شفت (شافت) پمپ کارواش
شفت (شافت) پمپ کارواش: تفاوتها و ملاحظات طراحی در مقابل پمپهای سانتریفیوژ
شافت در پمپهای کارواش (که عمدتاً پمپهای جابجایی مثبت یا پیستونی هستند) نقشی کاملاً متفاوت نسبت به شافت پمپهای سانتریفیوژ (مانند پمپیران) ایفا میکند. در حالی که در پمپهای سانتریفیوژ، شافت عمدتاً بار پیچشی و خمشی ناشی از نیروهای هیدرولیکی سیال را تحمل میکند، در پمپهای کارواش، شافت باید نیروهای ضربهای و تغییرات ناگهانی بار را تحمل کند.
۱. ماهیت بارگذاری در پمپهای پیستونی (کارواش)
پمپهای کارواش از مکانیسم میللنگ و شاتون برای تبدیل حرکت دورانی موتور به حرکت رفت و برگشتی پیستونها استفاده میکنند.
بارگذاری دینامیکی بالا: در هر چرخش، شافت باید گشتاور مورد نیاز برای “فشار دادن” آب را فراهم کند (در کور رفت) و سپس در کور برگشت، این گشتاور باید توسط نیروی فنر سوپاپها خنثی شود. این تبادل مداوم نیرو باعث ایجاد بار چرخشی ضربهای (Shock Loading) بسیار شدیدتری نسبت به پمپ سانتریفیوژ میشود که در آن بارگذاری معمولاً ثابتتر است.
تنشهای خمش محوری: در پمپهای پیستونی، شافت یا میللنگ باید نیروهای بسیار زیادی را که از طریق شاتونها به آن منتقل میشود، تحمل کند، که میتواند منجر به خمش قابل توجه در محل اتصال به موتور و محل نصب واشرهای آببندی شود.
۲. مواد و طراحی شافت کارواش
به دلیل ماهیت ضربهای بارگذاری، استانداردهای مواد برای شافت پمپ کارواش بالاتر است:
استفاده از فولادهای آلیاژی با کروم (Chromium Alloy Steels): اغلب از فولادهای سختکاری شده با کروم بالا (مانند برخی درجات از فولادهای 4340) استفاده میشود. این مواد باید تحت عملیات حرارتی دقیق کوئنچ و تمپر (Quench and Temper) قرار گیرند تا هم استحکام تسلیم بالا و هم چقرمگی کافی برای جذب شوکهای لحظهای را داشته باشند.
سطوح آببندی سختتر: مناطقی که واشرهای آببندی یا کاسه نمدها در تماس هستند، اغلب با پوششهای بسیار سخت (مانند پوششهای سرامیکی یا کروم سخت) تقویت میشوند تا بتوانند فشار بالای آب و گرمای ناشی از اصطکاک با کاسه نمد را تحمل کنند، بدون اینکه ساییده شوند و منجر به نشت شوند.
۳. تفاوت با شافت سانتریفیوژ (پمپیران)
در حالی که هر دو شافت هستند، تفاوت اصلی در تحمل تنش است:
پمپیران (سانتریفیوژ): طراحی حول محور خستگی چرخشی و پایداری در برابر ارتعاشات ناشی از سیال است. تمرکز بر روی طول عمر بلند مدت در شرایط دبی ثابت است.
پمپ کارواش (جابجایی مثبت): طراحی حول محور تحمل شوکهای لحظهای و نیروهای فشاری-کششی بسیار بزرگ در کور رفت و برگشت است.
در نتیجه، شافتهای کارواش معمولاً کوتاهتر، ضخیمتر و از مواد با چقرمگی (Toughness) بالاتری ساخته میشوند تا از شکست ناگهانی در برابر فشار بالا جلوگیری شود.
