فقط پنج نوع واشر در تعمیر و نگهداری خودرو استفاده میشود. واشر ساده (یا واشر تخت)، واشر گلگیر، واشر دو تکه (یا واشر قفلی)، واشر ستارهای و واشر اینسرتی وجود دارد.
جالب اینجاست که در میان انبوه محصولات اتصالدهنده ARP، واشر دو تکه پیدا نمیکنید. کومبز توضیح داد: «آنها در درجه اول برای اتصالدهندههای با قطر کوچک و در شرایط بار کم مفید هستند.» ARP تمایل دارد روی اتصالدهندههای مسابقهای با عملکرد بالا که در شرایط بار بالاتر کار میکنند، تمرکز کند. انواع مختلفی از این نوع واشرها وجود دارد که برای اهداف خاصی طراحی شدهاند، مانند واشر ساده با دندانههایی در قسمت زیرین.
واشر تخت، واسطه ترجیحی بین سر پیچ (یا مهره) و جسم متصل شونده است. هدف اصلی آن پخش کردن بار یک بست سفت شده برای جلوگیری از آسیب به سطح اتصال است. کومبز میگوید: «این امر به ویژه در مورد اجزای آلومینیومی اهمیت دارد.»
موسسه ملی استاندارد آمریکا (ANSI) مجموعهای از استانداردها را برای استفاده عمومی ارائه داده است، واشرهای ساده که دو نوع را شامل میشوند. نوع A به عنوان واشری با تلرانسهای وسیع تعریف میشود که در آن دقت بسیار مهم نیست. نوع B یک واشر تخت با تلرانسهای دقیقتر است که در آن قطرهای خارجی به صورت باریک، معمولی یا پهن برای اندازه پیچ مربوطه (قطر داخلی) طبقهبندی میشوند.
همانطور که قبلاً اشاره کردیم، واشرها پیچیدهتر از یک توضیح ساده از یک سازمان هستند. در واقع، چندین سازمان وجود دارد. انجمن مهندسان خودرو (SAE) واشرهای ساده را بر اساس ضخامت مواد، با قطر داخلی و خارجی کوچکتر در مقایسه با نحوه تعریف واشرهای تخت توسط سازمان استاندارد ایالات متحده (USS) طبقهبندی میکند.
استانداردهای USS استانداردهای واشرهای بر اساس اینچ هستند. این سازمان قطر داخلی و خارجی واشر را برای تطبیق با رزوههای پیچ درشت یا بزرگتر مشخص میکند. واشرهای USS اغلب در کاربردهای خودرو استفاده میشوند. با توجه به اینکه سه سازمان، سه استاندارد مختلف را برای واشرهای ساده مشخص میکنند، واضح است که واشرها پیچیدهتر از آن چیزی هستند که ظاهر سادهشان به نظر میرسد.
به گفته کومبز از ARP، «اندازه و کیفیت خود واشر نیز شایسته توجه دقیق است. باید ضخامت و اندازه کافی برای توزیع مناسب بار داشته باشد.» کومبز میافزاید: «همچنین بسیار مهم است که واشر به صورت موازی زمین شده و برای کاربردهای حیاتی با بارهای گشتاور بالاتر کاملاً صاف باشد. هر چیز دیگری میتواند باعث پیشبارگذاری نابرابر شود.»
اینها واشرهایی هستند که قطر خارجی بسیار بزرگی نسبت به سوراخ مرکزی خود دارند. همچنین برای توزیع نیروی گیره طراحی شدهاند، اما به دلیل اندازه بزرگتر، بار در سطح وسیعتری پخش میشود. سالهای زیادی از این واشرها برای اتصال گلگیر به وسایل نقلیه استفاده میشد، از این رو این نام را دارند. واشرهای گلگیر ممکن است قطر خارجی بزرگتری داشته باشند، اما معمولاً از مواد نازک ساخته میشوند.
واشرهای دو تکه دارای انعطافپذیری محوری هستند و برای جلوگیری از شل شدن در اثر لرزش استفاده میشوند. عکس از www.amazon.com.
واشرهای دو تکه که به آنها واشر فنری یا قفلی نیز گفته میشود، دارای انعطافپذیری محوری هستند. این واشرها برای جلوگیری از شل شدن در اثر لرزش استفاده میشوند. مفهوم پشت واشرهای دو تکه ساده است: مانند یک فنر عمل میکند و به جسم متصل شده و سر پیچ یا مهره فشار وارد میکند.
شرکت ARP این واشرها را تولید نمیکند، زیرا اکثر بستهایی که نقش کلیدی در موتور، سیستم انتقال قدرت، شاسی و سیستم تعلیق دارند، با گشتاور مشخصی و با اعمال نیروی گیره مناسب سفت میشوند. احتمال شل شدن بست بدون استفاده از ابزار بسیار کم یا صفر است.
اکثر مهندسان موافقند که یک واشر فنری - وقتی با گشتاور بالا بسته میشود - تا حدی کش میآید. وقتی این اتفاق میافتد، واشر دو تکه کشش خود را از دست میدهد و حتی میتواند پیش بارگذاری دقیق اتصال بسته شده را مختل کند.
واشرهای ستارهای دندانههایی دارند که به صورت شعاعی به سمت داخل یا خارج امتداد مییابند تا به سطح زیرلایه فشار وارد کنند و از شل شدن بست جلوگیری کنند. عکس از www.amazon.com
واشرهای ستارهای تقریباً همان هدف واشرهای دوشاخه را دارند. هدف آنها جلوگیری از شل شدن بست است. اینها واشرهایی با دندانههایی هستند که به صورت شعاعی (به سمت داخل یا خارج) امتداد مییابند تا به سطح قطعه بچسبند. طبق طراحی، قرار است که آنها در سر پیچ/مهره و زیرلایه "فرورفته" شوند تا از شل شدن بست جلوگیری شود. واشرهای ستارهای معمولاً با پیچها و مهرههای کوچکتر مرتبط با قطعات الکتریکی استفاده میشوند.
جلوگیری از چرخش و در نتیجه تأثیر بر دقت پیشبارگذاری، شرکت ARP را بر آن داشته است تا واشرهای مخصوصی تولید کند که در قسمت زیرین دندانهدار هستند. ایده این است که آنها قطعهای را که قرار است به آن متصل شود، محکم بگیرند و یک سکوی پایدار فراهم کنند.
یکی دیگر از واشرهای مخصوص تولید شده توسط ARP، واشر نوع اینسرتی است. این واشرها برای محافظت از بالای سوراخها طراحی شدهاند تا از ساییدگی یا فروریختن بالای سوراخ جلوگیری شود. کاربردهای رایج آنها شامل سرسیلندرها، اجزای شاسی و سایر نواحی با سایش بالا است که به واشر نیاز دارند.
لازم به ذکر است که روانکاری نقش کلیدی در پیش بارگذاری دقیق دارد. علاوه بر استفاده از روانکار روی رزوههای بست، توصیه میشود مقدار کمی از آن را روی قسمت زیرین سر پیچ (یا مهره) یا بالای واشر نیز بمالید. هرگز قسمت زیرین واشر را روغن کاری نکنید (مگر اینکه دستورالعمل نصب چیز دیگری گفته باشد) زیرا نمیخواهید که بچرخد.
توجه به استفاده صحیح از ماشین لباسشویی و روانکاری آن چیزی است که شایسته توجه همه تیمهای مسابقهای است.
خبرنامه سفارشی خودتان را با محتوایی که از Chevy Hardcore دوست دارید، مستقیماً به صندوق ورودی ایمیل خود، کاملاً رایگان، بسازید!
ما هر هفته جالبترین مقالات، اخبار، ویژگیهای خودرو و ویدیوهای مربوط به شورلت هاردکور را برای شما ارسال خواهیم کرد.
ما قول میدهیم که از آدرس ایمیل شما جز برای بهروزرسانیهای اختصاصی از شبکه Power Automedia برای هیچ چیز دیگری استفاده نکنیم.
زمان ارسال: ۲۲ ژوئن ۲۰۲۰