हर मैकेनिक ने इनका इस्तेमाल किया है, लेकिन ज्यादातर लोग यह नहीं जानते कि वॉशर कितने प्रकार के होते हैं, वे किन सामग्रियों से बने होते हैं और उनका सही तरीके से इस्तेमाल कैसे किया जाता है। पिछले कई सालों में हमें वॉशर से संबंधित कई सवाल मिले हैं, इसलिए इन हार्डवेयर उपकरणों के बारे में जानकारी देने वाला एक तकनीकी लेख बहुत पहले ही लिखा जाना चाहिए था।

हमने हाल ही में ऑटोमोटिव रेसिंग प्रोडक्ट्स, इंक. (एआरपी) के साथ मिलकर उच्च-प्रदर्शन वाले फास्टनर बनाने की कला पर विस्तार से चर्चा की, जिसमें विषय के सभी पहलुओं को शामिल किया गया। अब समय आ गया है कि हम फास्टनर के उस घटक पर ध्यान दें जिसे अक्सर नजरअंदाज कर दिया जाता है, यानी साधारण वॉशर।

अगले पैराग्राफ में, हम जानेंगे कि वॉशर क्या होते हैं, वॉशर के विभिन्न प्रकार, उनका कार्य, उन्हें कैसे बनाया जाता है, उनका उपयोग कहाँ और कब किया जाता है - और हाँ, हम इस बात पर भी चर्चा करेंगे कि वॉशर दिशात्मक होते हैं या नहीं।

सामान्य तौर पर, वॉशर एक डिस्क के आकार की पतली प्लेट होती है जिसके केंद्र में एक छेद होता है। हालाँकि इसका डिज़ाइन सरल लग सकता है, वॉशर वास्तव में एक जटिल कार्य करते हैं। इनका उपयोग आमतौर पर बोल्ट या कैप स्क्रू जैसे थ्रेडेड फास्टनर के भार को वितरित करने के लिए किया जाता है।

इनका उपयोग स्पेसर के रूप में भी किया जा सकता है — या कुछ मामलों में — ये घिसावट रोधी पैड, लॉकिंग डिवाइस या कंपन कम करने के लिए भी इस्तेमाल किए जा सकते हैं — जैसे रबर वॉशर। वॉशर के मूल डिज़ाइन में बाहरी व्यास वॉशर के आंतरिक व्यास से दोगुना होता है।

आमतौर पर धातु से बने वॉशर, उपयोग के आधार पर प्लास्टिक या रबर से भी बनाए जा सकते हैं। मशीनरी में, उच्च गुणवत्ता वाले बोल्ट जोड़ों के लिए कठोर स्टील वॉशर की आवश्यकता होती है ताकि जोड़ों की सतहों पर निशान न पड़ें। इसे ब्रिनेलिंग कहा जाता है। ये छोटे निशान अंततः फास्टनर पर प्रीलोड की कमी, चटरिंग या अत्यधिक कंपन का कारण बन सकते हैं। स्थिति बिगड़ने पर, ये हलचलें अन्य प्रकार के घिसाव में बदल सकती हैं, जिसे अक्सर स्पैलिंग या गैलिंग कहा जाता है।

वॉशर गैल्वेनिक संक्षारण को रोकने में भी मदद करते हैं, जो तब होता है जब कुछ धातुएँ एक-दूसरे के संपर्क में आती हैं। एक धातु एनोड (एनोड) और दूसरी कैथोड (कैथोड) का काम करती है। इस प्रक्रिया को धीमा करने या शुरू से ही रोकने के लिए, बोल्ट या नट और जोड़ी जाने वाली धातु के बीच वॉशर का उपयोग किया जाता है।

कसने वाले हिस्से पर दबाव को समान रूप से वितरित करने और हिस्से को नुकसान पहुंचने की संभावना को कम करने के अलावा, वॉशर नट या बोल्ट के लिए एक चिकनी सतह भी प्रदान करते हैं। इससे असमान सतह की तुलना में कसा हुआ जोड़ ढीला होने की संभावना कम हो जाती है।

सील प्रदान करने, विद्युत ग्राउंडिंग बिंदु प्रदान करने, फास्टनर को संरेखित करने, फास्टनर को स्थिर रखने, इन्सुलेशन प्रदान करने या जोड़ पर अक्षीय दबाव प्रदान करने के लिए विशेष प्रकार के वॉशर डिज़ाइन किए गए हैं। हम नीचे दिए गए पाठ में इन विशेष वॉशरों पर संक्षेप में चर्चा करेंगे।

हमने देखा है कि वॉशर का गलत तरीके से इस्तेमाल करके जोड़ को बांधने के कई मामले सामने आए हैं। ऐसे कई उदाहरण हैं जहां शौकिया मैकेनिकों ने बोल्ट या नट का इस्तेमाल किया है जिनका व्यास जोड़े जाने वाले हिस्से के लिए बहुत छोटा होता है। इन मामलों में, वॉशर का भीतरी व्यास बोल्ट के व्यास के बराबर तो होता है, लेकिन बोल्ट का सिरा या नट जोड़े जाने वाले हिस्से के छेद से होकर नहीं गुजर पाता। यह समस्या को न्योता देने जैसा है और रेस कार में ऐसा कभी नहीं करना चाहिए।

आम तौर पर, मैकेनिक ज़रूरत से ज़्यादा लंबे बोल्ट का इस्तेमाल करते हैं, जिनमें पर्याप्त थ्रेड्स नहीं होते, जिससे जोड़ को कसना मुश्किल हो जाता है। नट कसने तक बोल्ट के हैंडल पर कई सारे वॉशर लगाकर काम चलाना भी गलत है। सही लंबाई का बोल्ट चुनें। वॉशर का गलत इस्तेमाल नुकसान या चोट का कारण बन सकता है।

सामान्य तौर पर, आज दुनिया में कई प्रकार के वॉशर बनाए जाते हैं। कुछ विशेष रूप से लकड़ी के जोड़ों पर उपयोग के लिए बनाए जाते हैं, जबकि कुछ का उपयोग प्लंबिंग के लिए होता है। ऑटोमोटिव ज़रूरतों की बात करें तो, एआरपी के अनुसंधान एवं विकास विशेषज्ञ, जे कूम्ब्स बताते हैं कि ऑटोमोटिव रखरखाव में केवल पाँच प्रकार के वॉशर उपयोग किए जाते हैं। इनमें प्लेन वॉशर (या फ्लैट वॉशर), फेंडर वॉशर, स्प्लिट वॉशर (या लॉक वॉशर), स्टार वॉशर और इंसर्ट वॉशर शामिल हैं।

दिलचस्प बात यह है कि एआरपी के विशाल फास्टनर उत्पादों में आपको स्प्लिट वॉशर नहीं मिलेगा। कूम्ब्स ने बताया, "ये मुख्य रूप से कम भार की स्थिति में छोटे व्यास वाले फास्टनर के लिए उपयोगी होते हैं।" एआरपी उच्च-प्रदर्शन वाले रेसिंग फास्टनर पर ध्यान केंद्रित करता है जो उच्च भार की स्थिति में काम करते हैं। इन वॉशर के कुछ प्रकार विशिष्ट उद्देश्यों के लिए भी उपलब्ध हैं, जैसे कि नीचे की तरफ दांतेदार सादा वॉशर।

बोल्ट (या नट) के शीर्ष और जिस वस्तु को जोड़ा जा रहा है, उसके बीच फ्लैट वॉशर को मध्यस्थ के रूप में इस्तेमाल करना बेहतर होता है। इसका मुख्य उद्देश्य कसने वाले फास्टनर के भार को समान रूप से फैलाना है ताकि जोड़ने वाली सतह को नुकसान न पहुंचे। कूम्ब्स कहते हैं, "एल्यूमीनियम घटकों के मामले में यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।"

अमेरिकन नेशनल स्टैंडर्ड्स इंस्टीट्यूट (एएनएसआई) ने सामान्य उपयोग के लिए सादे वॉशर के दो प्रकारों के लिए मानक निर्धारित किए हैं। टाइप ए को व्यापक सहनशीलता वाले वॉशर के रूप में परिभाषित किया गया है, जहां परिशुद्धता महत्वपूर्ण नहीं है। टाइप बी एक सपाट वॉशर है जिसमें सख्त सहनशीलता होती है और बाहरी व्यास को उनके संबंधित बोल्ट आकार (आंतरिक व्यास) के अनुसार संकीर्ण, नियमित या चौड़ा के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

जैसा कि हमने पहले बताया, वॉशर किसी एक संगठन द्वारा दी गई सरल व्याख्या से कहीं अधिक जटिल होते हैं। वास्तव में, कई संगठन इस विषय पर अपनी राय रखते हैं। सोसाइटी ऑफ ऑटोमोटिव इंजीनियर्स (एसएई) सादे वॉशर को सामग्री की मोटाई के आधार पर वर्गीकृत करती है, जिनके आंतरिक और बाहरी व्यास, यूनाइटेड स्टेट्स स्टैंडर्ड्स (यूएसएस) संगठन द्वारा परिभाषित सपाट वॉशर की तुलना में छोटे होते हैं।

यूएसएस मानक इंच-आधारित वॉशर के मानक हैं। यह संगठन वॉशर के आंतरिक और बाहरी व्यास को निर्धारित करता है ताकि मोटे या बड़े बोल्ट थ्रेड्स को समायोजित किया जा सके। यूएसएस वॉशर का उपयोग अक्सर ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में किया जाता है। तीन संगठनों द्वारा साधारण वॉशर के लिए तीन अलग-अलग मानक निर्दिष्ट किए जाने से स्पष्ट है कि वॉशर अपने सरल स्वरूप की तुलना में कहीं अधिक जटिल होते हैं।

एआरपी के कूम्ब्स के अनुसार, “वॉशर के आकार और गुणवत्ता पर विशेष ध्यान देना चाहिए। लोड को ठीक से वितरित करने के लिए इसकी मोटाई और आकार पर्याप्त होना चाहिए।” कूम्ब्स आगे कहते हैं, “उच्च टॉर्क लोड वाले महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए वॉशर का समानांतर ग्राउंड होना और पूरी तरह से सपाट होना भी अत्यंत आवश्यक है। इसके विपरीत, असमान प्रीलोडिंग हो सकती है।”

ये ऐसे वॉशर होते हैं जिनका बाहरी व्यास उनके केंद्रीय छेद के अनुपात में काफी बड़ा होता है। इन्हें क्लैम्पिंग बल को समान रूप से वितरित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन बड़े आकार के कारण भार अधिक क्षेत्र में फैल जाता है। कई वर्षों तक इन वॉशरों का उपयोग वाहनों के फेंडरों को जोड़ने के लिए किया जाता था, इसीलिए इनका नाम फेंडर वॉशर पड़ा। फेंडर वॉशर का बाहरी व्यास बड़ा हो सकता है, लेकिन ये आमतौर पर पतले गेज की सामग्री से बने होते हैं।

स्प्लिट वॉशर में अक्षीय लचीलापन होता है और इनका उपयोग कंपन के कारण ढीले होने से बचाने के लिए किया जाता है। फोटो www.amazon.com से ली गई है।

स्प्लिट वॉशर, जिन्हें स्प्रिंग या लॉक वॉशर भी कहा जाता है, अक्षीय रूप से लचीले होते हैं। इनका उपयोग कंपन के कारण ढीले होने से बचाने के लिए किया जाता है। स्प्लिट वॉशर का सिद्धांत सरल है: यह एक स्प्रिंग की तरह काम करता है और जिस वस्तु को जोड़ा जा रहा है, उस पर और बोल्ट या नट के सिरे पर दबाव डालता है।

एआरपी इन वॉशर का निर्माण नहीं करती है क्योंकि इंजन, ड्राइवट्रेन, चेसिस और सस्पेंशन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने वाले अधिकांश फास्टनर एक विशिष्ट टॉर्क स्पेसिफिकेशन के अनुसार कसे जाते हैं, जिससे उचित क्लैम्पिंग बल लगता है। बिना किसी उपकरण के फास्टनर के ढीले होने की संभावना न के बराबर होती है।

अधिकांश इंजीनियर इस बात से सहमत हैं कि स्प्रिंग वॉशर को जब उच्च विनिर्देशों के अनुसार टॉर्क दिया जाता है, तो वह कुछ हद तक खिंच जाता है। ऐसा होने पर, स्प्लिट वॉशर अपनी कसावट खो देता है और यहां तक ​​कि कसे हुए जोड़ पर सटीक प्रीलोडिंग को भी बाधित कर सकता है।

स्टार वॉशर में खांचे होते हैं जो अंदर या बाहर की ओर त्रिज्या के अनुसार फैले होते हैं और सब्सट्रेट की सतह में धंसकर फास्टनर को ढीला होने से रोकते हैं। (फोटो www.amazon.com से)।

स्टार वॉशर का काम लगभग स्प्लिट वॉशर जैसा ही होता है। इनका उद्देश्य किसी फास्टनर को ढीला होने से रोकना है। ये ऐसे वॉशर होते हैं जिन पर खांचे बने होते हैं जो रेडियली (अंदर या बाहर की ओर) फैले होते हैं और कंपोनेंट की सतह में धंस जाते हैं। डिज़ाइन के अनुसार, ये बोल्ट हेड/नट और सतह में इस तरह धंस जाते हैं कि फास्टनर ढीला न हो। स्टार वॉशर आमतौर पर इलेक्ट्रिकल कंपोनेंट्स से जुड़े छोटे बोल्ट और स्क्रू के साथ इस्तेमाल किए जाते हैं।

घूर्णन को रोकने और इस प्रकार प्रीलोड सटीकता को प्रभावित होने से बचाने के लिए, एआरपी ने विशेष वॉशर बनाए हैं जिनके निचले हिस्से पर दांतेदार खांचे बने होते हैं। इनका उद्देश्य अटैच की जाने वाली वस्तु को मजबूती से पकड़ना और एक स्थिर प्लेटफॉर्म प्रदान करना है।

एआरपी द्वारा निर्मित एक अन्य विशेष वॉशर इंसर्ट-टाइप वॉशर है। इन्हें छेदों के ऊपरी भाग को घिसने या छेद के ऊपरी भाग के ढहने से बचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इनका उपयोग आमतौर पर सिलेंडर हेड, चेसिस कंपोनेंट्स और अन्य अधिक घिसाव वाले क्षेत्रों में किया जाता है जहाँ वॉशर की आवश्यकता होती है।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सटीक प्रीलोडिंग में लुब्रिकेशन की अहम भूमिका होती है। फास्टनर के थ्रेड्स पर लुब्रिकेंट लगाने के अलावा, बोल्ट हेड (या नट) के निचले हिस्से या वॉशर के ऊपरी हिस्से पर भी थोड़ी मात्रा में लुब्रिकेंट लगाने की सलाह दी जाती है। वॉशर के निचले हिस्से पर कभी भी लुब्रिकेंट न लगाएं (जब तक कि इंस्टॉलेशन निर्देशों में अन्यथा न कहा गया हो), क्योंकि आप नहीं चाहेंगे कि वह घूमे।

वाशर के उचित उपयोग और स्नेहन पर ध्यान देना सभी रेस टीमों के लिए विचारणीय विषय है।

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