روانكاري دنده هاي بسته و انتخاب آنها


خلاصه

دنده هاي انتقال نيرو در بسياري از صنايع كوچك وبزرگ نظير كارخانه هاي فولاد سازي و استخراج معادن استفاده مي شود. موارد استفاده اين دنده ها در صنايع از تعداد انگشتان دست تا هزاران عدد بالغ مي شود. ممكن است كه اين دنده ها در نقاط حساس به كار گرفته نشده باشند, ولي روانكاري اين دنده ها بسيار مهم و حائز اهميت است كه در اين مقاله به آن مي پردازيم.


چکیده

شرايط استفاده روانكارهاي دنده، بسيار متفاوت است. اين روغن ها بايد بتوانند در حضور مقادير بسيار زيادي آب، در دماهاي عملياتي و محيطي بالا و در شرايط آلوده عمل كرده، و در عين حال از سايش دنده ها بخصوص در بارهاي بالا جلوگيري كنند.   علاوه بر اين ها، دو عامل اصلي، كارآيي روغن هاي دنده را به شدت تحت تاثير قرار مي دهد:

افزايش توقع مصرف كنندگان براي روانكارهاي با طول عمر بيشتر به منظور كاهش هزينه تعميرات و تخليه.  اصلاح طراحي هاي اعمال شده توسط سازندگان ماشين آلات به منظور بهبود بازدهي گيربكس ها.

در اين اصلاحات، دنده ها كوچك شده و بايد در سرعت هاي بيشتر كار كنند كه افزايش دماي عملياتي و تنش دنده ها و ياتاقان ها را به همراه دارد. دنده هاي كوچك تر به معني فضاي كمتر براي روغن است. بنابراين مقدار روغن دنده كمتري براي خنك كردن قطعه مورد نظر و معلق كردن آلودگي ها وجود خواهد داشت.

 انواع روغن هاي دنده بسته

اتحاديه سازندگان دنده در آمريكا (AGMA) ، يك بروشور استاندارد تحت عنوان روانكاري دنده هاي صنعتي (AGMA 9005-D94) منتشر مي كند. در اين بروشور طبقه بندي روانكارها، كاربردهاي عمومي و روش سرويس كردن دنده هاي صنعتي كه مطابق با اصول توصيه شده AGMA طراحي شده اند ارائه مي شود. چهار نوع روغن معرفي شده در اين بروشور عبارتند از: روغن هاي دنده ضد زنگ و اكسيداسيون، روغن هاي دنده مركب، روغن هاي دنده EP و روغن هاي دنده سنتتيك.

روغن هاي دنده ضد زنگ و اكسيداسيون

اين روغن ها را عموماً به عنوان روغن هاي R&O مي شناسند. اين روغن ها، روغن هايي با پايه معدني و يا داراي مواد سنتتيك هستند كه به منظور محافظت از زنگ زدگي و سايش با مواد افزودني لازم مخلوط مي شوند. علاوه بر اين افزودني ها بعضي از روغن هاي R&O شامل مقدار كمي از افزودني هاي ضد سايش نيز هستند. گريد گرانروي روغن هاي R&O در AGMA با يك عدد تك رقمي از صفر تا شش تعريف مي شود كه معادل گريد گرانروي ISO از32 تا320 است.

روغن هاي دنده R&O براي دنده هايي با اندازه ها و سرعت هاي متنوع در رنج 5F تا 250F (15C تا 121C) داراي كارآيي بسيار خوبي هستند.

روغن هاي دنده مركب (Compounded)

روغن هاي دنده مركب مخلوطي از روغن هاي پايه معدني با افزودني هاي ضد زنگ و اكسيداسيون، افزودني هاي دي مولسيفاير (كه جدايي روغن از آب را افزايش مي دهند) و3 تا10 درصد روغن هاي چرب يا روغن هاي چرب سنتتيك هستند.

اين روغن ها بيشتر در دنده هاي حلزوني و به منظور روانكاري موثرتر و جلوگيري از سايش لغزشي استفاده مي شود. دماي عملياتي اين روغن ها حداكثر (82C)180F است. اين روغن ها با اعداد تك رقمي AGMA و با پسوند Comp از7 تا8A تعريف مي شوند كه مطابق با گريدهاي ISO 460 تا ISO 1000 مي باشد.   

روغن هاي دنده EP

اين روغن ها، روغن هاي پايه معدني داراي مواد سنتتيك اند كه شامل افزودني هاي چند منظوره هستند. اين افزودني ها شامل مواد ضد زنگ و اكسيد اسيون، افزودني هاي EP، دي مولسيفايرها، مواد ضد كف و در بعضي موارد روانكارهاي جامد با خاصيت معلق كنندگي كلوئيدها نظير دي سولفيد موليبدن، برات يا گرافيت هستند.

افزودني هاي EP كه شامل فسفر- گوگرد، برات ها و تركيب گوگرد- فسفر و بُر هستند، يك فيلم محافظ شيميايي ايجاد كرده كه در برابر جوش خوردگي، ساييدگي و خراشيدگي ناشي از شرايط روانكاري مرزي دنده ها كه در هنگام روشن و خاموش كردن و بارهاي ناگهاني به وجود مي آيد، مقاومت مي كند.

 :AGMA اين روغن ها را با يك عدد تك رقمي با پسوند EP از 2EP تا 9EP معادل با گريد هاي ISO68 تا ISO1500 مي شناسد. روغن هاي دنده EP براي دنده هاي با اندازه و سرعت هاي متنوع در رنج 5F تا (121C-15C)250F داراي كارآيي مناسبي هستند.  روغن هاي دنده سنتتيك:

روغن هاي دنده سنتتيك با روغن هاي دنده پايه معدني كه با مواد سنتتيك مخلوط مي شوند، متفاوت است. معمول ترين سيالات پايه سنتتيك كه در فرمولاسيون روغن هاي دنده سنتتيك استفاده مي شود عبارتند از پلي آلفا الفنيها (PAO) ، پلي ال استرها، پلي گلايكول ها.

در حالت كلي، روغن هاي دنده سنتتيك در رِنج وسيعي از دماهاي عملياتي پايدار بوده، شاخص گرانروي بالاتري داشته (تغييرات گرانروي كمتر با تغييرات دما)، در برابر اكسيداسيون مقاومت بيشتري مي كند و در بعضي موارد، از قدرت تحمل بار و روانكاري بهتري برخوردار است. هر سيال سنتتيك ويژگي هاي متفاوتي داشته و تعدادي از آنها محدوديت ها و معايبي نظير عدم سازگاري با الاستومرها رنگ ها،backstops و كلاچ ها، واكنش در حضور رطوبت و قيمت بالا دارند.

روغن هاي دنده سنتتيك مي توانند شامل مواد ضد زنگ و خوردگي، افزودني هاي EP ، دي مولسيفايرها، مواد ضد كف و در بعضي موارد روانكارهاي جامد باشند. اين روغن ها را با اعداد تك رقمي AGMA با پسوند S از 0S تا 9S مشخص مي كنند كه معادل با گريد هاي ISO32 تا ISO1500 مي باشد.

 خواص كليدي روغن دنده

يك روغن براي اين كه نيا روانكاري

دنده هاي صنعتي مدرن را برآورده كند، لازم است كه داراي ويژگي هاي زير باشد.

1-پايداري حرارتي و پايداري در برابر اكسيداسيون

2-سازگاري با آب بندها

3-محافظت دنده ها و ياتاقان ها در برابر سايش بيش از حد

4-مقاومت در برابر دما و فشار بالا

5-روغن هاي دنده”EP”

-6پاك كنندگي دنده و ياتاقان

-7خاصيت دي مولسيبليتي

-8محافظت در برابر زنگ زدگي و خوردگي، خصوصاً براي فلزات زرد

 -9خواص ضد كف

بسياري از اين خواص كليدي با بررسي اطلاعات فني توليد كننده روغن و مقايسه آنها با شرايط عملكردي حداقل كه توسط موارد زير تعيين شده، قابل شناسايي است.

1-مشخصات US-Steel 224 براي روغن هاي دنده صنعتي EP بدون سرب: اين مشخصات پايداري حرارتي و تحمل بار بالا را تعريف مي كنند.

 :AGMA 9005-DA -2 اين مشخصات بسيار شبيه US Steel 224 و نيز شامل مشخصات فيزيكي و كارآيي حداقل براي روغن هاي R&O ، مركب و سنتتيك است.

Cincinnati Milacron P-34/P-35/P-59/P-63/P-74/P-76/P-77/P-78 -3اين مشخصات هم چنين شامل عملكرد حداقل براي پايداري حرارتي و محافظت در برابر زنگ زدگي است.

 DIN 51517 Part 3 CLP  -4توسط انجمن استاندارد آلمان توسعه يافته است. ويژگي هاي روغن دنده پايه معدني شامل افزودني هاي ضد زنگ، افزايش طول عمر و EP را تعريف مي كند.

علاوه بر اين مشخصات پايه اي، تعدادي آزمايش اضافي نيز براي مواردي كه كارآيي بهينه مورد نياز است قابل انجام مي باشد.

پايداري حرارتي و پايداري در برابر اكسيداسيون

تغييراتي كه به منظور افزايش كارآيي گيربكس ها در طراحي صورت گرفته، منجر به توليد دنده هاي كوچكتر كه در سرعت ها، بارها و دماهاي بالاتر كار مي كنند، شده كه اين تنش دنده و ياتاقان را افزايش مي دهد. ماحصل اين تغيير، فضاي كمتر براي روغن بوده و بنابراين روغن كمتري براي خنك كردن دنده ها، ياتاقان ها و معلق كردن آلودگي ها وجود دارد. علاوه بر تغييرات طراحي، دنده ها به دليل ظرفيت تحمل بار نامناسب، تراز نبودن و تميزي ناكافي در معرض دماي بيش از حد هستند. در نتيجه، روغن هاي دنده صنعتي در معرض تنش حرارتي بالا هستند. اين تنش حرارتي مي تواند باعث اكسيداسيون و شكست حرارتي روغن هاي دنده شود.

اكسيداسيون وشكست حرارتي روغن دنده به نوبه خود باعث افزايش ويسكوزيته روغن، توليد اجزاي اسيدي و تشكيل لجن وارنيش LACQUERو كُك بر روي دنده ها، ياتاقان ها و آب بندها مي شود. تشكيل اين رسوب ها مي تواند منجر به افزايش دراگ اصطكاكي، دماي عملياتي و مصرف انرژي، كاهش راندمان چرخ دنده و سايش زود هنگام و شديد دنده ها و ياتاقان ها شود. تجمع اين مواد همچنين باعث خراشيدگي آب بندها و سخت شدن و شكنندگي زودهنگام آنها شده كه در نهايت عمر آب بند را كاهش و نشتي روغن را افزايش مي دهد.

 به اين دلايل، لازم است كه يك روغن دنده، پايداري حرارتي داشته و در مقابل اكسيداسيون نيز مقاومت كند.

يك روغن دنده پايدار در برابر حرارت، مطابق تعريف، روغني است كه در شرايط دماي بالا، بتواند قطعات حساس را در مقابل رسوب و لجن تميز نگهدارد.   

منبع:

    Machinery Lubrication Magazine. Nov 2003

لینک دانلود