واشر چیست؟

یکی از رایج ترین قطعات در صنایع مختلف، واشر است. واشر قطعه ای معمولا نازک، حلقه ای شکل و دارای سوراخ مرکزی است که در اتصالات پیچ و مهره ای مورد استفاده قرار می گیرد. این قطعه با توجه به نوع طراحی و جنس خود، می تواند وظایفی مانند توزیع نیروی اتصال در سطحی بزرگ تر، محافظت از قطعه کار، جلوگیری از نشت مایعات و گازها، ایجاد عایق الکتریکی و کمک به حفظ پایداری اتصال را بر عهده داشته باشد.

واشرها در اندازه ها، ضخامت ها و جنس های مختلفی تولید می شوند و انتخاب نوع مناسب آن ها به شرایط کاری، میزان بار، جنس سطوح، وجود لرزش و نوع اتصال بستگی دارد. برای مثال، واشر تخت بیشتر برای توزیع فشار و محافظت از سطح قطعه به کار می رود، در حالی که واشرهای آب بندی برای جلوگیری از نشت و برخی واشرهای قفلی برای افزایش مقاومت اتصال در برابر چرخش و شل شدن طراحی شده اند.

کاربرد های واشر چیست؟

واشرها با توجه به نوع طراحی و مواد سازنده، کاربرد های متنوعی در صنایع ساختمانی، خودروسازی، ماشین آلات صنعتی، تاسیسات، تجهیزات الکتریکی و لوازم خانگی دارند. از مهم ترین کاربردهای واشر می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. توزیع فشار و محافظت از سطح قطعه

یکی از مهم ترین کاربرد های واشر، توزیع نیروی وارد شده از طرف سر پیچ یا مهره روی سطح بزرگ تری از قطعه کار است. این ویژگی باعث کاهش فشار موضعی و جلوگیری از آسیب دیدن سطوح نرم، نازک یا حساس در هنگام سفت کردن اتصال می شود.

برای مثال، هنگام اتصال قطعات چوبی یا ورق های فلزی نازک، استفاده از واشر تخت با قطر خارجی مناسب می تواند از فرو رفتن سر پیچ یا مهره در سطح قطعه جلوگیری کند.

2. کمک به پایداری اتصال در برابر لرزش

در برخی اتصالات صنعتی، لرزش و بارهای متغیر می توانند باعث کاهش پایداری اتصال شوند. بعضی از واشر های قفلی و فنری با توجه به فرمی که دارند، برای کمک به حفظ اتصال یا ایجاد مقاومت در برابر چرخش به کار می روند.

البته همه واشرها خاصیت ضد لرزش ندارند و عملکرد آن ها به نوع واشر و شرایط اتصال بستگی دارد. در اتصالاتی که در معرض لرزش شدید قرار دارند، انتخاب واشر مناسب به تنهایی کافی نیست و باید روش صحیح قفل کردن و سفت کردن پیچ و مهره نیز در نظر گرفته شود.

3. جلوگیری از نشت مایعات و گازها

برخی واشرها با هدف آب بندی طراحی شده اند و در مصارفی مانند لوله کشی، اتصالات هیدرولیکی، تجهیزات صنعتی و بخش های مختلف خودرو کاربرد دارند. این واشرها معمولا از موادی مانند لاستیک، مس، آلومینیوم یا ترکیبات آب بندی ساخته می شوند تا فضای بین دو سطح را پر کنند و از ایجاد نشت جلوگیری به عمل آورد.

برای انتخاب واشر آب بندی، علاوه بر ابعاد، باید سازگاری جنس واشر با سیال، فشار کاری و دمای محیط نیز مورد بررسی قرار گیرد.

4. پر کردن فاصله و جبران اختلاف ابعاد

در برخی اتصالات، واشر برای جبران فاصله محدود میان قطعات یا تنظیم موقعیت آن ها مورد استفاده قرار می گیرد. برای مثال، واشرهای فاصله گذار می توانند در مونتاژ ماشین آلات یا نصب قطعات مکانیکی به تنظیم فاصله کمک کنند.

با این حال، استفاده از واشر برای جبران اختلاف ابعاد باید مطابق طراحی اتصال انجام شود؛ زیرا انباشتن واشرهای نامناسب ممکن است استحکام و پایداری اتصال را کاهش دهد.

5. ایجاد عایق الکتریکی

واشرهای ساخته شده از موادی مانند نایلون، پلاستیک و برخی مواد عایق، در اتصالات الکتریکی و تجهیزات حساس به کار می روند. این واشرها می توانند از تماس الکتریکی ناخواسته بین قطعات جلوگیری کنند. لازم به ذکر است جنس و ساختار واشر باید با ولتاژ، دما و شرایط کاری سازگار باشد.

انواع واشر و کاربرد آن ها

واشرها بر اساس شکل ظاهری، جنس و عملکرد دارای فرم های مختلفی هستند. از رایج ترین انواع واشر می توان به واشر تخت، واشر فنری، واشر قفلی، واشر دندانه دار، واشر آب بندی و واشرهای فنری خاص اشاره کرد. در ادامه به بررسی بیشتر هر یک از این موارد خواهیم پرداخت.

1. واشر تخت  (Flat Washer)

واشر تخت یکی از پرکاربردترین انواع واشر است که معمولا به شکل یک حلقه فلزی صاف با سوراخ مرکزی تولید می شود. این واشر بین سر پیچ یا مهره و سطح قطعه قرار می گیرد و با توزیع نیرو در سطحی بزرگ تر، به محافظت از قطعه کار کمک می کند.

از واشر تخت در ساخت انواع وسایل، تعمیرات قطعات، مونتاژ ماشین آلات، سازه های فلزی و کاربردهای خانگی استفاده می شود. برخی از واشرهای تخت غیر فلزی نیز برای عایق کاری یا کاربردهای خاص تولید می شوند.

انواع واشر تخت عبارتند از:

واشر تخت معمولی: برای توزیع فشار، محافظت از سطح و ایجاد سطح اتکای مناسب در اتصالات پیچ و مهره ای استفاده می شود.

واشر بزرگ (Fender Washer) : دارای قطر خارجی بزرگ تری نسبت به واشر تخت معمولی است و برای توزیع نیرو روی سطح وسیع تر، به ویژه در ورق های نازک و مواد نرم، کاربرد دارد.

واشر C شکل: دارای شکافی در بدنه خود است که امکان نصب یا خارج کردن آن را در برخی موقعیت ها بدون جداسازی کامل اتصال را فراهم می کند.

واشر شانه ای (Shoulder Washer): دارای بخش برجسته یا شانه ای است و در برخی مصارف به منظور ایجاد فاصله گذاری، هدایت قطعه و عایق کردن پیچ از بدنه مورد استفاده قرار می گیرد.

2. واشر قفلی (Lock Washer)

واشر قفلی به گروهی از واشرها گفته می شود که با طراحی خاص خود برای کمک به جلوگیری از چرخش یا شل شدن اتصال به کار می روند. این واشرها در ماشین آلات، تجهیزات صنعتی، خودرو و برخی لوازم خانگی کاربرد دارند.

انواع واشر قفلی شامل موارد زیر است:

واشر فنری شکاف دار (Split Lock Washer): به شکل حلقه ای فلزی با شکاف و سطحی پیچ خورده ساخته می شود. این واشر در برخی اتصالات عمومی استفاده می شود، اما برای جلوگیری مطمئن از شل شدن در شرایط لرزش شدید نباید به تنهایی به آن اتکا کرد.

واشر دندانه دار داخلی (Internal Tooth Washer): دارای دندانه هایی در اطراف سوراخ مرکزی است که هنگام نصب با سطوح اتصال درگیر می شوند.

واشر دندانه دار خارجی (External Tooth Washer): دندانه های آن در لبه خارجی قرار دارند و برای ایجاد درگیری مکانیکی با سطوح اتصال استفاده می شود.

انتخاب واشر قفلی مناسب باید با توجه به میزان لرزش، نوع سطح، جنس قطعات و الزامات فنی اتصال انجام شود.

3. واشر فنری (Spring Washer)

واشر فنری به نحوی طراحی می شود که قابلیت تغییر شکل الاستیک داشته باشد و در شرایط مشخص سبب ایجاد نیروی فنری شود. این واشرها در انواع مختلفی مانند واشر فنری شکاف دار، موجی و مخروطی تولید می شوند.

از انواع واشر فنری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

واشر فنری موجی :(Wave Spring Washer) دارای سطح موج دار است و برای ایجاد نیروی فنری محدود، جبران تلرانس و کاهش لقی در قطعات مکانیکی کاربرد دارد.

واشر فنری انگشتی :(Finger Spring Washer) دارای زبانه ها یا انگشتک های فنری است و در برخی قطعات مکانیکی برای ایجاد فشار و کنترل حرکت قطعات استفاده می شود.

واشر فنری گنبدی یا بشقابی :(Belleville Washer) دارای شکل مخروطی است و قادر به ایجاد نیروی فنری قابل توجه در فضای کم می باشد. این واشر در برخی اتصالات صنعتی و مجموعه هایی که به حفظ نیروی محوری نیاز دارند مورد استفاده قرار می گیرند.

واشر فنری خمیده :(Curved Spring Washer) دارای انحنای مشخص است و برای ایجاد نیروی فنری و جبران مقدار محدودی از لقی در برخی اتصالات به کار می رود.

نکته مهم این است که عملکرد تمام مدل های واشر فنری یکسان نیست. برای اتصالات حساس یا دارای لرزش زیاد، باید نوع واشر بر اساس طراحی اتصال و استاندارد مربوطه انتخاب گردند.

4. واشر آب بندی (Sealing Washer)

واشر آب بندی برای جلوگیری از خروج یا ورود مایعات و گازها از محل اتصال مورد استفاده قرار می گیرند. این واشرها ممکن است از جنس لاستیک، مس، آلومینیوم، الیاف یا ترکیبی از فلز و مواد آب بندی ساخته شوند.

واشرهای آب بندی در سیستم های لوله کشی، موتور خودرو، اتصالات هیدرولیکی، تجهیزات صنعتی و برخی دستگاه های خانگی کاربرد دارند. هنگام انتخاب و خرید واشر آب بندی، مقاومت واشر در برابر دما، فشار و نوع سیال دارای اهمیت می باشد.

5. واشرهای مخصوص و صنعتی

علاوه بر انواع رایج، واشرهای تخصصی دیگری نیز برای کاربرد های مشخص تولید می شوند که عبارتند از:

• واشر عایق: برای کاهش یا جلوگیری از تماس الکتریکی بین قطعات استفاده می شود.

• واشر فاصله گذار: برای تنظیم فاصله میان قطعات و کنترل موقعیت آن ها کاربرد دارد.

• واشر مخروطی: برای توزیع نیرو در اتصالات دارای سطح شیب دار یا شرایط نصب خاص استفاده می شود.

• واشر مخصوص سازه های فلزی: در برخی اتصالات سازه ای، واشرهای سخت کاری شده با ابعاد و خواص مکانیکی مشخص مورد نیاز هستند.

تفاوت واشر تخت و واشر فنری چیست؟

واشر تخت و واشر فنری از نظر شکل، عملکرد و موارد استفاده با یکدیگر تفاوت دارند. واشر تخت معمولا برای توزیع نیروی اتصال روی سطح بزرگ تر و محافظت از قطعه کار استفاده می شود؛ در حالی که واشر فنری برای ایجاد خاصیت ارتجاعی یا تامین نیروی فنری در شرایط طراحی شده به کار می رود.