پروژه رشته مکانیک درباره روانکار – قسمت چهارم

سایر سیالات ترکیبی ، مانند سیلیکونها ، سیلیکونهای کلردار ، سیلیکونهای فلوئوردار ، هیدروکربنهای فلوئوردار و پلی فنیل اترها (72 ) به خاطر پایداری حرارتی بالایشان در مقادیر کم بکار می روند اما همگی آنها روانکارهای نامرغوب اند و در مقایسه با روغنهای معدنی گران نیز می باشند .

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه   کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان   کنید

جدول (7-1) بعضی از روانکاری های آبدار

نوع روغنکاربردها
1- امولوسیون معکوس (آب در روغن معدنی )قابل کاربرد به عنوان سیالات هیدرولیک مقاوم در برابر آتش مثلا ً معادن زغال سنگ ، خواص روانکاری خوب
2- امولسیون رقیق (5% روغن معدنی در آب )قابل کاربرد به عنوان مواد ضد آتش و ارزان هنگامی که روانکاری خیلی خوب لازم نباشد (مثلا ً در جرثقالهای سقفی در معدن زغال سنگ )
3- روغنهای محلول (حدود 1% روغن در آب )قابل کاربرد در برش و سنگ زنی ، بخاطر خنک کنندگی خوب
4- محلول آب ، پلی گلیکولقابل کاربرد به عنوان مقاوم در برابر آتش ، هنگامی که نیاز به افزایش لزجت و تولید محصولات جامد کم کیفیت باشد
5- مبردهای “ترکیبی “(محلولی از افزودنیهای مرزی در آب )قابل کاربرد به عنوان خنک کننده عالی و پایدار در برش فلزات

 

جدول (8-1) انتخاب نوع روغن برای ویژگیهای خالص

خواص موردنیازانتخاب نوع روغن
1- محدوده گسترده ای از لزجتروغن معدنی ، سیلیکون ، پلی گلیکول
2- روانکاری مرزی خوبروغنهای طبیعی یا چربیها ، روغن معدنی با افزودنیهای مناسب ، استرها ، استر فسفات
3- عمر طولانیروغن معدنی ، سیلیکون ، فلوئوروکربن ، استر ، اترهای پلی فنیل
4- پایداری حرارتی زیاداترهای پلی فنیل ، فلوئوکربن ، سیلیکون ، استر
5- مقاومت در برابر آتشامولسینها ، فلوئوکربن ، فلوئوروسیکیلون بی فنیل کلردار، استرفسفات
6- ارزانیامولسیونها ، روغن معدنی

 

چندین نوع سیال آبدار (73 ) وجود دارند که در مقادیر زیاد به عنوان روانکار بکار می روند و در جدول (7-1) ارائه شده اند آنها را به طور معمول برای تأمین مقاومت در برابر آتش سوزی یا خنک کاری بهتر و بیشتر بکار می برند .

 

جدول (9-1) حدود دما بر حسب درجه سلیوس به عنوان تابعی از عمر موردنیاز برای تعدادی از روغنهای ترکیبی

عمر (h)نام روانکار ، نوع محدودیت
101010101
425455490520545پلی فنیل اترها : محدودیت پایداری حرارتی .
260280305330350پلی فنیل اترها : محدودیت اکسیداسیون
200-230220-245240-260260-275280-290سیلیکونها : محدودیت پایداری حرارتی
175-210185-220200-240215-245225-260استرها و سیلیکونها : محدودیت اکسیداسیون
100110130145160استرهای فسفات ، محدودیت حرارتی و اکسیداسیون
00000اترهای پلی فنال : محدودیت نقطه ریزش
-60-60-60-60-60سیلیکونها و استرها ، محدودیت نقطه ریزش

SOURCE ; REF [1,2]

روغنهای معدنی را می توان روغنهای نرمال – قراردادی دانست و انواع دیگر فقط وقتی بکار می روند که برخی مزیتهای خاص را نسبت به روغنهای معدنی داشته باشند جدول (8-1) انتخاب نوع روغن را بر حسب ویژگیهای خاص مورد نیاز خلاصه نموده است .

تعیین حدود دقیق دماهای بالا برای استفاد از انواع خاص روغن ، کار مشکلی است چرا که دمای حدی ، به عمر مورد نیاز و میزان نزول کیفیت قابل قبول بستگی دارد حتی برای روانکارهای آبدار حد بالای دما ، از 50 تا 85 سانتیگراد ، بسته به عمر مورد نیاز به میزان تهویه و مقدار قابل قبول از دست دادن آب بستگی دارد جدول (9-1) حدود دما را برای بعضی از روغنهای ترکیبی خلاصه نموده است حدود نشان داده شده تقریبی هستند .

امکان بروز مشکلات جدی ناسازگاری برای روغنهای روانکاری وجود دارد بخصوص وقتی که روغن با مواد غیر فلزی مثل آب بندهای لاستیکی و لوله های لاستیکی تماس داشته باشد جدول (10-1) برخی مواد مناسب و نامناسب برای استفاده با روانکارهای مختلف را جمع آوری نموده است .

جدول (10-1) فهرستی از مواد سازگار و ناسازگار برای روغنهای مختلف

نوع روغنلاستیکها و پلاستیکها
نامناسبمناسب
1- روغنهای طبیعیلاستیک SBR، پلی اتیلن و پلی پرو پیلن خیلی نرم شدهاغلب لاستیکها شامل لاستیکهای طبیعی واغلب پلاستیکها
2- روغنهای معدنیلاستیک طبیعی ، SBR ، پلاستیکهای نرم شده ، پلی اورتان هالاستیک نیتریل ، نئوپرن ، ویتون ، EPR ، اغلب پلاستیکهای غیرقابل نرم کردن
3- استرهالاستیک طبیعی ، SBR، نیتریل ضعیف ، پلی کربلاتها ، پلی اورتاننیتریل ، ویتون ، نایلون ، PSP ، پلی اتر سولفونها
4- سیلیکونهالاستیک طبیعی ، لاستیک سیلیکون دار پلاستیکهای نرم شدهنیتریلها ،ویتون ، نایلونها ، PSP
5- استرفسفاتبیشتر لاستیکهای دیگر ، تعداد زیادی از پلاستیکهالاستیک بوتیل پخته شده در رزین ،EPR PPS

8-1 گریسهای روانکاری

گریسهای روانکاری را نباید روغنهایی با لزجت خیلی زیاد دانست آنها معمولا ً از روغنهایی با لزجت بسیار کم تشکیل شده اند که به وسیله ذره های پراکنده جامدی به نام ” غلیط کننده ها (74 ) تغلیظ شده اند تأثیر غلیظ کننده ها ، ایجاد یک ساختار نیمه صلب می باشد که پراکندگی ذرات غلیظ کننده در آن ، به وسیله شارژهای الکتریکی به صورت یکنواخت در آمده است فاز مایع با ترکیبی از شارژهای الکتریکی مخالف و ابزارهای مکانیکی (75 ) به دقت حفظ می شود در نتیجه تمام گریس ، کمابیش به شکل یک جامد نرم عمل می کند و فقط روغن تمایل کمی برای خروج از درون گریس دارد .

گریسها را معمولا ً با هر نوع روغن روانکاری می توان ساخت اما در عمل ، بیشتر آنها را از روغنهای معدنی تهیه می کنند و معدودی از روغنهای مبنا نیز اهمیت کمی دارند دی استرها به منظور تهیه گریسهایی برای استفاده در دماهای بالاتر و پایین تر از روغنهای معدنی بکار می روند سیلیکونها برای دماهای از این هم بالاتر بکار می روند کربنهای فلوئوردار برای دماهای بسیار بالاتر استفاده می شوند هر دو نوع این روغنها را به علت خنثی بودن از لحاظ شیمیایی نیز استفاده می کنند ولی به طور کلی مقدار استفاده از آنها کم است استرهای فسفات دار ، برای مقاومت در برابر آتش استفاده می شوند روغنهای نباتی برای سازگاری با مواد غذای (76 ) کاربرد دارند ولی باز هم به مقدار کم .

پرکاربردترین “غلیظ کننده های معمول ” صابونها می باشند که عبارتند از : نمک اسیدهای آلی همراه با کلسیم ، سدیم ، لیتیم یا آلومینیم ، صابونها شکل ذره های الیافی به خود می گیرند که از بهم پیوستن آنها ، حتی در محلهایی که غلظت صابون کم باشد ، سختی زیادی حاصل می شود .

جدول (11-1) برخی ترکیبات مورد استفاده در تولید گریس

افزودنیهاغلیظ کننده هاروغنهای پایه
آنتی اکسیدانهاصابون سدیمروغنهای معدنی
افزودنیهای EPصابون لیتیمسیلیکونها
مواد ضدخوردگیصابون آلومینیومدی استرها
خنثی کننده های فلزیترکیبات لیتیمسیلیکونهای کلردار
افزودنیهای چسبناکترکیبات آلومینیومفلوئوروکربنها
مواد ضد آبخاک بنتونیتاسترهای فسفات
اصلاح کننده ساختار PTFE
ترکیبات رنگ کننده آبی

بسیاری از مواد دیگر مورد استفاده به عنوان ” غلیظ کننده ” گریسها ، تمایل به کروی شدن دارند و می توان آنها را در تراکمهای بالاتری نسبت به مواد صابونی بکار برد تا همان میزان غلظت حاصل شود .

بسیاری از افزودنیهای مورد استفاده در روغنهای روانکاری بر گریسها نیز مؤثرند حتی برخی از آنها مثل روانکارهای جامد ، مانند گرافیت و دی سولفید مولیبدنیوم ، بر گریسها مؤثرترند تا بر روغنها .

جدول (11-1) ، حاوی برخی از مواد مختلف می باشد که ممکن است در گریسها وجود داشته باشد ترکیبهای قابل دسترس این مواد و خواص متفاوت آنها ، امکان دسترسی به فرمولهای بی شماری از گریسها را فراهم می کنند در عمل ، یک گریس معمولی شامل اجزای زیر است : یک روغن معدنی با 10 درصد از یک غلیظ کننده صابونی ، در حدود 1 درصد آنتی اکسیدان و مقدار کمی از افزودنیهای دیگر مثل مواد ضد خوردگی ، ضدساییدگی یا عوامل پرفشار و مواد اصلاح کننده ساختار .

مهمترین مشخصه فیزیکی یک گریس ، سختی یا نرمی نسبی آن می باشد که غلظت ( 77) نام دارد با اندازه گیری فاصله بر حسب دهم میلی متر غلظت اندازه گیری می شود که در آن یک مخروط فلزی استاندارد ، تحت باری استاندارد در گریس نفوذ می کند نتیجه این فرآیند را نفوذ( 78) می نامند یکی از طبقه بندیهای پرکاربرد در مورد گریسها ، متعلق به مؤسسه ملی گریسهای روانکاری آمریکا NLGI (79 ) می باشد جدول (12-1) ارتباط بین عدد NLGI و نفوذ را نشان می دهد .

جدول (12-1) طبقه بندی گریسها بر حسب NLGI

نفوذ عملی در C45عدد NLGI
445-475000
400-43000
355-3850
310-3401
265-2952
220-2503
175-2054
130-1605
83-1156

غلظت یک گریس بسته به دما تغییر می کند با افزایش دما افزایش بی قاعده ای در نفوذ ( نرم سازی ) ایجاد می شود سرانجام درجه حرارت به حدی می رسد که گریس از شدت نرمی جاری شده ، از شکل اولیه خود خارج می شود به این نقطه ” نقطه ریزش ” (80 ) می گویند نقطه ریزش معمولا ً بالاترین دمایی است که می توان گریس را در آن دما بکار برد پارامترهای دیگری که این موضوع را تحت الشعاع قرار می دهند عبارتند از :

  • نقطه ریزش در دستگاه استانداردی اندازه گیری می شود که شباهتی به موارد عملی ندارد بنابراین مطابقت این نقطه با نمونه عملی کم است .
  • بعضی از گریسها هیچ نقطه ریزشی ندارند چرا که در آنها ، قبل از شکسته شدن ساختار غلیظ کننده ها ، تجزیه شیمیایی ( 81) رخ می دهد .
  • یک گریس ممکن است در دمایی بالاتر از نقطه ریزش خود به خوبی عمل روانکاری را انجام دهد اگر چه در این حالت بیشتر شبیه به یک روغن عمل می کند تا یک گریس .
  • بعضی از گریسها را می توان تا دمایی بالاتر از نقطه ریزش گرم کرد در حالی که وقتی سرد می شوند دوباره به شکل گریس در می آیند اگر چه این بازیابی جدید گریس بطور محسوسی خواص آن را کاهش می دهد .

در دماهای بالا ، گریسهای همانند روغنهای روانکاری دچار تجزیه های حرارتی یا اکسیدی می شوند بعلاوه همانطور که شرح داده شد ممکن است ساختمان گریس شکسته شود یا مواد غلیظ کننده تجزیه شوند جدول (13-1) تأثیرات عمومی دما را بر گریسهای روانکاری بیان کرده است .

یک گریس مانند یک سیال کاملا ً غیر نیوتنی رفتار می نماید و خواص لزجتی آن به هنگام تجربه تنشهای برشی در یک خط تغذیه یا یک یاتاقان تغییر می کند گهگاه و بر حسب تصادف ، لزجت با نرخهای کم برش افزایش می یابد اما بطور معمول لزجت با افزایش نرخ برش کاهش می یابد تا در نهایت به لزجت روغن پایه گریس برسد به همین دلیل لزجت روغن پایه بسیار مهم است ، به ویژه اگر گریس ساخته شده از آن ، در سرعتهای بالاتر کار کند .

مکانیزم روانکاری با گریس ، پیچیده تر از روغن است و این موضوع ، به شکل سیستم نیز بستگی دارد قسمتهایی از کل گریس با پخش شدن روی سطوح تماس ، مانند یک روغن دچار برش می شود این قسمت از گریس وظیفه روانکاری را انجام می دهد و با توجه به بارگذاری سرعت و لزجت مؤثر (82 ) ممکن است هر دو نوع روانکاری هیدرودینامیکی و مرزی را انجام دهد .

باقیمانده گریس از قسمتهای متحرک رانده می شود و در پوشهای یاتاقان یا قسمتهای ساکن گیربکس ، تقریبا ً به حالت سکون در می آید به علت طبیعت جامد گریس هیچ گردش یا تبدیلی بین قسمتهای ساکن روانکاری نشده و قسمتهای متحرک روانکاری شده وجود ندارد .

در یک یاتاقان ساده یا جعبه دنده فشرده ، قسمت زیادی از گریس در روی سطوح تماس برش می یابد . در یک رولربیرینگ یا یک جعبه دنده با فضای خالی زیاد ، قسمت کمی از گریس در روی سطح برش می یابد و تمام مقصود از عمل روانکاری تأمین می شود در حالیکه قسمت زیادی غیر فعال می ماند .

اگر یک یاتاقان غلتشی یا جعبه دنده بیش از حد با گریس پر شود میزان اضافه گریس ، امکان خروج از قسمتهای متحرک را ندارد بنابراین بخش اعظمی از گریس ، پیوسته ، بریده و چرخ (83 ) می شود و این امر ، افزایش دمای خود ساخته را باعث می شود و این افزایش دما به گریس و قطعات آسیب جدی می رساند بنابراین مهم است که گریس فضای خالی مناسبی در اختیار داشته باشد در یک بلبرینگ ، این فضای خالی بیش از 60% فضای موجود می باشد .

گریس ساکنی که در یک فرآیند روانکاری سهمی نداشته است دو وظیفه مفید دیگر را انجام می دهد این قسمت از گریس می تواند به عنوان یک آب بند (84 ) مؤثر در برابر گرد وغبار و دیگر مواد آلاینده عمل نماید همچنین مانع از بین رفتن روغن پایه ای شود که گریس از آن درست شده است بعلاوه بخش ساکن گریس می تواند به عنوان منبع ذخیره ای باشد که هر زمان مقدار گریس در حال روانکاری سطوح کاهش یافت این منبع میزان کاهش آن را جبران نماید .

اگر فضای خالی درون سیستم زیاد باشد ، مثل یاتاقانها یا جعبه دنده های بزرگ ، مطلوبتر آن است که از گریس سخت تری استفاده شود تا گریس اضافه درون سیستم ، به داخل قسمتهای متحرک سقوط نکند و چرخ نشود. مزیتها و عیبهای روانکاری با گریسها در جدول (14-1) خلاصه شده است .

جدول (13-1) حدود درجه حرارت بر حسب درجه سانتی گراد به عنوان تابعی از عمر مورد نیاز برای گریسها

عمر (h)شرایط روغن
101010101
175 T0 200200 TO 225225 TO 240255 TO 265275 TO 285گریسهای ترکیبی ، محدودیت اکسیداسیون یا حضور اکسیژن نامحدود
250250250250250`گریسهای ترکیبی ، محدودیت نقطه ریزش با غلیظ کننده های غیرآلی
80 T0 20080 T0 20080 T0 20080 T0 20080 T0 200گریسهای روغنی معدنی ، محدودیت بالاتر تحت تأثیر نقطه ریزش ، که به غلیظ کننده بستگی دارد ، اکسیداسیون به مقدراکسیژن موجود بستگی دارد
85 TO 100110 TO 125135 TO 150160 TO 175185 TO 200گریسهای معدنی ، محدودیت اکسیداسیون ، با اکسیژن نامحدود
-50 to -10-50 to -10-50 to- 10-50 to- 10-50 to -10گریسهای معدنی ، بیشترین محدودیت ناشی از تأثیر گشتاور زیاد
-70 to -80-70 to -80-70 to -80-70 to -80-70 to -80گریسهای ترکیبی ، کمترین محدودیت ناشی از تأثیر گشتاور زیاد

 

انتخاب گریس برای یک کاربرد خاص به پنج عامل بستگی دارد : سرعت ، بار ، اندازه ، محدوده دما (85 ) و سیستم تغذیه گریس برای شرایط متوسط سرعت ، بار ، اندازه و بدون سیستم تغذیه (86 ) گریسی با شماره (NLGI2) ، انتخاب مناسبی می باشد چنین گریسی با پایه روغن معدنی را به عنوان گریس چند منظوره (87 ) می شناسند تأثیرات عوامل مختلف در انتخاب نوع گریس را می توان در چند عبارت خلاصه کرد :

  • سرعت :برای سرعتهای بالا، یک گریس سخت تر مثلا ً شماره (NLGI3) باید بکار برده شود البته بجز در یاتاقانهای ساده که گریس شماره (NLGI2) به اندازه کافی سخت خواهد بود برای سرعتهای کمتر ، یک گریس نرمتر مثل گریس شماره 1 یا 0 بکار می رود .
  • بار : برای بارهای زیاد مطلوبتر استفاده از افزودنیهای EP یا دی سولفیدمولیبدنیوم می باشد از آنجا که بارهای بیشتر منجر به مصرف قدرت بالاتر و در نتیجه ایجاد دمای بیشتر می شود گریس سخت تری مثل شماره 3 یا گریسی با پایه ترکیبی انتخاب مناسبی است .
  • اندازه : برای سیستمهای بزرگ ، گریس سخت تری مثل شماره 3 یا 4 به کار می رود برای سیستمهای خیلی کوچک ، گریس نرمتری مثلا ً با شماره 0 یا 1 مناسب است .
  • محدوده دما : نقطه ریزش باید از بیشینه دمای کار پیش بینی شده بالاتر باشد برای حفظ کار سیستم در دماهای بالاتر روغنی با پایه ترکیبی لازم است برای دماهای بسیار بالا در حدود C230 ، ممکن است یکی از گریسهای گران قیمت فلوئوروکربن ضروری باشد.
  • سیستمهای تغذیه : اگر در درون یک سیستم متمرکز (89 ) نیاز به استفاده از گریس باشد مطلوبتر آن است که گریس شماره یک نرمتر بکار برده شود ( مثلا ً شماره 0 به جای شماره 1 یا شماره 00 به جای شماره 0) به ندرت پیش می آید که یک گریس مخصوص برای سیستم تغذیه متمرکز نامناسب باشد زیرا جدایی رخ می دهد و راهها به وسیله ذره های غلیظ کننده مسدود می شوند البته این مشکل ، هم اکنون کمتر اتفاق می افتد .

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

لینک متن کامل

Leave a comment