مدیریت سایت چکیده
در هر کجا که قطعات، شامل چرخدنده ها و بلبرینگ ها و یا سطوحی که نسبت به یکدیگر حرکت نسبی دارند، نیاز به روانکاری، جهت ایجاد فیلم روغن بین این سطوح و قطعات الزامی می گردد. عدم روانکاری صحیح ماشین آلات باعث کاهش راندمان، تماس فلز با فلز، فرسایش، بالا بردن هزینه های نگهداری و تعمیرات و همچنین مصرف انرژی بالا تر در دید کلان را بدنبال خواهد داشت. در این مقاله خواص روغن های صنعتی و گریس و روش های مختلف روانکاری و مزایا و معایب آن مطرح و مقایسه می گردد و توصیه های مناسبی جهت مونتاژ بلبرینگ ها ، نوع تلرانس های لازم جهت ساخت قطعات،همچنین ماکزیمم لقی محوری جهت مونتاژ بلبرینگ های مخروطی، ارائه گردیده است.
مقدمه
چرخ دنده ها و بلبرینگ ها در گیربکس های صنعتی زمانی میتوانند کارشان را به صورت قابل قبول انجام دهند که یک روانکاری مناسب داشته باشند.
روغن وتشکیل فیلم روغن باعث میگردد که تماس فلز با فلز صورت نگیرد و غلتش چرخ دنده ها به صورت نرم انجام شود و از پدیده ی خوردگی در چرخ دنده ها و رولر ها جلوگیری نماید.
تجارب طولانی نشان می دهد که 80تا 90 درصد معایب در بلبرینگ ها به دلیل کثیف شدن روغن و عدم تعویض به موقع آن و یا گرفتگی سوراخ های سیستم های روغن کاری اجباری پیش می آید.
وظیفه ی طراحان گیربکس های صنعتی این است که، مناسب ترین روش روانکاری را طراحی نمایند. بگونه ای که سیستم فوق بدون عیب و نقص وظیفه اش را انجام دهد، نوع روانکاری باید به گونه ای طراحی و انتخاب شود که علاوه بر روانکاری چرخ دنده ها ، یاتاقان ها و بلبرینگ ها هم به صورت صحیح روانکاری گردند.
مقوله ی روانکاری و انتخاب نوع و سیستم روانکاری به پارامتر های مختلفی بستگی دارد. برای مثال نوع و سیستم روغن برای گیربکس های پر سرعت با نوع روغن درگیربکس های کاهنده که تحمل بار های سنگین را انجام می دهد کاملا متفاوت می باشد و از ویسکوزیته های متفاوت استفاده می گردد.
حداقل و حداکثر دمای محیط هم جهت انتخاب نوع روغن و سیستم روانکاری حائز اهمیت می باشد.
گریس ها
مزایای استفاده از گریس
محافظت در مقابل خوردگی قطعات
راندمان خوب در خصوص آب بندی و عدم روغن ریزی
نگهداری ساده تر بلبرینگ ها از نظر روانکاری و اطمینان به روانکاری
امکان روانکاری دائمی در موتور وگیربکس های کوچک با استفاده از گیریس های با غلظت کمتر که این موضوع در موتور وگیربکس هایی که به صورت عمودی نصب می گردند دارای اهمیت می باشند.
آرایش ساده تر نوع کاسه نمد در گیربکس
معایب گریس
روانکاری با گریس در دما های بسیارکم و همچنین در دما های بسیار زیاد، مناسب نیست .
روانکاری با گریس جهت بار های سنگین مناسب نمی باشد و تحت این شرایط باید از روش های دیگر استفاده نمود
گریس چه خواصی باید داشته باشد؟
1.ویسکوزیته: لزجت و ویسکوزیته مناسب که باعث افزایش عمر قطعات خواهد شد .
2.غلظت: معمولا گریس ها در غلظت های متفاوتی تولید و ارائه می شوند که به 4 نوع تقسیم بندی می گردد .(غلظت 0 تا 3) معمولا هر نوع غلظت کاربرد خاصی دارد.
3.توان تحمل دما: گریس ها امکان روانکاری مناسب را فقط در محدوده ی دمایی بین 80 تا 150 را می توانند به خوبی انجام دهند. در دما های بالا تر از این حد به ازای هر 15 درجه افزایش دما عمر گریس نصف خواهد شد.
4.توان تحمل بار: اولا گریس ها جهت تحمل بار های سنگین مناسب نیستند افزودن مواد EP به ترکیب گریس هم ممکن است باعث تخریب و کوتاهی عمر بلبرینگ شود.
5.خاصیت مقابله با خوردگی: یکی از بهترین خواص گریس ها، خاصیت آن در برابر پدیده خوردگی وزنگ زدگی است از آنجا که امکان نفوذ آب و یا بخار آب را در داخل پوسته های گیربکس نمی توان بکلی از بین برد وجود گریس بهترین روش برای مقابله با خوردگی خواهد بود.
6.خاصیت سیالیت: گریس خاصیت سیالیت خوبی در دما های پایین ندارد و لذا در دما های پایین فیلم روغن نمی تواند تشکیل دهد. گریس تنها در دماهای بین 80 تا 150 می تواند این خاصیت را از خود بروز دهد.
7.خاصیت سازگاری: به مفهوم اختلاط انواع روانکار بدون از دست دادن خواص اولیه است بگونه ای که مخلوط جدید (روغن وگریس) با همدیگر سازگار باشند.
در مجموع می توان گفت که، روانکاری با گریس حهت گیربکس های صنعتی چندان مرسوم نمی باشد. از این روش برای گیربکس های صنعتی کوچک و همچنین open gears معمولا استفاده می گردد.
از انواع گریس ها جهت محافظت از کاسه نمد ها هم استفاده می گردد.
روانکاری با روغن
مزایای روانکاری با روغن و مقایسه ی آن با گریس
انتقال حرارت خوب روغن به ویژه در سرعت های بالا و دما های بالا
در سرعت های پایین و در زیر بارهای سنگین روغن بخوبی در سطح ساچمه های بلبرینگ نفوذ می کند که بسیار ساده تر از نفوذ گریس است.
نیاز به نگهداری کمتری از بیرینگ ها در زمان استفاده از روغن نسبت به استفاده از گریس وجود دارد، لذا اطمینان درعملکرد روانکاری افزایش می یابد.
مدت زمان تعویض روغن در گیربکس های صنعتی نسبت به تعویض گریس در گیربکس ها طولانی تر است و این نوع روانکاری جهت سایزهای متوسط و بزرگ گیربکس های صنعتی مناسب می باشد.
روش تعویض روغن بسیار ساده تر از تعویض گریس می باشد.
روغن چه خواصی باید داشته باشد؟
1.ویسکوزیته مناسب
ترجیحا ویسکوزیته روغن مورد استفاده باید از ویسکوزیته مورد نیاز جهت روانکاری بالاتر باشد زمانیکه ویسکوزیته مناسب هر بلبرینگی مشخص گردید جهت روانکاری چرخ دنده ها این روغن مناسب خواهد بود قصد ما از بهبود روانکاری جهت بارهای سنگین و دورهای پایین کاهش ضریب اصطکاک تشکیل فیلم روغن مناسب همچنین برای سرعت بالا می باید روانکاری های با ویسکوزیته پایین تر انتخاب نمود .
2.قابلیت تحمل بار و درجه حفاظت
طراحان روغن های EP را جهت روانکاری چرخ دنده های ساده، هلیکال، مخروطی، خورشیدی توصیه می نمایند. برخی مواد افزودنی EP تاثیر مضری روی بلبرینگ ها دارد ولی از طرفی قابلیت های بار گذاری را بالا می برد. بدین دلیل این روغن ها جهت روانکاری توصیه می گردند. استاندارد DIN، جهت روانکاری روغن های گیربکس های صنعتی (Din 51517 part 3) می باشد.
3.محافظت از زنگ زدگی و مقابله با نفوذ آب
بر مبنای استاندارد DIN 51517 روانکارها باید در برابر زنگ زدگی و ارائه سطح صاف و خوب در برابر خوردگی مقاوم باشند آب یا بخار آب موجود در این ساچمه و فضای پوسته بسیار مخرب و خطرناک می باشد حتی اگر مقدارشان بسیار اندک و کم باشد .
لذا می باید حتی الامکان از نفوذ ذرات ریز آب به داخل پوسته گیربکس جلوگیری می نمود افزودن مواد ضد خوردگی و ضد زنگ زدن به روغن ها الزامی می باشد .
4.محافظت و جلوگیری از کف کردن
درکلیه گیربکس هایی که سرعت بالایی دارند همواره این خطر وجود دارد که هوا با روغن مخلوط گردد و بدلیل سرعت بالا کف تولید گردد که این موضوع می تواند تماس فلز با فلز را تسریع بخشد لذا بر طبق استاندارد به روغن ها مواد ضد کف اضافه میکنند.
5.مقابله با کهنگی و اکسید شدن روغن
اکسیداسیون روغن (کهنگی) نتیجه تاثیرات وارد شده از خارج میباشد مثل افزایش دما و در معرض هوا قرار گرفتن و این مطلب که فلزاتی مثل آهن و مس، که درساخت چرخ دنده ها و بلبرینگ ها کاربرد دارند این موضوع را تسریع می بخشند و انها را اکسیده می کنند. افزودن مواد ضد اکسیداسیون به روغن جزء الزامات روغن های روانکار گیربکس ها می باشد بگونه ای که عمر اکسید شدن قطعات را کاهش می دهد .
روغن های سینتتیک ( ترکیب چند ماده مصنوعی و نه گیاهی ) برای گیربکس های حلزونی استفاده می گردند. دلیل آن اصطکاک کمتر آنها می باشد و در جایی که دمای زیاد تولید میگردد مانند گیربکس های توربین بادی.
روش های روغن کاری
انتخاب سیستم روانکاری شامل 3 نوع است که می باید روانکاری قابل اعتماد را تأمین نماید .
1- حمام روغن
در این روش که معمولا جهت سرعت های خطی تا زیر m/s 15 استفاده می گردد نمایشگر یا لول روغن باید تا جایی باشد که بخشی از بلبرینگ در داخل روغن قرار گیرد و از روغنکاری و روانکاری بیرینگ ها اطمینان کامل داشته باشیم که این موضوع باعث می گردد اصطکاک های بالاتر را تحمل نماید زمانیکه از سیستم پاششی روغنکاری استفاده می گردد طراحی بدنه پوسته باید بگونه ای باشد که با ایجاد راهگاه ها و سوراخ هایی پشت بیرینگ ها روانکاری شود و روغن مازاد از سوراخ تخلیه به راحتی خارج گردد. بدین ترتیب گردش سیرکوله روغن و انتقال حرارت تأمین می گردد.
2- گردش روغن اجباری
این روش می باید موارد زیر را تامین نماید .
روش گردش اجباری توسط پمپ در بسیاری از گیربکس های صنعتی که سرعت خطی دایره ی گام چرخ دنده ی آن بیش از 15 متر بر ثانیه می باشد و همچنین برای سرعت های خطی خیلی کم استفاده می گردد.
در این روش حرارت روغن بسیار کاهش می یابد.
در گیربکس های عمود نصب ، در روش اجباری بلبرینگ های بالا توسط لوله روانکاری می گردد. در حالی که درروش کارتلی یا حمام روغن، روغن کافی، در گیربکس هایی که عمود نصب شده اند، به بیرینگ های بالا نمی رسد و نیازمند استفاده همزمان از گریس کاری می باشد .
در روش حمام روغن نسبت به روش روغن کاری اجباری حجم روغن زیادتری بکار میرود .
در روش FLS روغن همواره تازه خواهد ماند زیرا از فیلترینگ استفاده می گردد.
در روش اجباری عمر بلبرینگ نسبت به روش حمام روغن افزایش می یابد .
جهت جلوگیری از گرفتگی سوراخ های نازل پاشش روغن این سوراخ ها باید حداقل قطر 5 میلی متر را دارا باشند. جهت جریان خروج روغن از نازل می باید در جهت دوران چرخ دنده ها باشد تا روغن کاری صحیح صورت پذیرد.
در بلبرینگ هایی که سرعت آن ها بالامی باشد و تلاطم در روغن ایجاد میشود، و این تلاطم باعث برگشت روغن می گردد باید جهت دوران چرخ دنده ها به گونه ای باشد که باعث طرد کردن روغن نگردد به همین منظور با ایجاد سوراخ در پوسته گیربکس و ایجاد سوراخ هایی برروی رینگ خارجی بیرینگ ها ، روان کاری تسهیل میگردد.
3- جت روغن
در گیربکس های با سرعت بسیار بالا از روش oil jet lubrication استفاده می گردد در این روش روغن از داخل سوراخ های رینگ خارجی به طرف قفسه و ساچمه ها تزریق می گردد . همانطور که در شکل نشان داده شده روغن باید بین رینگ داخلی و قفسه با سرعت بالا تزریق شود (v ≈ 15 m/s) روغن دفع شده باید بتواند از بین دو بلبرینگ خارج شود بدین ترتیب حرارت بدون تلفات بالا انتقال می یابد.