سایت دانلود

تحقیق ها مقاله ها و پایان نامه ها
مکانیک

پروژه رشته مکانیک درباره روانکار – قسمت دوم

براي چنين سيستمهاي غيريکنواختي ، نموداري مشابه با شکل (3-1) ارائه شده که در آن ناحيه 2 بيانگر روانکاي الاستوهيدروديناميک است يافتن سيستم خاصي که ارتباط در آن بطور دقيق بکار رود کار دشواري است اما يک مطلب مهم اين است که ضخامت فيلم روانکار و اصطکاک در روانکاري الاستوهيدروديناميک ، فاصله بين روانکاري هيدروديناميک با فيلم ضخيم و روانکاري مرزي را پر مي کند .

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

نمونه اي از روانکاري ميکروالاستوهيدروديناميک (23 ) به عنوان مکانيزمي براي روانکاري زبر(24) تحت شرايط مرزي پيشنهاد شده است ( بخش (5-1) را ببينيد ) اگر اين پيشنهاد معتبر باشد فرآيند احتمالا ً د رناحيه روانکاري مرکب (25 ) انجام مي شود .

در جايي که روانکاري فيلم کامل سيال (26 ) نياز است ولي لزجت ، بار ، سرعت و شکل براي ايجاد جدايي هيدروديناميکي فيلم کامل سيال مناسب نيست روش اعمال فشار خارجي (27 ) مي تواند مفيد باشد به بيان ساده : وارد کردن سيال پر فشار به درون ياتاقان تا فشار هيدرواستاتيک حاصل ، براي جدايش سطوح درگير ياتاقان کافي باشد .

ياتاقانهاي تحت فشار خارجي ، محدوده سيستمهايي را که فوايد جدايي فيلم کامل سيال در آنها قابل دستيابي است را وسعت بخشيده اند و سيالات زيادي را قادر ساخته اند تا با موفقيت تمام ، به عنوان روانکار بکار روند سيالاتي که در شرايطي غير از اين مناسب نبوده اند اين سيالات ، شامل سيالات آبي ( 28) و ديگر سيالات کم لزجت مي باشند به خاطر داشته باشيد که لزجت روانکار که در شکل (3-1) و در معادلات مختلف ضخامت فيلم آمده است لزجتي تحت شرايط مربوط به آن سيستمها و بويژه دما مي باشد لزجت تمام سيالات با افزايش دما ، کاهش مي يابد اين عامل و عوامل ديگر مؤثر بر لزجت در بخش (4-1) بيان شده اند .

لزجت و روانکاري مرزي يک روانکار بطور کامل عملکرد آن روانکار را تعريف مي کند اما خواص بسيار ديگري نيز در اين مورد مهم اند بيشتر اين خواص ، با فساد(29) فزاينده روانکار در ارتباطند و در بخش (6-1) بحث خواهند شد .

4-1 لزجت روانکار

لزجت روانکارها به دو صورت تعريف مي شود و هر دو تعريف به شکل وسيعي کاربرد دارند .

1-4-1 لزجت ديناميکي 14 لزجت مطلق (30 )

لزجت ديناميکي يا لزجت مطلق ، عبارت است از : نسبت تنش برشي به نرخ برش ناشي از جريان سيال در سيستم SI لزجت با واحد پاسکال – ثانيه يا نيوتن – ثانيه بر مترمربع اندازه گيري مي شود اما در سيستم سانتيمتر ، گرم ، ثانيه ،(cgs) واحد " سانتي پويز " پذيرفته تر مي باشد :

1 centipoise (cP) = 10 Pa.s = 10 N.s/m

سانتي پويز واحد کاربردي لزجت براي محاسباتي است که بر پايه معادلات رينولدز(31 ) و معادلات مختلف روانکاري الاستوهيدروديناميک انجام مي شود .

2-4-1 لزجت سينماتيکي (32 )

لزجت سينماتيکي برابر است با لزجت ديناميکي تقسيم بر چگالي ، در سيستم SI ، واحد آن مترمربع بر ثانيه S/m مي باشد اما در سيستم cgs واحد سانتي استوک پذيرفته تر است :

1 cetistoke (cSt) = 1 mm/s

سانتي استوک واحدي است که بيشتر توسط تهيه کنندگان ومصرف کنندگان روانکار بيان مي شود .

در عمل ، تفاوت بين لزجتهاي سينماتيکي و ديناميکي براي روغنهاي روانکاري اهميت چنداني ندارد زيرا چگالي روغنها در دماي کار بيشتر بين 8/0 و 2/1 مي باشد اما براي بعضي روغنهاي ترکيبي فلوئوردار با چگاليهاي بالا و نيز براي گازها اين اختلاف مي تواند مهم باشد .

در دماي کار ، لزجتهاي بيشتر روغنهاي روانکاري بين 10 تا حدود cSt 600 مي باشد که بطور متوسط عدد آن حدود cSt 90 مي باشد لزجتهاي کمتر بيشتر براي ياتاقانها به کار مي رود تا براي چرخدنده ها مانند مواقعي که ميزان بارها پايين و سرعتها زيادند يا سيستم کاملا ً بسته مي باشد برعکس لزجتهاي بالاتر براي چرخدنده ها و محلهايي انتخاب مي شوند که سرعتها پايين و بارها زيادند يا سيستم ، کاملا ً تميز است برخي محدوده هاي متداول لزجت چند نوع روانکار در دماي کار در جدول (1-1) آمده است .

تغييرات لزجت روغن بر حسب دما ، در بعضي سيستمها بسيار با اهميت است مثل

سيستمي که در آن ، دماي کارکرد در محدوده وسيعي تغيير کند يا با دماهاي مرجع بيان شده براي لزجت روغن متفاوت باشد .

روانکارحدود لزجت (سانتي استوک )
روغنهاي ابزار دقيق و ساعتهاي ديواري5-20
روغنهاي موتور10-50
روغنهاي رولربرينگ10-300
روغنهاي ياتاق ساده20-1500
روغنهاي چرخدنده با سرعت متوسط50-150
روغنهاي چرخدنده هيپوئيد50-600
روغنهاي چرخدنده حلزوني200-1000

لزجت هر مايع ، با افزايش دما کاهش مي يابد اما نرخ کاهش از يک سيال تا سيال ديگر مي تواند به طور قابل ملاحظه اي متفاوت باشد شکل (4-1) تغيير لزجت بر حسب دما را براي

                 جدول (1-1) محدوده لزجت براي موارد معمول مصرف

چند نوع روغن روانکاري نمايش مي دهد نمايش ترسيمي از اين نوع ، مفيدترين راه براي ارائه اين اطلاعات مي باشد آنچه بيشتر مرسوم است بيان شاخص لزجت (33) (VI) مي باشد .

شاخص لزجت ، معرف ارتباط دما – لزجت براي يک روغن بر روي يک مقياس اختياري و در قياس با دو روغن استاندارد مي باشد يکي از اين روغنهاي استاندارد ، شاخص لزجت صفر دارد که بيانگر سريعترين تغييرات لزجت با دمايي است که معمولا ً براي روغنهاي معدني يافت مي شود دومين روغن استاندارد ، شاخص لزجت صد دارد که که مبين کمترين تغيير لزجت با دمايي مي باشد که براي روغنهاي معدني بدون افزودنيهاي مناسب يافت مي شود .

معادله محاسبه شاخص لزجت براي يک نمونه روغن به شکل زير است :

VI =

که در آن :

U = لزجت روغن نمونه در دماي C40 بر حسب سانتي استوک است .

L = لزجت روغني با شاخص لزجت صفر در C40 که لزجتش در C100 مشابه لزجت نمونه آزمايشي است و بر حسب سانتي استوک محاسبه مي شود .

H = لزجت روغني با شاخص لزجت 100 در C40 که لزجت آن در C100 مثل لزجت روغن تحت آزمايش است .

جدول (2-1) جدول ساده 1977 درجه بندي هاي روغن SAE

لزجت در c100(سانتي استوک )بيشينه لزجت در c-18 ،(سانتي پويز)شماره سريال SAE
بيشينهکمينه
روغنها ي موتور
-

-

-

<9.3

<12.5

<16.3

<21.9

3.8

4.1

5.6

5.6

9.3

12.5

16.3

1250

2500

10000

-

-

-

-

5 W

10 W

20 W

20

30

40

50

روغنهاي چرخدنده
-

-

<25

<43

-

-

-

14

25

43

3250

21600

-

-

-

75

80

90

140

250

: روغنهاي درجه بندي 20W ، که بيشينه لزجت آنها 5000( سانتي پويز) باشد را با شماره 15W نيز نشان مي دهند .

بعضي روغنهاي ترکيبي مي توانند طبق تعريف بالا ، شاخصهاي لزجت بيش از 150 داشته باشند اما کاربرد اين تعريف با چنين مقادير بالايي مورد ترديد مي باشد .

شاخص لزجت يک روغن را مي توان با حل کردن مقداري (گاهي تا 20% ) از يک نوع پلمير مناسب افزايش داد که به آن اصلاح کننده شاخص لزجت (34) گويند .

مقياس درجه بندي لزجت SAE که بطور وسيعي کاربرد دارد در جدول (2-1) بيان شده است يک روغن مي تواند بيش از يک درجه بندي (35 ) داشته باشد يک روغن معدني با شاخص لزجت بالا مي تواند هم معيار 20W و هم معيار 30 را داشته باشد و بر اين اساس آن را روغن چند درجه ( 36) 20W/30 مي نامند براي اطمينان بيشتر يک روغن با VI اصلاح شده مي تواند معيارهاي 20W و 50 را داشته باشد و بنابراين يک روغن چنددرجه 20W/50 ناميده مي شود .

توجه داشته باشيد که اندازه گيريهاي لزجت ، براي ايجاد درجه بندي SAE در نرخ برش پايين انجام شده است در نرخ برش بالا ، در يک ياتاقان ، تأثير پليمر ممکن است ناپديد شود يک روغن 20W/50 در نرخ برش خيلي بالا ممکن است در عمل مانند يک روغن رقيقتر از 20W يا 15W يا حتي 10W عمل نمايد در عمل اين موضوع خيلي مهم نيست زيرا در يک ياتاقان با سرعت بالا ، هنوز هم لزجت ، ضخامت فيلم روغني کافي و مناسبي را ايجاد مي کند .

از لحاظ تئوري ، شاخص لزجت فقط در جايي اهميت مي يابد که تغييرات دماي قابل توجهي اتفاق بيفتد در حقيقت در توليد يک روانکار با کيفيت عالي ، تمايل به استفاده از روغنهاي با شاخص لزجت بالا وجود دارد در نتيجه شاخص لزجت بالا ، معمولا ً معياري براي کيفيت روانکار قلمداد مي شود حتي در جايي که شاخص لزجت کم اهميت يا کوچک است .

قبل از آنکه بحث لزجت روانکار را رها کنيم بد نيست به بعضي ازاستانداردهاي منسوخ شده لزجت اشاره اي داشته باشيم مثل :

لزجت سيبولت (37 ) SUS در آمريکاي شمالي ، لزجت ردوود (38 ) در انگلستان و لزجت انگلر (39 ) در قاره اروپا . تمام اين سه واحد کارايي عملي کمي دارند ولي به شکل گسترده اي مورد استفاده قرار گرفته اند تلاشهاي طاقت فرسايي از سوي سازمانهاي استاندارد انجام شده تا طي ساليان متمادي اين واحدها با لزجت سينماتيکي جايگزين شوند .

5-1 روانکاري مرزي (40 )

هر جا در بين سطوح لغزان (41 ) ، تماس جامد – جامد قابل توجه باشد روانکاري مرزي اهميت مي يابد براي درک روانکاري مرزي ابتدا در نظر بگيريد وقتي دو سطح فلزي بدون حضور روانکار بر روي يکديگر بلغزند چه اتفاقي مي افتد .

در بدترين حالت ، هر گاه سطوح فلزي با فيلمي از اکسيد يا هر ماده خارجي آغشته نباشند بين سطوح ، تمايلي براي چسبيدن به يکديگر بوجود مي آيد اين تمايل ، بين برخي فلزات بسيار قوي و بين برخي ديگر ضعيف تراست چند راهنمايي مختصر براي فلزات متداول درادامه ارائه مي شود :

  • فلزات يکسان ، در تماس ، تمايل شديدي براي چسبيدن به يکديگر دارند .
  • فلزات نرمتر ، تمايل بيشتري نسبت به فلزات سخت تر براي چسبيدن به يکديگر دارند
  • المانهاي آلياژي غيرفلزي تمايل به کاهش چسبندگي دارند ( مثل کربن در چدن )
  • آهن و آلياژهاي آن ، تمايل کمي براي چسبيدن به سرب ، نقره، قلع ، کادميم و مس و تمايل زيادي براي چسبيدن به آلومينيوم ، روي ، تيتانيوم و نيکل دارند .

سطوح فلزات واقعي ، معمولا ً آلوديگيهايي دارند و اين آلودگيها بخصوص از فيلمهاي اکسيدهمان فلز تشکيل شده است اين فيلمهاي آلوده معمولا ً از چسبندگي مي کاهند و بنابراين اصطکاک و ساييدگي را کم مي کنند غير از تيتانيوم ، فيلمهاي اکسيد فلزات ديگر ، روانکارهاي خوبي هستند.

بنابراين اصطکاک و ساييدگي را معمولا ً مي توان با توليد عمدي فيلمهاي آلاينده مناسب بر روي سطوح فلزي کاهش داد جايي که هيچ روانکار سيالي موجود نباشد فرآيند را نوعي روانکاري خشک يا جامد مي گويند هر گاه فرايند شکل دهي فيلم در يک روانکار مايع اتفاق بيفتد آن را روانکاري مرزي گويند .

فيلمهاي روانکاري مرزي به طرق مختلفي قابل ايجادند اين راهها از نظر پيچيدگي فرآيند ساخت فيلم و نيز ثمربخش بودن فيلمهاي ساخته شده با هم تفاوت دارند معمولي ترين فرآيند ساخت فيلم ، جذب سطحي مي باشد که در آن به دليل جذب فيزيکي خالص ، فيلمي با ضخامت يک يا چند مولکول بر روي سطح جامد ايجاد مي شود اگر فيلمهاي ايجاد شده به اندازه کافي ضخيم باشند در کاهش اصطکاک و ساييدگي مؤثرند . شکل (5-1) به طريق نموداري بيانگر اين مطلب است که جذب يک زنجيره طولاني از مولکولهاي الکل ، فيلم ضخيمي بر روي سطح فلز ايجاد مي کند حتي اگر ضخامت فيلم فقط به اندازه يک مولکول باشد .

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

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *