فهرست مطالب
فصل اول : 3
روان كاري و هدف از آن 3
تریبولوژی: 4
گرانروی : 11
کلیات 12
خصوصیات یک روانکار : 13
روغن ها : 13
خصوصيات روغن ها : 13
افزودني ها : 15
تخريب روانکار 17
چرا رسوبات تشکيل می شوند؟ 20
مرحله آغازی 23
مرحله انتشار 23
مرحله انتهايی 23
چگونه رسوبات تشکيل می شوند؟ 24
اندازه ذرات و نوع آلودگی 25
واکنش گوگرد/ مس 29
دما 30
دما و انرژی جنبشی 31
چگونه رسوبات می چسبند؟ 31
آلودگی ها چگونه عمل می کنند؟ 32
جداسازی و برداشتن رسوبات: 33
فصل دوم : 35
روانكاري و موارد استفاده از آنها 35
روانکاری کابلها 36
روانکاری مجدد: 36
حفاظت در برابر زنگ زدگی: 37
حفاظت در برابر فرسودگی: 37
کاربرد آسان: 37
افزایش طول عمر کابل: 37
روانکارهای جامد : 38
گريس : 39
فرایند تو لید و مصارف گریس: 40
ساختار 41
کاربرد و اهمیت استفاده از گریس 41
مقایسه کاربرد گریس با روغن: 43
خواص فيزيکی گیریس : 43
گریس و كاربردهای ویژه آن در صنعت: 44
راهنمای کاربرد گریس های 46
گریس ها و طبقه بندی آنها 46
ویژگی های روان کنندگی : 48
آستانه فشار پذیری: 49
مقاومت در برابر خوردگی : 49
رطوبت ناپذیری : 49
گریس های 49
نکته: 68
موارد مصرف: 73
روانکاری آسانسور : 75
ياتاقانهای ضد اصطحکاک : 75
ياتاقانهای غلتشی : 76
روانکار سيم بکسل : 78
ريلهای راهنما : 79
ضربه گيرهای هيدروليکی : 80
روغن های هيدروليک : 81
انتخاب بهترین روغن ماشین 82
نقش روغن موتور: 82
انتخاب روغن موتور: 83
فصل سوم : 84
روانكاري و صرفه جويي در انرژي 84
روانکاری در صنعت: 85
کنترل عملکرد سیالات ماشین کاری 88
تعیین قلیائیت: 91
تعیین رسانش: 91
روش پایداری امولسیون: 92
ظاهر فیزیکی: 92
روغن ها: 92
ضایعات: 93
مشکلات ایجاد شده : علت برخی 93
تغییر رنگ و ظاهر سیال: 94
علت بوی بد: 94
علت کف کردن: 94
فصل اول :
روان كاري و هدف از آن
تریبولوژی:
واژه تريبولوژي از ريشه كلمه يوناني (تريبو) به معني سايش و (لوژي) به معني دانش است. كاربرد اوليه اين علم در يونان باستان، شناخت عوامل حمل سنگهاي بزرگ بر روي سطح زمين و بهبود آنها بوده است. امروزه اين علم شامل مطالعه در مورد نيروي اصطكاك، فرسايش و استفاده از روانكارهاي جديد براي كاهش اين دو اثر است.
در قرن گذشته تحقيقات گسترده اي براي بدست آوردن روانكارهاي بادوام انجام شده كه در نهايت منجر به استفاده از مواد افزودني به روغنها به منظور ارتقاي كيفيت آنها شده است. هدف نهايي تحقيقات در اين زمينه به دست آوردن روانكارهايي است كه هيچگاه نياز به تعويض و يا ترميم نداشته باشند. حاصل اين تلاش شناسايي روانكارهايي متشكل از ذرات بسيار مواد آلي غير اورگانيكي است. تحقيقات در اين زمينه نشان مي دهد اگر اندازه اين مواد از100 نانومتر كمتر شود، ساختار بسيار متفاوتي را پيدا خواهند كرد. محصول بدست آمده نانولوبها (Nanolubricants) ناميده مي شوند. ذرات كروي يا نانوتيوبها كه ساختار اصلي نانولوبها را تشكيل مي دهند، در زمان فعاليت،مانند ميليونها ساچمه مينياتوري بين سطوح متحرك لغزيده و منجر به كاهش نيروي اصطكاك، دما و ارتقاي كارايي ماشين آلات مي شوند. اين ذرات مي توانند به كوچكترين منافذ قطعات نفوذ كرده و عمل روانكاري را بهبود بخشند. كاربرد اين نوع از روانكارها در سطوح ناصاف به مراتب بهتر از روانكارهاي فعلي است به همين دليل توليد كنندگان با استفاده از آنها نياز كمتري به ماشين كاري، صرف وقت و هزينه براي ساخت قطعات ماشين آلات خواهند داشت كه اين عامل، منجر به صرفه جويي در مواد و هزينه مي شود. نانو روانكارها كه در دو گروه جامد و مايع به بازار عرضه خواهند شد باعث كاهش نيروي اصطكاك و در نتيجه نيروي مصرفي و سوخت ماشين آلات مي شوند. همچنين اين مواد به عنوان مواد افزودني براي روانكارها يا بصورت تركيب با مواد ديگر و يا به تنهايي مي توانند مورد استفاده قرار گيرند.
تطابق بهتر با محيط زيست در مقايسه با روانكارهاي متداول امروزي يكي ديگر از مزايايي بسيار خوب نانو روانكارهاست. آزمايش هاي متعددي كه توسط آزمايشگاههاي مختلف فارماكولوژي در آمريكا و اروپا انجام شده سازگار بودن اين گروه از روانكار را با محيط زيست تاييد كرده است.
اين مواد به هيچ عنوان سمي نيستند و موجب آلودگيِ آب، خاك وهوا نخواهند شد.
نانوتريبولوژي در فناوري هاي پيشرفته جديد مانند هموار ساختن سطوح ديسك هاي حافظه كامپيوتر براي افزايش كيفيت ذخيره اطلاعات و كاهش نيروي اصطكاك و انرژي مصرفي و جلوگيري از خوردگي قطعات نقش مهمي ايفا مي كند. در صنايع سنتي مانند اتومبيل و هواپيما، هدف از جايگزين كردن نانو روانكارها بجاي انواع مختلف روانكارهاي در حال مصرف مانند روغن و يا گريس، بي نيازي به تعويض روغن، چسبندگي بهتر به قطعات به صورت فيلم هاي تك لايه اي، تحمل فشار مكانيكي بسيار زياد و دماي كاركرد بيشتر است. حتي از آنها مي توان در سطوح بيروني كشتي و يا هواپيما براي كم كردن نيروي اصطكاك ايجاد شده توسط آب و يا هوا استفاده كرد.
در حال حاضر شركت هاي متعددي مشغول تحقيقات در مورد نسل جديد روانكارها هستند. يك گروه محقق توانسته است محصول جديدي با ساختار چندين شبكه از لايه هاي فيلم بر روي هم كه داراي حفره هاي خالي (براي انعطاف پذيري بيشتر) است را بسازد. عملكرد محصول جديدبه صورت حركت قطعات بر روي تعداد بيشماري از لايه هاي ساخته شده از نانو بلبرينگ هاي سخت است. اين شركت محصول جديد خود را بنام نانو لوب، Nanolub ناميده است. مدير اين سازمان معتقد است كه اين روانكار مي تواند جايگزين انواع روانكارهاي متداول امروزي با6 تا10 برابر بازدهي بهترباشد. ساختار اين بلبرينگها از دي سولفيد تنگستن، WS2 است. در اين ساختار لايه هاي لغزنده بر روي يكديگر باعث كم شدن اصطكاك و منافذ خالي باعث انعطاف پذيري بيشتر روانكار مي شوند. با استفاده از اين مواد، روانكار مي تواند فشار و ضربات مكانيكي بسيار شديدي را تحمل كرده و به صورت ذرات كروي سخت در سطوح ناصاف دندانه دار ميان قطعات متحرك حركت كند. علاوه بر آن، اين مواد برخلاف روانكارهاي معمولي مي توانند در داخل خلل و فرج سطوح ناصاف نفوذ كرده و يك لايه نرم در حد يك مولكول را به وجود آورند. برخي از شركت هاي توليدي براي ساخت نانو روانكارها از ساختار نانو تيوب هاي كربني استفاده كرده اند ولي مشخص شده كه در طول زمان و با وجود نيروي اصطكاك، مواد بكار برد شده متلاشي و تجزيه مي شوند. هم اكنون تحقيق در مورد بهينه سازي اين مواد ادامه دارد. يكي از سازمان هاي تحقيقاتي بنام (NIST) در حال بررسي روش اختلاط مولكولهاي مختلف به صورت يك فيلم تك لايه اي است. اين تحقيق از روش ادغام مولكولها (حداكثر تا4 عدد)، كه هر يك خاصيت ويژه اي مانند مقاومت در برابر سايش و خود ترميمي دارند، استفاده كرده است كه در مجموع، يك نانو روانكار داراي قابليت هاي يكايك ساختارهاي ملكولها خواهد شد. براي مثال در يك تركيب ملكولي چهارتايي، گروه اول مولكولها داراي خاصيت چسبندگي بسيارعالي به سطوح، گروه دوم بوجود آورنده يك فيلم روانكار بسيار مقاوم، گروه سوم محافظ در مقابل ضربات سخت و گروه چهارم حركت در كليه سطوح براي از بين بردن نيروي اصطكاك است.
امروزه دستگاههاي بسياري براي اندازه گيري نيروي اصطكاك، كيفيت روانكارها و ميزان سايش قطعات به صورت سنتي وجود دارد. اين دستگاهها كه تريبوميتر نام دارند، داراي روشهاي مختلفي در عملكرد خود هستند مانند حركت يك ميله،يك كره و يا يك صفحه برروي صفحه ديگر و نظاير آن. اندازه گيري پارامترهاي فيزيكي و شيميايي روانكارها در مقياس نانو داراي پيچيدگي بسيار زياد بوده و بسهولت انجام نمي گيرد. براي اين منظور استفاده از وسايل جديدي مانند ميكروسكپهاي نيروي اتمي، (Atomic force microscope) كه به اختصار AFM نام دارند،ضروريست. اين وسيله مي تواند در مقياس و ابعاد نانو، عملكردهاي متفاوتي شامل مشاهده سه بعدي خوردگي، ترك خوردگي يك سطح، اندازه گيري قطر ذرات جامد و يا مايع روانكارها، سنجش ضخامت فيلم روانكارها در حد تك لايه، محاسبه نيروي اصطكاك، بدست آوردن اشكال سطوح و ناهمواري آنها، اندازه گيري سختي سطوح و قابليت ارتجاع و تغيير در ابعاد نانو را داشته باشد. مزاياي ديگر اين دستگاه عبارتست از: قابليت كاربرد آن براي كليه مواد، شامل: سراميك ها، فلزات، پوليمرها- نيمه هادي ها و مغناطيسها، نور، موارد بصري و عناصر بيولوژيكي در اتمسفر و خلاء.
شركت (ApNano Material ) ، توليد كننده انواع محصولات نانو و اولين سازنده نانولوبها (يك نوع روغن سنتتيك غيرآلي) است. نانولوبهاي ساخته شده كنوني كه در حال حاضر در مقياس آزمايشگاهي توليد مي شوند، غيرسمي و سازگار با محيط زيست هستند كه كيفيت و عملكرد بسيار خوب آنها توسط كارخانه هاي اتومبيل سازي جهان به تاييد رسيده است. همچنين اين مواد مي توانند بجاي ادتيوها براي بهبود كيفيت روغن هاي موتور، دنده و هيدروليك استفاده شوند. مهمترين مزيت اين محصولات كاهش مصرف سوخت و گازهاي زيان آور موتور است. استفاده از نانولوبها در آزمايشگاههاي تحقيقاتي علوم پزشكي نيز بسيار مورد توجه قرار گرفته است. به تازگي شركت اتومبيل سازي فولكس واگن براي ساخت روانكارهايي با كيفيت بالا كه در صنايع هوايي و صنايع برودتي كاربرد دارند، توانسته است با شركت ApNano Material و يك شركت ديگر
آمريكايي با نام Hatco Corporation يك قرارداد مشاركتي منعقد كند.
توليد انبوه تا سه سال آينده با درآمد ساليانه بيش از100 ميليون دلار شروع خواهد شد. درآمد حاصل از فروش ادتيوها سالانه در حدود يك ميليارد دلار براي تمامي توليدكنندگان بوده و با استفاده از مواد نانو مي توانند آن را به37 ميليارد دلار افزايش دهند.
با توجه به موارد اشاره شده، ساخت نانو روانكارها نيازمند هماهنگي بسياري از صنايع توليد كننده، سازندگان مواد افزودني و مصرف كنندگان است. شركت هايي كه بخواهند اين نوع روانكار را توليد كنند با مشكل عمده اي روبرو هستند و آن صرفه اقتصادي در سرمايه گذاري اوليه است. اگر اين روانكارها در ماشين آلات ريخته شوند ديگر تعويض نشده و خريد آنها فقط يكبار بيشتر نيست و پس از اشباع بازار ديگر خريداري برايش وجود نخواهد داشت. اين نوع روانكارها براي مصرف كنندگان بسيار ايده ال است ولي آيا براي توليد كنندگان روانكار نيز همين گونه است؟
توقع ديدن اين محصولات را به اين زودي در مغازه ها نداشته باشيد زيرا براي ساخت750 گرم آن در يك واحد بزرگ توليدي، يك روز كامل فرايند مورد نياز است.
روانکاری
عوامل زیر را در هنگام برنامه ریزی روانکاری تجهیزات لحاظ کنید : – تعداد و محلهای
عوامل زیر را در هنگام برنامه ریزی روانکاری تجهیزات لحاظ کنید : – تعداد و محلهای روانکاری هر دستگاه.
– دوره تناوب روانکاری.
– نحوه و روش روانکاری ( استفاده از پمپ، گریس پمپ، قیف ، برس موئی و( …
– حجم و میزان روانکار.
– نوع روانکار.
– معادل و جایگزین روانکار.
– وضعیت دستگاه حین روانکاری
قبل از برنامه ریزی در خصوص روانکاری تجهیرات و ماشین آلات مطالب زیر مطالعه نمایید :
وظایف عمده روغن عبارتند از :
• ایجاد فیلم روغن بین سطوحی که روی هم می لغزند.
نظیر رینگ و پیستون روی سطح سیلندر و یا میل لنگ روی سطح یاتاقان.
فیلم روغن عبارت است از یک لایه نازک روغنی که بین سطوح قرار گرفته و از تماس دو سطح با یکدیگر جلوگیری می نماید.برای مثال دو قطعه شیشه را اگر بخواهیم روی هم حرکت دهیم ، این کار به سختی صورت می گیرد و دو سطح روی هم اثر تخریبی و خش خواهند گذاشت ولی با استفاده از فیلم روغن بین دو سطح می توان از تماس آنها جلوگیری کرد….
