روانکارهای پر کاربرد در صنایع برینگ
روغنکاری مناسب برای عملکرد بهینه و طول عمر بلبرینگ (برینگ) ضروری است. انتخاب روانکار مناسب نقش مهمی در کاهش اصطکاک، جلوگیری از سایش و اطمینان از عملکرد روان دارد. در این مقاله راهنمای جامعی را برای کمک به شما در انتخاب روانکارهای پرکاربرد در صنایع برینگ ارائه میدهیم. با ما همراه باشید تا عواملی که باید در این مورد نظر گرفته شود اعم از انواع روانکنندههای موجود و بهترین روشها برای روانکاری بلبرینگ را بررسی کنیم.
اهمیت روانکاری در برینگها
روانکاری نقش حیاتی در عملکرد و عمر بلبرینگها دارد. مهمترین وظیفه روانکننده جداسازی قطعات متحرک نسبت به یکدیگر (توپها یا غلتکها و مسیرهای ریس) به منظور به حداقل رساندن اصطکاک و جلوگیری از سایش است. نوعی از این گریسها که اصطلاحا به گریس دور بالا مخصوص بلبرینگ شناخته میشوند برای شرایط عملیاتی خاص طراحی شده و یک فیلم محافظ سایش تحملکننده بار را فراهم میکند.
شرایط ایدهآل زمانی است که سطوح اصطکاک توسط این فیلم جدا شوند. علاوه بر ایجاد این فیلم باربر، روانکننده باید اجازه اتلاف گرمای اصطکاکی را نیز بدهد، بنابراین از گرم شدن بیش از حد بلبرینگ و خراب شدن روانکننده جلوگیری و از خوردگی، رطوبت و نفوذ آلایندهها محافظت بعمل میآورد. روانکنندههای مورد استفاده در برینگ باید دارای ویژگیهای زیر باشند:
- ویسکوزیته پایدار را در طیف وسیعی از دماها حفظ کند
- استحکام فیلم خوب که میتواند بارها را تحمل کند
- ساختار پایدار که عمر طولانی را فراهم میکند
- غیر خورنده و سازگار با اجزای مجاور
- مانعی در برابر آلودگی و رطوبت ایجاد میکند، اما از بلبرینگ نشت نمیکند
روانکارهای پرکاربرد در صنایع برینگ
- روغن: هم روغنهای مبتنی بر نفت و هم روغنهای مصنوعی موجود هستند. نمونههایی از روغنهای مصنوعی عبارتند از سیلیکون، دی استرها، PAO و ترکیبات فلوئوردار. بلبرینگهایی که با روغن روانکاری شدهاند گشتاور راهاندازی و در حال اجرا کمتری از خود نشان میدهند و قابلیت سرعت بالاتری دارند. اما توجه داشته باشید روغنها در معرض تلفات ناشی از تبخیر هستند، بنابراین در این شرایط عمر مفید بلبرینگ کمتر از زمانی است که از روانکاری مانند گریس استفاده میشود.
بلبرینگهای مینیاتوری اغلب فقط یک بار در طول عمر بلبرینگ روغنکاری میشوند که این شرایط انتخاب روانکننده را بسیار مهم میکند. بلبرینگهای بزرگتر به عنوان بخشی از چرخه تعمیر و نگهداری ماشینآلات در معرض روغنکاری مجدد قرار میگیرند. این بلبرینگها اغلب از طریق سیستمهای چرخش روغن که در ماشینآلات یا تجهیزات طراحی شدهاند، روانکاری میشوند. محدوده دما، ویسکوزیته و سرعت تبخیر ویژگیهای کلیدی هستند که باید هنگام انتخاب روغن مورد توجه قرار گیرند.
جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد پارامتر ویسکوزیته می توانید به ” ویسکوزیته روغن روانکننده” مراجعه کنید.
طبق گفته انجمن تریبولوژیست ها و مهندسان روغن کاری (STLE)، ویسکوزیته یکی از مهمترین خواص فیزیکی روغن است. این ویژگی اغلب یکی از اولین پارامترهایی است که توسط اکثر آزمایشگاههای آنالیز روغن اندازهگیری میشود
گریس: گریس از یک روغن پایه تشکیل شده است که یک غلیظکننده به آن اضافه میشود. این قوامدهندهها عمدتاً از صابونهای فلزی (لیتیوم، سدیم، آلومینیوم و کلسیم)، آلی (اورهها) یا ترکیبات معدنی تشکیل شدهاند. در حالی که این غلیظکنندهها به شدت بر ویژگیهای گریس تأثیر میگذارند، خواص روانکنندگی گریس به روغن پایه آن نسبت داده میشود. علاوه بر این، گریس میتواند حاوی مواد افزودنی باشد که عملکرد آن را بهبود میبخشد. انواع افزودنی شامل آنتی اکسیدان، ضد خوردگی، ضد سایش، پرکنندهها، تقویتکنندهها و تقویتکنندههای مقاوم در برابر فشار شدید است. محدوده دما، ویسکوزیته روغن پایه و سفتی یا سطح نفوذ ویژگیهای کلیدی هستند که هنگام انتخاب گریس باید در نظر گرفته شوند. بیشتر گریسهای مورد استفاده در برینگها از نوع NLGI درجه 2 هستند.
برای اطلاعات بیشتر در مورد اجزای گریس میتوانید به این مقاله مراجعه کنید: “منظور از NLGI و نمره گریس چیست؟“.
در هنگام استفاده از گریس، اصطلاح NLGI و نمره گریس را شنیدهاید؟ معنی این واژه را میدانید؟ وقتی نوبت به انتخاب روانکار مناسب برای ماشینآلات شما میرسد، درک استانداردهای صنعت بسیار مهم است.
- فیلمهای جامد: اینها پوششهای غیر سیالی هستند که برای جلوگیری از سایش روی سطوح اصطکاک اعمال میشوند و معمولا در شرایط شدیدی استفاده میشوند که روغن یا گریس نمیتواند پایدار بماند و به عنوان آخرین راه حل یا گزینه انتخاب میشود. محیطهای خشن مانند دماهای شدید، خلا یا تشعشعات معمولا به چنین نوع از روانکاری برای بلبرینگ خود نیاز دارند. این پوششها شامل گرافیت، MoS2، نقره، طلا یا پلی تترا فلوئورواتیلن PTFE است. پوششهای سخت شامل TiC یا کروم هستند. فیلمهای جامد بر اساس یک کاربرد خاص مهندسی میشوند. این پوششها اغلب در صنایع تخصصی از جمله هوافضا، دریایی و کاربردهای دما بالا مورد کاربرد قرار دارند.
علاوه بر نوع روانکننده، مقدار انتخاب شده نیز بر حداکثر سرعت کار و گشتاور (هم راه اندازی و هم در حال اجرا) تأثیر میگذارد. در بلبرینگهای مینیاتوری، روانکننده میتواند بر سطح نویز تأثیر بگذارد. گریسها و روغنهای فیلتر شده برای استفاده در بلبرینگهای مینیاتوری توصیه میشود.
در اینجا برخی از روانکنندههای پرکاربرد در صنعت بلبرینگ آورده شده است:
- گریس لیتیوم: گریسهای مبتنی بر لیتیوم برای بلبرینگهای همه منظوره انتخاب مناسبی هستند. آنها همه کاره هستند و مقاومت خوبی در برابر آب و قابلیت حمل بار دارند.
- گریس سولفونات کلسیم: این نوع گریس به دلیل عملکرد عالی در شرایط شدید از جمله دمای بالا و قرار گرفتن در معرض آب شناخته شده است. این روانکار محافظت عالی در برابر زنگ زدگی و خوردگی را فراهم میکند.
- گریس سیلیکون: روانکنندههای مبتنی بر سیلیکون در کاربردهایی استفاده میشوند که به روانکننده غیر واکنشی و بی اثر نیاز است. آنها اغلب در محیطهایی با دمای بالا استفاده میشوند.
- گریس دی سولفید مولیبدن (MoS2): گریس MoS2 حاوی ذرات جامد روانکننده (MoS2) است که میتواند فشارهای شدید را تحمل کند و اصطکاک را کاهش دهد. این فرآورده اغلب در برنامههای پر بار و با سرعت آهسته استفاده میشود.
- روانکنندههای زیستتخریبپذیر: در کاربردهای حساس به محیطزیست، روانکنندههای زیستتخریبپذیر مانند روغنهای گیاهی برای به حداقل رساندن اثرات زیستمحیطی استفاده میشود.
در این مورد میتوانید به توضیحات مقاله فوق درباره “انتخاب روانکارها منطبق با محیط زیست” مراجعه کنید.
روانکنندههای سازگار با محیط زیست محصولات زیستتخریبپذیر و غیر تجمعی هستند که حداقل خطر را برای محیط زیست به همراه دارند. امروزه بسیاری از شرکتهای بزرگ مانند شل و والوالین برای رسیدگی به آلودگی ناشی از روانکنندهها بر تولید محصولات سازگار با محیطزیست تمرکز کردهاند.
روشهای روانکاری بلبرینگ
معمولاً گریس را با تجهیزات روانکاری ویژه با سری مخصوص استفاده میکنند تا گریس بین توپها رسوب کند و آن را به داخل و اطراف بریزد. پس از چرخش، گریس داخل بلبرینگ پخش میشود. بلبرینگهای مخصوص معمولاً در یک محیط اتاق تمیز روغنکاری میشوند.
مقدار گریس معمولاً به صورت درصد مشخص میشود، به عنوان مثال میگوییم 30 درصد پر شده است. این مقدار درصد حجم واقعی گریس را در مقایسه با فضای داخلی آزاد بلبرینگ نشان میدهد. به عبارت دیگر، اگر فضای داخلی بلبرینگ به طور کامل با گریس و بدون فضای خالی پر شود، 100٪ پر شده است. تولیدکنندگان بلبرینگ مقادیر متفاوتی را تعریف میکنند که آن را به عنوان استاندارد در نظر میگیرند. این مقدار به طور معمول از 20٪ تا 40٪ متغیر است. برای مثال در یاتاقانهای کوچک یا مینیاتوری، میزان پر شدن گریس میتواند به 10 درصد برسد.
روغن توسط سازنده با تجهیزات ویژه اعمال میشود. مقدار آن معمولاً مشخص نیست. در کاربردهای حساس به گشتاور، روغن اضافی را میتوان از طریق سانتریفیوژ حذف کرد. این روش بیشتر در مورد بلبرینگهای مینیاتوری یا ابزاری رایج است.
گریس آبکاری (MGGP) روش دیگری است که برای استعمال روانکار بر بلبرینگ استفاده میشود. فرآیند MGGP با مخلوط کردن دقیق گریس کاندید با یک حلال فرار شروع میشود. در این شرایط قوام گریس به میزان قابل توجهی رقیق شده است. این مخلوط را میتوان برای دستیابی به ضخامتهای مختلف استفاده کرد. در نهایت مخلوط به دست آمده به سطوح داخلی تزریق میشود. فرآیند غوطهوری نیز در برخی موارد استفاده میشود. سپس حلال در دمای پایین پخته میشود. این روش اغلب در کاربردهای حساس به گشتاور استفاده میگردد.
عمر مفید روانکنندههای بلبرینگ
روانکارهای مصنوعی ذاتا مواد پایداری هستند. به طور کلی، انتظار نمیرود که آنها به مدت 10 سال یا بیشتر در دمای اتاق اکسید، پلیمریزه یا تبخیر شوند. روغنهای استری، که در آن پیوند استری ممکن است در معرض یک درجه هیدرولیز در حضور رطوبت باشد، در صورت وجود رطوبت، میتوانند اسیدیتر شوند. روغنهای فلوئوردار و سیلیکونها احتمالاً با گذشت زمان ساده تحت تأثیر قرار نمیگیرند.
گریسها میتوانند به روشهای پیچیدهتری در طول زمان تخریب شوند. کیفیت گریس می تواند تحت تاثیر تغییر در ساختار ژل قرار گیرد. اگر ژل منقبض شود، جداسازی قابل توجهی از روغن آشکار میشود و گریس باقیمانده سفت میشود. ساختار ژل نیز ممکن است در طی یک دوره زمانی نرمتر شود.
نکاتی که در مورد روانکاری بلبرینگها باید در نظر گرفت
- یک برنامه روانکاری تهیه کنید: اولین قدم این است که نیازهای روانکاری را بر اساس کاربرد و انواع روغن یا گریس مورد استفاده شناسایی کنید.
- سیستم برچسبگذاری و ذخیرهسازی: در کارخانههای صنعتی بزرگ از انواع روانکنندهها استفاده میشود. ایجاد یک سیستم برچسب زدن هوشمند به شما این امکان را میدهد که بدانید چه مقدار و چه نوع گریس و روغن همیشه در دسترس است. علاوه بر این، نحوه نگهداری روانکننده ها بسیار مهم است. در حالی که میتوان مظروف را در بیرون نگهداری کرد، باید آنها را زیر پوشش محافظ قرار داد تا در معرض عناصر مخربی مانند آب قرار نگیرند زیرا آب میتواند به داخل آن نفوذ کند. یک سایبان موقت یا محفظه جزئی برای ذخیرهسازی روانکننده در فضای باز به شدت توصیه میشود.
- روی نرم افزار اولتراسوند سرمایهگذاری کنید: در حالی که بازرسی دستی به کارگران این امکان را میدهد که مسائل قابل مشاهده را تشخیص دهند، ممکن است مشکلات پنهانی در بلبرینگها وجود داشته باشد که میتواند بر عملکرد تأثیر بگذارد. ظهور نرم افزار در زمینه نظارت بر برنامه های بلبرینگ و ارائه دادههای فوری در مورد فرسودگی پیشرفت زیادی کرده است. تجهیزات اولتراسوند با استفاده از اندازهگیری دسیبل دیجیتال و چندین تنظیمات هشدار، مانند عدم وجود آلارمهای روغنکاری و آلارمهای بحرانی بالا، میتوانند در صورت بروز هرگونه مشکل در تمام ساعات کار به کارگران هشدار دهند. این سیستمها همچنین میتوانند دادههای معمول و تاریخچه روند را جمعآوری کنند تا شرکتها بتوانند برنامههای نگهداری بلبرینگ و سطوح عرضه روانکننده را بهتر مدیریت کنند.
اشتباهاتی که باید در زمینه روانکاری بلبرینگها از آن اجتناب کرد:
- روغن کاری خیلی زیاد یا خیلی کم: وقتی صحبت از استفاده از بلبرینگ میشود، باید همیشه مقدار مناسبی اصطکاک وجود داشته باشد. با این حال، روشهای ضعیف روغنکاری میتواند این عامل را از بین ببرد. روانکننده بیش از حد باعث میشود بلبرینگها بیشتر کار کنند. کثیفی همچنین میتواند در روان کننده جمع شود و به این ترتیب دما شروع به افزایش میکند. در چنین شرایطی با شروع یخ زدن قطعات، ماشینآلات کارآمد یا روان کار نمیکنند.
- روغنکاری بر اساس برنامه زمانی: در حالی که داشتن یک برنامه نگهداری و بازرسی برای سرویس تجهیزات ایدهآل است، کارگران شما نباید برای روغنکاری بلبرینگها به آن تکیه کنند. قطعات در سطوح مختلف استفاده کار خواهند کرد که ممکن است قبل از زمانبندی تعیین شده نیاز به روانکاری داشته باشند یا در آن زمان خاص نیازی به روانکاری نداشته باشند.
ایجاد بهترین روشها برای حفظ مناسب روغنکاری برینگها به شما این امکان را میدهد که نیازهای تجهیزات خود را در طول عملیات درک کنید. سپس میتوانید به نظارت بر خطوط پایه و ردیابی سطوح هشدار با استفاده از فناوری مناسب بپردازید. به این ترتیب احتمال خرابیهای غیرمنتظره دستگاه را تا حد قابل توجهی کاهش خواهید داد.
برای دسترسی به نکات بیشتر پیرامون روانکاری بلبرینگها توصیه میکنیم “بهترین گریس برای بلبرینگ” را مطالعه بفرمایید.
بلبرینگهای شما در معرض دماهای شدید، بارهای بالا یا سرعتهای بالا قرار دارند، بنابراین انتخاب گریس، متناسب با نیازهای خاص بلبرینگ میتواند عملکرد مداوم و طول عمر تجهیزات را برای شما تضمین کند.
نتیجهگیری
برای انتخاب روانکارهای پر کاربرد در صنایع برینگ موارد زیادی مانند دما، بار، سرعت، محیط و عمر مورد نظر باید در نظر گرفته شود. علاوه بر این و جدای از مواردی که قبلاً ذکر شد، ویژگیهای مختلفی از گریسها و روغنها وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند مانند جداسازی روغن، از دست دادن ناشی از تبخیر، نقطه ریزش، پایداری اکسیداسیون، سفتی و غیره. به خاطر داشته باشید روانکاری یکی از مهمترین مشخصاتی است که باید در نظر بگیرد.
منابع
- Bearings, J. B. (n.d.). What factors should be considered when choosing a bearing lubricant? Jota Bearing｜ISK Bearings. https://iskbearing.com/news/knowledge/selecting-the-right-lubricant-for-bearings
- Mario. (2022). Bearing lubrication Best practices: What to know and mistakes to avoid. UE Systems. https://www.uesystems.com/bearing-lubrication-best-practices-what-to-know-and-mistakes-to-avoid/?gad_source=1&gclid=CjwKCAjwkNOpBhBEEiwAb3MvvdgSDveIWsJtw488Ptaz1orh4xt1WnAcSzcT_jkQNYjmsM0S74rn3RoCcAUQAvD_BwE
سوالات متداول
روانکنندهها در بلبرینگها برای کاهش اصطکاک، به حداقل رساندن سایش و پارگی، دفع گرما و اطمینان از عملکرد روان و کارآمد اجزا استفاده میشود.
روانکننده های رایج مورد استفاده در صنایع بلبرینگ شامل روغن معدنی، روغن های مصنوعی (به عنوان مثال، PAO، استرها)، گریسها (به عنوان مثال، لیتیوم، سولفونات کلسیم)، گریس سیلیکون، گریس دی سولفید مولیبدن، و روانکنندههای جامد (به عنوان مثال، گرافیت، PTFE).
روغن یک روانکننده مایع است که آزادانه جریان دارد، در حالی که گریس یک روانکننده نیمه جامد با قوام غلیظتر است. روغن روانکار در کاربردهایی با سرعت بالا و اصطکاک کم استفاده میشود، در حالی که گریس در مواردی که نیاز به روانکاری مداوم و محافظت در برابر آلودگی است استفاده میگردد.
معمولاً مخلوط کردن روانکنندههای مختلف در یک بلبرینگ توصیه نمیشود زیرا میتواند منجر به مشکلات ناسازگاری و کاهش عملکرد شود. بهتر است توصیههای سازنده را رعایت کنید و هنگام تعویض روانکار، بلبرینگ را کاملا تمیز کنید.
بله، روغنهای مصنوعی، مانند پلی آلفائولفین ها (PAO) و استرها، معمولا برای کاربردهای ی دمای بالا استفاده میشوند. این روغنها پایداری حرارتی و مقاومت در برابر اکسیداسیون بهتری دارند.
در صنایعی با مقررات سختگیرانه مانند فرآوری مواد غذایی، برای اطمینان از ایمنی باید از روانکنندههای غذایی استفاده کنید. این روانکنندهها باید مطابق با استانداردهای FDA یا معادل آن باشند.
فرکانس روغنکاری مجدد به نوع بلبرینگ، شرایط کارکرد و توصیههای سازنده بستگی دارد. برنامه های نگهداری منظم و نظارت بر وضعیت میتواند به تعیین زمان مورد نیاز برای روغنکاری مجدد کمک کند.
روان کننده های جامد، مانند گرافیت یا PTFE (تفلون)، در بلبرینگهایی استفاده میشود که در آن دوباره پر کردن مداوم روانکننده های مایع امکانپذیر نیست. آنها اصطکاک کمی دارند و برای محیطهایی با دمای بالا و خلاء مناسب هستند.
بسیاری از روانکنندهها را میتوان طبق مقررات محلی بازیافت یا دور انداخت. برخی از روغنها و گریسهای استفاده شده را میتوان برای استفاده مجدد پردازش کرد، در حالی که برخی دیگر ممکن است به دفع مناسب برای جلوگیری از آسیبهای محیطی نیاز داشته باشند.
