طرح توجیه فنی و اقتصادی تولید انواع واشر
راهنمای سرمایه گذاری واحدهای کوچک صنعتی با توجیه فنی و اقتصادی
امروزه قطعات لاستیکی بدلیل برخورداری از ویژگی های خاص فیزیکی و شیمیایی از جمله خصوصیات لاستیکی وکشسانی، مقاومت در محیطها و عوامل شیمیایی و جوی مختلف مقام ویژه ای را در صنایع گوناگون احراز نموده اند و این ویژگی ها و خصوصیات توسط افزودن مواد مناسب به میزان صحیح به لاستیک خام (که نوع آن نیز می بایست به درستی انتخاب گردد) وسپس فرآیند صحیح تولید تحت شرایط کنترل شده حاصل می گردند.
هم اکنون پس از تاثیر اتومبیل که یکی از پرسابقه ترین محصول لاستیکی در سطح جهان می باشد، دیگر قطعات و پروفیل های لاستیکی نیز مصارف منحصر به فردی را در کلیه صنایع به خود اختصاص داده اند.
بدلیل حساسی کاربرد قطعات لاستیکی در ماشین آلات صنعتی، بررسی ها و تحقیقات بسیار جامعی در جهت بهبود خصوصیات وطراحی صحیح آنها صورت پذیرفته و پیشرفت های فوق العاده ای نیز در این زمینه از سوی طراحان و آمیزه کاران مشاهده شده است بدین ترتیب که امروزه کلیه روشها در طراحی قطعات لاستیکی با در نظر گرفتن شرایط کاربرد و کارکرد آنها به انجام رسیده تا درنهایت قطعات حاصل بالاترین کیفیت کاربردی و بیشترین عمر مصرفی را دارا باشند.
همگام با پیشرفت صنایع در کشورهای جهان و افزایش نیاز به قطعات لاستیکی- مهندسی(طراحی شده با رعایت اصول فنی) در کشورمان ایران نیز این نیاز مشهود بوده و از آن جایی که مواد اولیه یکسانی از لحاظ کیفیت و قیمت در تولید قطعات لاستیکی مورد استفاده قرار می گیرد، طراحی صحیح آمیزه های لاستیکی و انتخاب فرآیند مناسب تولید می تواند گام موثری در جهت صرفه جویی و خودکفایی کشور باشد.
در ابتلا تلاش جهت ساخت لاستیک های مصنوعی منحصر به هموپلیمریزاسیون دی ان ها (بخصوص ایزوپرن که منومرلاستیک طبیعی شناخته می شود) می گردید. در اواخر قرن نوزدهم این نکته مشخص شد که می توان توسط پلیمریزاسیون بوسیله اسید کلریدریک به محصولات شبه لاستیک دست یافت که البته همین عمل را نگهداری ایزوپرن در طول زمان انجام می داد. سپس توانستند مواد شبه لاستیک بدست آمده را از طریق پخت (ولکانیزاسیون) توسط گوگرد به محصولی الاستیک، ضربه پذیر و مقاوم تر تبدیل کنند. در حدود سال 1900 دی ان های دیگری مانند بوتا دی ان و 2 و 3 دی متیل بوتادی ان را توسط فلزات قلیائی یا رادیکال آزاد بصورت خودبخود پلیمریزه نموده و در اثنی جنگ جهانی اول از این روش جهت پلیمریزاسیون خودبخود 2و3 دی متیل بوتادی ان در آلمان استفاده نمودند پس از جنگ جهانی اول تحقیق بر روی محصولات شبه لاستیک ادامه یافت و مخصوصا تاکید زیادی روی بوتادی ان بعلت دسترسی بیشتر به آن اعمال شد و به دنبال آن روشهای کوپلیمریزاسیون با منومرهای وینیلی بخصوص استارین، همچنین پلیمریزاسیون امولسیونی درجهت بهبود خواص آنها بکار گرفته شد. به مرور زمان به تاثیرات مهم شروع کننده ها، فعال کننده ها و اکسیژن نیز پی برده شده و با شروع جنگ جهانی دوم لاستیک (Buna-s) SBR در آلمان به مرحله تولید رسید.
عمل پخت (شبکه ای نمودن لاستیک خام یا همان تبدیل ماده ترموپلاستیک ضعیف به لاستیکی که دارای قابلیت کشسانی و برگشت زیاد باشد) در سال 1839 توسط Goodyear کشف شد و همزمان با او در انگلستان نیز توماس هانکوک به چنین کشفی نایل آمد.
1-2 تعریف ویژگی ها و مشخصات فنی محصول
هر محصول ویژگیها و مشخصات خاصی دارد که پیش از هر گونه بررسی فنی و مالی طرح لازم است این خصوصیات به درستی شناخته شوند. شناخت صحیح مشخصات و انواع مختلف محصول، بدون تردید، راهنمای مناسبی جهت تصمیم گیری های لازم در انتخاب روش و عملیات تولید و محاسبات بعدی مورد نیاز خواهد بود. در این ارتباط یکی از موثرترین روشهای قابل استفاده، به کارگیری استانداردهای مدون ملی و جهانی هر یک از محصولات می باشد. علاوه بر این جهت بررسی بازار لازم است که شماره تعرفی گمرکی (نامگذاری بروکسل) محصولات نیز مشخص گردد تا درباره روند واردات و صادرات محصول و مقررات آن شناخت لازم حاصل شود.
در این بخش نام و کاربرد، طبقه بندی، مشخصات فنی، بسته بندی، شماره تعرفه گمرکی و استانداردهای محصول مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
1-1-2 نام و کاربرد محصول
نام محصول مورد نظر واشر (حلقه) لاستیکی می باشد. حلقه های لاستیکی درزگیر، حلقه های دواری با سطح مقطع هایی به اشکال مختلف هستند و در مکانهایی نصب می شوند که منافذ و راههای عبوری را مسدود کرده و از خارج شدن سیال یا گاز ممانعت بعمل آورند.
چگونگی شکل و طرح درزگیرهای حلقه لاستیکی وابسته به سه متغیر اصلی است:
1- شرایط عملیاتی یا محیطی درزگیر
2- شکل هندسی مکان نصب
3- مواد مصرفی در درزگیر
شرایط مختلف باعث می گردند که انواع و اقسام و رینگ و واشرها با کاربردهای مختلف وجود داشته باشند که بر حسب کاربرد به دو دسته عمده تقسیم می گردند:
الف) درزگیرهای استاتیک
دراین درزگیرها هیچ گونه حرکت نسبی بین آنها و قستمهایی که واشربندی کرده اند وجود ندارد.
از عمده این درزگیرها می توان درزگیرهای Flange، درزگیرهای Fitting و درزگیرهای اتصالات الکتریکی را نام برد.
ب) درزگیرهای دینامیک
در این درزگیرها حرکت نسبی بین آنها و اجزایی که درزگیری کرده اند وجود دارد.
از عمده این درزگیرها می توان از درزگیرهای شفت های چرخشی، پیستون رفت و برگشتی و همچنین قسمت متحرک شیرهای یکطرفه (چک والوها) نام برد.
در جدول (1-2) دوازده نوع مختلف و کاربردهای ویژه درزگیرهای حلقه لاستیکی نشان داده می شوند. انواع دیگر اورینگ ها و واشرهای زیر مجموعه ای از این دوازده نوع می باشند.
درزگیر با سطح مقطع دوار معمولا با عنوان اورینگ شناخته می شود که کاربرد خیلی زیادی داشته و دارای کمترین قیمت می باشد و در هر دو حالت استاتیک و دینامیک کاربرد دارد.
در کاربرد استاتیک از درزگیر نوع فلانچ یا فیتینگ یا درزگیرهای اتصالات الکتریکی از واکیوم تا بیش از 60000Psi استفاده می شود. درحالیکه در کاربردهای دینامیک درزگیرها تا فشار تا حدود Psi150000 کاربرد دارد.
اگر فشار در عرض اورینگ بقدر کافی زیاد باشد بطوریکه پدیده اکستروژن در اورینگ (تغییر شکل اورینگ) اتفاق بیافتد استفاده از رینگ های محافظ توصیه
می گردد. چنین درزبندهایی همراه با درزگیر نوع Parkerpolypak کاربردهای استاتیکی و دینامیکی داشته و از اورینگ نوع Kapseal برای کاربردهای چرخشی با اصطکاک کم استفاده می شود.
درزگیرهای نوع پیستونی ومیله ای چرخشی شامل انواع و اقسام سطح مقطع های u و v شکل و Scl و T و فنر دار می باشد. این درزگیرها برای غلبه بر بعضی از محدودیت های موجود در درزگیرهای نوع O-Ring طراحی شده است.
از درزگیرهای نوع V و U برای مواقعی که فاصله بین پیستون و سیلندر بسیار متغیر و زیاد است استفاده می شود.
از درزگیرهای نوع Scl برای کاهش (weepage) نشتی در انواع اورینگ های نوع میله سیلندری استفاده می شود. در حالیکه از درزگیرهای نوع T برای جلوگیری از خرابی غلتشی یا حلزونی استفاده می گردد. درزگیرهای نوع فنردار برای کاهش ضریب اصطکاک در کاربردهای چرخشی و رفت و برگشتی مورد استفاده قرار
می گیرد. از درزگیر ویژه پیستونی برای حالتی که فواصل بین سیلندر و پیستون بیش از حالت عادی است استفاده می شود. البته هر کدام از این انواع درزگیر محدودیت دارند و برحسب مورد بایستی طراحی شوند.
دستورالعمل طراحی و کاتالوگ های شرکت های سازنده در درزگیرهای لاستیکی
می تواند مبنای طراحی قرار گیرد.
2-1-2 طبقه بندی محصول
طبقه بندی واشر ها از چند جنبه ممکن است انجام پذیرد یکی از این طبقه بندیها براساس ابعاد می باشد واشرها به گروههایی با ابعاد کوچک و بزرک تقسیم بندی می شوند که وزن آنها بین 2 تا 100 گرم متغیر می باشد. فرم و شکل ظاهری واشرها بستگی مستقیم به محل بکارگیری آنها دارد و نسبت به مقاطع لوله ها و اتصالات و اندازه آنها شکل ظاهری و با ضخامت آنها تغییر می کند تقسیم بندی دیگر در مورد واشر ها طبقه بندی براساس سختی می باشد واشرهای حلقوی از نقطه نظر سختی به شش نوع تقسیم می شوند و هر یک شامل مقدار سختی اسمی داده شده در جدول (2-3) می باشد. سختی واشرها بر اساس شماره استاندارد 655 و 654 موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران اندازه گیری شده و میزان آن نباید بیش از 5 واحد (IRHD) با مقدار مشخص شده در جدول (2-3) تفاوت داشته باشد. یادآوری این نکته خالی از اهمیت نیست که واشرهای حلقوی که سختی آنها زیر 40 درجه سختی و بالای 90 درجه سختی باشد را ممکن است نتوان از کلیه الاستومرها تهیه نمود.