نقطه تماس یک کاسه نمد، دو عملکرد اساسی را انجام می‌دهد. در بیشتر کاربردها، عملکرد اصلی نقطه تماس حفظ برینگ (یاتاقان) یا روان کننده (روغن) در سیستم است تا از نشتی روغن که به محیط آسیب می‌زند، جلوگیری کند. عملکرد دوم کاسه نمد، جلوگیری از هرگونه آلودگی سیستم توسط آلاینده های خارجی و جلوگیری از آلودگی روان کننده و آسیب رساندن به اجزای حساس در سیستم است. نوع آلودگی به نوع عملکرد خاص بستگی دارد. آلودگی‌های معمول خارجی شامل رطوبت، آب و همچنین ذرات خشک مانند گرد و غبار، خاک شن و ماسه یا بقایای فرایند تولید است.
به دلیل توانایی آن‌ها در حفظ مقدار مطلوب روان کننده، کاهش گرمای اصطکاکی و تأمین آب‌بندی در برابر آلاینده های خارجی کاسه نمد به طور قابل توجهی بر طول عمر تمام اجزای سازنده نیازمند به روانکار – مانند برینگ و گیربکس – و در نتیجه بر عمر مفید کل سیستم اثر می‌گذارد.
تماس کشویی بین لبه آب بندی یا کانتور آب بندی و شافت چرخان باعث ایجاد اصطکاک می شود. این اصطکاک ممکن است به وضوح باعث افزایش دمایی بیش از سطح دمای ناشی از حرکت برینگ و سایر اجزا شود. گرمای ناشی از اصطکاک، تجزیه روان کننده را تسریع می کند، خصوصاً در هنگام استفاده از روغن های معدنی و منجر به تشکیل رسوبات در نقاط گرم می شود. با گذشت زمان، این فرایند منجر به ایجاد یک لایه کربن ضخیم به طور فزاینده همراه با ذرات ساینده می شود در حالی که روغن چربی خود را از دست می دهد. میزان ازدست رفتن روغن به دما بستگی دارد. به خصوص در مورد کاسه نمد، لایه کربن می تواند لبه آب بند را بلند یا فرسوده کند، که این فرایند در نهایت منجر به نشت روغن می شود. تجربه نشان داده است که با هر 10 سانتیگراد افزایش دما در نطقه تماس، عمر مفید یک سیستم به نصف کاهش می یابد. در نتیجه، یک سیستم آب بندی که در شرایط متوسط سال‌ها دوام می آورد، ممکن است در مدت بسیار کوتاه در دمای بسیار زیاد خراب شود.
گرمای اصطکاکی تولید شده هنگام عملکرد آب بندی ممکن است سخت شدن ترکیب الاستومر یا پلاستیک را تسریع کند، به ویژه در نقطه تماس بین لبه آب بندی و شافت. در مورد ترکیبات الاستومری NBR ، این امر منجر به ترک های محوری می شود که با گذشت زمان به طور فزاینده ای بزرگ شده و در نهایت منجر به خرابی آب بندی می‌شوند. بنابراین، برای به حداکثر رساندن عمر مفید یک کاسه نمد، باید تا آنجا که ممکن است گرمای اصطکاکی کمتری در نقطه تماس بین آب بندی و سطح شافت ایجاد شود.
مقدار گرمای اصطکاکی تولید شده به پارامترهای عملیاتی زیادی بستگی دارد. نوع سطح شافت -شامل زبری و ساختار- فشار عملکرد، سرعت سطح، نوع روان کننده، طراحی آب‌بندی و مواد تشکیل دهنده‌ی آن تنها برخی از عواملی هستند که باید در نظر گرفته شوند.
فعل و انفعالات قابل توجه بین هریک از پارامترهای گفته شده نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. به عنوان مثال، افزایش سرعت منجر به افزایش دمای روغن می‌شود. بدون تهویه، این افزایش دما ممکن است منجر به افزایش فشار در سیستم شود. فشار بیشتر به نوبه خود بار بیشتری بر روی آب بندی ایجاد می کند، که در نتیجه باعث بوجود آمدن نیروهای اضافی بین لبه آب بندی و شافت می شود. این منجر به افزایش تدریجی و قابل توجه دما در ناحیه زیر لبه آب بندی شده تا این که در مدت زمان بسیار کوتاهی سیستم آب‌بندی با خرابی زودرس مواجه شود.
برای افزایش عمر مفید آب بندی در عملکردهای چرخشی، درک پایه از ویژگی‌های عملکرد کاسه نمد به همان اندازه که دانش گسترده از انواع آب بندی موجود شامل اطلاعات عملکرد و ویژگی‌های خاص آن‌ها مهم است، ضروری می‌باشد.
برای چندین دهه، کاسه نمد به عنوان یک عنصر استاندارد آب بندی برای درزیری شافت های چرخان در عملیات‌های همراه با تزریق روغن بدون فشاریا غوطه ور شدن کامل آب‌بندی و شافت استفاده شده است. بعلاوه، در سیستم های هیدرولیکی مانند پمپ ها و موتورها از طرحی‌های ویژه‌ای استفاده می شود که امکان آب بندی قابل اطمینان با اختلاف فشار کم یا متوسط را فراهم می کند.
در عین حال، این آب‌بندی‌ها برای جلوگیری از نفوذ آلودگی محیط و پاشیدن آب به سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرند.عناصر آب بندی همچنین در سیستم های هیدرولیک (پمپ ها و موتورهای هیدرولیک)، ماشین لباسشویی، گیربکس های صنعتی، مته ها، توربین‌های بادی، صنعت خودرو و در سایر تجهیزات مهندسی مکانیک کاربرد دارند.
کاسه نمدها به طور معمول از یک پکیج مواد مشخص و یک دیافراگم الاستومر با یک لبه آب بندی فنری تشکیل شده اند. قسمت فلکس لبه آب بندی به فلز نصب شده داخل قالب جوش داده می‌شود. نیروی شعاعی لبه آب بندی که برای عملیات درزگیری لازم است، با گشاد شدن قطر داخلی در ناحیه لبه آب بندی کاسه نمد و از طریق فنر گارتر نصب شده داخل قطعه بوجود می‌آید.
لبه‌های آب بندی کاسه نمدهای مدرن طوری طراحی شده اند که به سیستم آب‌بندی اجازه می‌دهد بدون اعمال نیروی شعاعی بیش از حد که به افزایش اصطکاک و یا سایش سیستم آب بندی منجر می‌شود، حرکت شعاعی شافت چرخان را به شکل انعطاف پذیر دنبال کند. به طور معمول، نیروی شعاعی مربوط به محیط کاسه نمد تقریباً بین 0.1 تا 0.15 N/mm است. در خصوص کاسه نمدهای تحت فشار، ممکن است نیروی شعاعی با ضریب 2 تا 5 افزایش یابد، که منجر به توسعه بالاتر گرما در حین عملکرد قطعه می‌شود.
در بسیاری از سیستم های درایو ممکن است شرایطی رخ دهد که مقدار زیاد آلودگی یا گرد و غبار خارجی (محیطی) در آن پیش بینی شود. در این موارد توصیه می شود از کاسه نمدهایی با یک یا چند لبه ضد گرد و غبار تعبیه شده در داخل قطعه استفاده کنید. لبه گرد و غبار از کشیدن آلاینده ها در زیر لبه آب بندی که منجر به سایش سریع‌تر قطعه می شود جلوگیری می‌کند. لبه ضد گرد و غبار به طور قابل توجهی به قابلیت اطمینان عملکرد سیستم آب بندی کمک می‌کند.
بارگیری اولیه‌ی لبه ضد گرد و غبار صرفاً با هم پوشانی ابعادی قطر شافت و قطعات الاستیک داخل ترکیب آب بندی حاصل می شود. لبه ضد گرد و غبار به اندازه کافی انعطاف پذیر طراحی شده است تا بتواند حرکات شعاعی شافت را بدون ایجاد شکاف شعاعی در حین عملکرد دنبال کند.
همانطور که در شرایط عملکرد کاسه نمدها مشخص شده است، خشک شدن لبه‌های ضد گرد و غبار امری محتمل است و برای جلوگیری از این فرایند، لبه ضد گرد و غبار با همپوشانی و بارگذاری اولیه به طور قابل توجهی کمتر از لبه آب بندی اصلی طراحی شده است. برای جلوگیری از عملکرد خشک دائمی، که باعث فرسایش لبه ضد گرد و غبار می‌شود، روغنکاری و استفاده از روان کننده هنگام نصب آب بندی توصیه می‌شود.
از فضای بین دو لبه می توان به عنوان انبار گریس (روغن) استفاده کرد. با این حال، هنگام انجام روغن کاری اولیه باید دقت شود که تقریباً 30 درصد از فضای موجود بین دو لبه پر می‌شود زیرا پر شدن بیش از حد این فضا منجر به چکه کردن روان کننده در هنگام تحت فشار بودن آب بندی می شود. در صورت افزایش فشار همزمان، این امر می تواند منجر به نشتی به دلیل بالا بردن لبه آب بندی در موارد شدید شود.
