دستگاه‌های مکانیکی مانند گیربکس‌های صنعتی برای عملکرد بهینه، حفظ راندمان و افزایش عمر مفید باید در فواصل زمانی مشخص و طبق دستورالعمل شرکت سازنده روغنکاری شوند؛ منظور از روغنکاری، تخلیه روغن قبلی و پر کردن گیربکس صنعتی از مقدار کافی روغن مناسب است. انواع روغن صنعتی پایه را به سه دسته تقسیم‌بندی می‌کنند:
- روغن طبیعی
- روغن معدنی
- روغن سنتتیک یا مصنوعی
باتوجه‌به ویژگی‌های منحصربه‌فرد روغن‌های معدنی و سنتتیک، دیگر از روغن‌های طبیعی در صنایع استفاده نمی‌شود. روغن معدنی، رایج‌ترین روغن روانکار است که محافظت بالایی در برابر سایش، خوردگی و آلودگی ارائه می‌دهد. این روغن صنعتی از مواد نفتی و مشتقات آن تشکیل شده و به دلیل فراوانی منابع نفتی، بسیار مقرون‌به‌صرفه هستند؛ یکی از معایب روغن‌های معدنی وجود ناخالصی‌هایی است که برای استفاده در دستگاه‌های صنعتی باید تصفیه شوند.
روغن‌های سنتتیک یا مصنوعی، از سنتز مواد شیمیایی تولید شده و خواص روغن‌های معدنی را افزایش داده‌اند؛ این نوع روغن صنعتی بدون ناخالصی بوده و پایداری حرارتی بالا، ویسکوزیته بهبودیافته و عملکرد بهینه‌تری دارد. علاوه بر این، نوع دیگری از روغن‌های صنعتی با نام روغن ترکیبی وجود دارد که مخلوطی از روغن‌های معدنی و مصنوعی است.
با توجه به اهمیت بالای روغنکاری و نگهداری دوره ای از گیربکس صنعتی در طول عمر و عملکرد دستگاه، در این مقاله به بررسی دقیق‌تر انواع روغن صنعتی پرداخته و در موردویژگی‌های آن‌ها صحبت می‌کنیم.
روغن صنعتی چیست؟
روغن صنعتی مایعی است که برای کاهش اصطکاک، جلوگیری از سایش، کاهش حرارت، آب‌بندی و دفع آلاینده‌ها در ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی استفاده می‌شود. روغن‌های صنعتی از دو جزء اصلی تشکیل شده‌اند:
روغن پایه: روغن‌های پایه، ماده اصلی به‌کاررفته در انواع روغن صنعتی هستند و حدود 90% حجم آن را تشکیل می‌دهند.
مواد افزودنی: این مواد ترکیبات شیمیایی خاصی هستند که به روغن‌های پایه اضافه شده و ویژگی‌های روغن روانکاری صنعتی را بهبود می‌بخشند. مواد افزودنی رایج عبارت‌اند از:
- پاک‌کننده‌ها و معلق کننده‌ها (Detergents and Dispersants)
- بهبوددهنده شاخص ویسکوزیته (VI –Improvers)
- مواد ضد اکسیداسیون (Anti-Oxidants)
- مواد ضدسایش (Anti-Wear)
- مواد ضد خوردگی و ضد زنگ‌زدگی (Anti-Rust and Anti-Oxidation)
- مواد پایین‌آورنده نقطه ریزش (Pour Point Depressants)
- مواد ضد کف (Anti-Foam)
ویژگی‌های روغن صنعتی
روغن صنعتی دارای ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی مختلفی است که بررسی آن‌ها در انتخاب روغن متناسب با دستگاه و کاربرد صنعتی نقش مهمی ایفا می‌کنند. از جمله مهم‌ترین مشخصات یک روغن صنعتی عبارت‌اند از:
- ویسکوزیته
- نقطه ریزش
- نقطه اشتعال
ویسکوزیته روغن صنعتی چیست؟
ویسکوزیته (Viscosity)، لزجت یا گرانروی روغن صنعتی، نشان‌دهنده مقاومت روغن در برابر جاری‌شدن است. هرچه ویسکوزیته بالاتر باشد، روغن روانکار غلیظ‌تر و جریان آن کندتر است؛ در مقابل، روغن‌هایی که ویسکوزیته پایین‌تری دارند، رقیق‌تر بوده و جریان سریع‌تری دارند.
گرانروی روغن‌های صنعتی از مهم‌ترین عوامل در عملکرد روانکاری آن‌ها هستند؛ برای اطمینان از جریان مناسب روغن بین قطعات دستگاه و جلوگیری از اصطکاک و سایش آن‌ها باید روغنی با گرانروی مناسب انتخاب شود. ویسکوزیته روغن صنعتی تحت‌تأثیر دما تغییر می‌کند.
با توجه‌به نحوه عملکرد گیربکس‌های صنعتی، این دستگاه‌ها در حین کار حرارت زیادی تولید می‌کنند (به ویژه گیربکس حلزونی)؛ با افزایش دما، ویسکوزیته کاهش یافته و روغن‌های صنعتی رقیق‌تر شده و جریان سریع‌تری خواهند داشت. روغن صنعتی مناسب باید توانایی حفظ عملکرد خود در محدوده دمای عملیاتی دستگاه را داشته‌باشد.
یکی از عوامل تعیین‌کننده کیفیت انواع روغن صنعتی، اندیس یا شاخص ویسکوزیته (Viscosity Index) است؛ این شاخص، مقاومت روغن در برابر تغییر ویسکوزیته در دماهای مختلف را بیان می‌کند. هرچه شاخص ویسکوزیته روغن روانکار بالاتر باشد، دما تأثیر کمتری بر خواص آن خواهد داشت.
نقطه ریزش روغن صنعتی یا Pour Point چیست؟
نقطه ریزش روغن صنعتی (Pour Point)، پایین‌ترین دمایی است که روغن حالت مایع خود را حفظ می‌کند و در دمای پایین‌تر از آن، روغن به حالت جامد در می‌آید. نقطه ریزش یکی از عوامل مهم در انتخاب روغن صنعتی مناسب برای تجهیزات و کاربردهای خاص است. هرچه نقطه ریزش روغن روانکاری صنعتی پایین‌تر باشد، برای کاربردهایی که در دمای پایین انجام می‌شوند، مناسب‌تر است؛ این روغن‌ها حتی در دماهای پایین، جریان کافی برای روانکاری قطعات دستگاه را دارند. استانداردهای مختلفی برای اندازه‌گیری نقطه ریزش روغن‌های صنعتی وجود دارد؛ از جمله معتبرترین این استانداردها می‌توان به ASTM و SAE اشاره نمود.
نقطه اشتعال روغن صنعتی چیست؟
نقطه اشتعال یا Flash Point پایین‌ترین دمایی است که بخار روغن در صورت قرارگرفتن در معرض منبع جرقه، احتراق یا گرمای مستقیم می‌تواند آتش بگیرد. نقطه اشتعال روغن صنعتی، یک شاخص مهم در بررسی خطر آتش‌سوزی و انفجار است؛ انواع روغن صنعتی با نقطه اشتعال بالاتر، خطر آتش‌سوزی و انفجار کمتری دارند. نقطه اشتعال به عواملی مانند نوع روغن، ترکیبات شیمیایی سازنده آن، ویسکوزیته روغن و دمای محیط بستگی دارد.
انواع روغن صنعتی بر اساس کاربرد
انواع مختلفی از روغن‌های صنعتی در بازار وجود دارد که هرکدام برای کاربرد خاصی طراحی شده‌اند. اصلی‌ترین انواع روغن صنعتی بر اساس کاربرد به 4 دسته زیر تقسیم می‌شوند:
- روغن‌موتور: این روغن برای کاهش اصطکاک و سایش بین قطعات موتورهای احتراق داخلی استفاده می‌شود.
- روغن گیربکس: این نوع روغن روانکار برای کاهش اصطکاک بین قطعات گیربکس‌ها استفاده می‌شود.
- روغن هیدرولیک: روغن هیدرولیک برای انتقال نیرو در سیستم‌های هیدرولیک استفاده می‌شود. این روغن بین قطعات متحرک دستگاه هیدرولیک قرار گرفته و از اصطکاک مستقیم بین آن‌ها جلوگیری می‌نماید.
- روغن صنعتی EP: روغن صنعتی EP یا Extended Pressure برای کاربردهایی که تحت‌فشار و بار سنگین قرار دارند، طراحی شده است.
حالا که با انواع روغن صنعتی آشنا شدید، پیشنهاد می‌کنیم مقاله روش‌های روغنکاری گیربکس صنعتی را نیز مطالعه فرمایید.
تفاوت روغن هیدرولیک و روغن گیربکس
یکی دیگر از روانکارهای مایع، روغن هیدرولیک است که بسیاری از افراد به اشتباه آن را با روغن گیربکس یکسان می دانند. اما این تفکری اشتباه است و در این قسمت به بررسی تفاوت روغن هیدرولیک و روغن گیربکس می پردازیم. وظیفه اصلی روغن دنده، محافظت از دنده هایی است که تحت فشار و سرعت بالا کار می کنند؛ این روغن ها برای روانکاری سطوح تماس دنده ها در تجهیزات صنعتی، ماشین آلات و حتی خودروها استفاده می شوند. روغن گیربکس همزمان با خاصیت ضد سایش خود، خاصیت خنک کنندگی هم دارد.
چرخ دنده هایی که تحت بارهای کم کار می کنند، صرفاً نیاز به روغن هایی دارند که در برابر زنگ زدگی و اکسیداسیون از آن ها محافظت نماید و روان کنندگی مناسبی داشته باشد اما چرخ دنده هایی که تحت بارهای سنگین کار می کنند، نیاز به روغن گیربکس با سطح بالایی از مواد افزودنی EP دارند. مواد EP با ویسکوزیته بالاتر به خوبی از چرخ دنده ها محافظت می کنند و روان کننده را به آرامی در سراسر چرخ دنده منتقل می کنند.
از طرف دیگر، روغن هیدرولیک یک ماده روان کننده برای انتقال نیرو در سیستم های هیدرولیک مانند بیل مکانیکی، ترمزهای هیدرولیکی، بالابرها و … است. روغن های هیدرولیک، باید مقاومت بالایی در برابر کاهش حجم تحت فشار و همچنین ویسکوزیته بالایی داشته باشند. به همین منظور، روغن هیدرولیک از مواد افزودنی و روغن های خاصی ساخته می شود تا قدرت را به آرامی و به طور مؤثر منتقل کند. روغن های هیدرولیک نیز مانند روغن گیربکس، خاصیت خنک کنندگی دارند.
به طور کلی، روغن هیدرولیک برای تحمل فشار بالا طراحی شده است و نمی توان به عنوان روانکار از آن استفاده کرد. حتی در بعضی موارد دیده شده است که از این روغن در کمپرسورها استفاده می شود که کاری کاملاً اشتباه است.
گریس
گریس صنعتی نیز از انواع روانکار صنعتی است که در سطح گسترده ای کاربرد دارد. گریس از ترکیب یک روان کننده مایع با یک غلیظ کننده تشکیل شده است. این غلیظ کننده معمولاً صابونی است که با مواد افزودنی دیگر ترکیب شده و به ویژگی های دیگری مانند چسبندگی و مقاومت در برابر خوردگی کمک می کند. گریس صنعتی را نیز می توان با عوامل EP اصلاح کرد تا محافظت بیشتری در برابر بارهای شدید، ضربه های ناشی از بار، توقف و استارت های مکرر و … داشته باشد. حال که با ماهیت گریس آشنا شدیم، می توانیم با انواع گریس صنعتی نیز بیشتر آشنا شویم.
انواع گریس صنعتی
انواع گریس صنعتی مورد استفاده در صنایع مختلف عبارتند از:
- خاک رس بنتونیتی اصلاح شده: از این ماده در دستگاه هایی که در معرض دمای بالا قرار دارند، استفاده می شود. حداکثر دمای استفاده از این گریس 120 تا 180 درجه سانتی گراد بوده و نقطه ریزش آن 260 درجه سانتی گراد است. همچنین این گریس مقاومت بسیار خوبی در برابر آب دارد؛ به همین علت از خاک رس بنتونیتی اصلاح شده در کوره ها به عنوان آب بند استفاده می شود.
- کمپلکس آلومینیوم: این ماده نیز برای دماهای بالا طراحی شده است و اغلب در ماشین آلات صنایع غذایی استفاده می شود.
- لیتیوم 12 هیدروکسی استئارات: از این ماده در درجه اول برای انواع بلبرینگ استفاده می شود. این گریس بافت صاف، مقاومت در برابر آب، محدوده دمایی 120 تا 160 درجه سانتی گراد و نقطه ریزش 193 درجه سانتی گراد دارد. همچنین این گریس برای استفاده طولانی مدت طراحی شده و قابلیت پمپاژ بالایی دارد.
- کمپلکس لیتیوم: مقاومت خوب در برابر آب، بافت صاف، محدوده دمایی 120 تا 180 درجه سانتی گراد و نقطه ریزش 260 درجه سانتی گراد، کمپلکس لیتیوم را به یک گریس همه کاره تبدیل نموده است.
- سدیم تالوات: این ماده عمدتاً در یاتاقان چرخشی که ممکن است کندتر یا قدیمی تر باشد، استفاده می شود. این گریس بافت فیبری، مقاومت نسبتاً ضعیف در برابر آب، حداکثر دمای 120 درجه سانتی گراد و دمای ریزش 200 درجه سانتی گراد دارد؛ با این حال این ماده، خاصیت پیشگیری از زنگ زدگی دارد و مقرون به صرفه تر از سایر موارد است.
- کلسیم 12 هیدروکسی استئارات: این ماده نیز مقاومت خوبی در برابر آب، بافت صاف، حداکثر دمای 120 درجه و نقطه ریزش 140 درجه سانتی گراد دارد.
- پلی اوره: این گریس بافت صاف، مقاومت در برابر آب، حداکثر دمای 120 تا 160 درجه سانتی گراد و نقطه ریزش 237 درجه سانتی گراد دارد و عمدتاً در ماشین آلات مواد غذایی استفاده می شود.
ویژگی های روانکار مناسب برای گیربکس صنعتی
با توجه به تمامی مطالب گفته شده، برخی از ویژگی های روانکار مناسب برای گیربکس صنعتی را می توان در موارد زیر خلاصه کرد:
- ویسکوزیته درست و مناسب: روانکار باید در دما و سرعت کاری گیربکس مورد نظر، توانایی حفظ ویسکوزیته مناسب را داشته باشد.
- ضد خراش و سایش: یک روانکار مناسب باید توانایی جلوگیری از ایجاد خراش و سایش بر روی چرخ دنده ها، وقتی که تحت فشار زیاد کاری هستند را داشته باشد.
- عدم اکسیداسیون و ثبات در برابر حرارت: یک روانکار خوب نباید به راحتی اکسید شود و باید بتواند در محیط های گرم و مرطوب، به مدت طولانی خواص خود را حفظ کند.
- عدم جذب آب: رطوبت موجود در هوای محیط وقتی که گیربکس متوقف می‌شود و دمای آن پایین می‌آید تبدیل به آب می‌شود. روانکار نباید این رطوبت را به خود جذب کند.
- ویژگی ضد کف: اگر روغن به هنگام گردش و هم خوردن در سیستم کف کند، نمی‌تواند یک لایه موثر بر روی قطعات ایجاد کند. این ویژگی برای انواع روانکار صنعتی بسیار مهم است.
- ویژگی ضد خوردگی: انواع روانکار صنعتی، باید از لحاظ شیمیایی خنثی باشند تا از خوردگی اجزای گیربکس جلوگیری شود.
نتیجه گیری
بدون شک، استفاده از روغن روانکار صنعتی مناسب مزایای بسیار زیادی مانند کاهش اصطکاک، جلوگیری از خوردگی، انتقال حرارت مناسب، افزایش راندمان و … را به همراه دارد. هر گیربکس صنعتی با توجه به کاربردها و ساختار خود، نیاز به نوع خاصی از روغن گیربکس یا واسکازین دارد. به‌عنوان مثال برای گیربکس‌های حلزونی از روغن گیربکس با گرید 140 استفاده می‌شود و برای گیربکس هلیکال از گریدهای بالاتر.
تولیدکنندگان گیربکس‌های صنعتی، نوع و میزان روغن مناسب برای هر گیربکس را در کاتالوگ محصول درج کرده‌اند. بانک کاتالوگ وبسایت کالا صنعتی، کاتالوگ تمامی برندهای شناخته‌شده را برای دانلود رایگان در اختیار شما قرار داده‌است. همچنین می‌توانید از طریق شماره‌تلفن 02191304300 با کارشناسان این مجموعه در تماس‌باشید و از مشاوره فنی رایگان بهره‌مند شوید.