وظیفه روان کننده
روانکاری بلبرینگ ها نقش مهم و حیاتی برای بلبرینگ ها دارد ولی اغلب اهمیت آن دست کم گرفته می‌شود. مهم ترین وظیفه روان کننده جدا کردن اجزای بلبرینگ (عناصر غلتان، رینگ‌ها) جهت به حداقل رساندن اصطکاک و جلوگیری از سایش است. همچنین روان کننده باید اجازه اتلاف انرژی را نیز بدهد تا از گرم شدن بیش از حد بلبرینگ و خراب شدن آن جلوگیری کند.
ویژگی های روان کننده ها
به طور کلی روان کننده ها باید ویژگی‌های زیر را دارا باشد :
- حفظ ویسکوزیته پایدار در محدوده وسیعی از دما
- استحکام خوب که می تواند بارها را تحمل کند.
- ساختار پایدار که عمر طولانی را فراهم می‌کند.
- غیر خورنده و سازگار با اجزای مجاور
- ایجاد سدی در برابر آلودگی و رطوبت که از یاتاقان نشت نمیکند.
انواع روان کننده ها
- روغن
- گریس
- روانکارهای جامد
روغن
روغن‌های روانکاری به صورت روغن های نفتی و روغن های دستی موجود هستند. نمونه های از روغن های مصنوعی عبارت‌اند از :
- سیلیکون
- دی استرها
- PAO
- ترکیبات فلوئور دار
بلبرینگ های که روانکاری آن ها با روغن صورت می پذیرد، گشتاور راه‌اندازی کمتری از خود نشان می دهند و قابلیت سرعت بالاتری دارند. با این حال، به دلیل اینکه روغن ها در معرض تلفات تبخیر هستند، عمر مفید آن ها در یاتاقان کمتر از گریس است. بلبرینگ های مینیاتوری اغلب فقط یک بار در طول عمر بلبرینگ روغن کاری می شوند که انتخاب روان کننده را بسیار مهم می‌کند. بلبرینگ های بزرگ تر به عنوان بخشی از چرخه تعمیر و نگهداری ماشین آلات در معرض روغن کاری مجدد قرار می گیرند. این بلبرینگ ها اغلب از طریق دستگاه های چرخش روغن که در ماشین آلات یا تجهیزات طراحی شده‌اند، روانکاری می‌شوند.
انتخاب روغن
ویژگی های کلیدی که باید در هنگام انتخاب روغن در نظر گرفته شود شامل محدوده دما، ویسکوزیته و نرخ تبخیر است. روانکاری با روغن روش مناسبی برای روانکاری بلبرینگ ها است ولی ممکن است مشکلاتی در نشت بندی بلبرینگ ها ایجاد کند.
گریس
گریس محبوب ترین ماده برای روانکاری بلبرینگ ها طی سالیان گذشته به حساب می رود زیرا ریختن و نگه داشتن گریس در هوزینگ کار ساده‌ای است و گریس برای محافظت از بلبرینگ مانند نشت بند عمل می‌کند. کیفیت گریس ها با پایداری و دوام محاسبه می‌شود. گریس ها از یک روغن پایه تشکیل شده‌اند که یک غلیظ کننده (85 درصد روغن معدنی و 15 درصد صابون یا قوام دهنده ها) به آن اضافه شده است.
این غلیظ کننده‌ها عمدتاً از صابون های فلزی مانند لیتیوم ( با یک بازده دمایی زیاد، رایج ترین، تولید آسان، ذخیره سازی آسان، پمپ پذیری خوب، جریان پذیری اجازه خروج کثیفی را می دهد.) کلسیم ( مناسب برای سیستم هایی که در معرض آب قرار دارند ولی حداکثر دمای آن 60 درجه سانتی گراد است، مقاومت خوب در برابر آب) و سدیم (خواص نشت بندی خوبی دارد ولی نباید در محیط های مرطوب به کار گرفته شود، فیبری) و آلی (اوره‌ها) یا ترکیبات معدنی تشکیل شده‌اند. در حالیکه این غلیظ کننده ها به شدت بر ویژگی های گریس تأثیر می گذارند، خواص روان کنندگی گریس به روغن پایه آن نسبت داده می شود. علاوه بر این، گریس میتواند حاوی مواد افزودنی باشد که عملکرد آن را بهبود می بخشد.
افزودنی های گریس
انواع افزودنی شامل آنتی اکسیدان، ضد خوردگی، ضد سایش، پرکننده ها، تقویت کننده ها و تقویت کننده های فشار شدید است. محدوده دما، ویسکوزیته روغن پایه و سفتی یا سطح نفوذ ویژگی های کلیدی هستند که هنگام انتخاب گریس باید در نظر گرفته شوند. بیشتر گریس‌های مورد استفاده در بلبرینگ از نوع NLGI درجه 2 هستند. ویسکوزیته روغن پایه در هنگام ارزیابی یک روان کننده گریس بالقوه مورد توجه قرار می گیرد. ویسکوزیته، معیار "جریان پذیری"، مقاومت در برابر جریان ناشی از اصطکاک داخلی بین مولکول های روان کننده است.
کارکرد گریس
این مشخصه ظرفیت حمل بار، ضخامت روان کننده و دمای عملیاتی را تعیین می کند. هر چه ویسکوزیته بیشتر باشد، استحکام روان کننده بیشتر است. ویسکوزیته به عنوان تابعی از دما تغییر می‌کند. هر چه دما بیشتر باشد، ویسکوزیته کمتر است. بنابراین، انتخاب روانکاوها بر اساس محدوده دمایی در حال کار بسیار مهم است. گریس های ویژه با دمای بالا، گریس های ویژه با دمای پایین و گریس هایی با محدوده دمایی بسیار گسترده برای رسیدگی به مشخصات دمایی خاص در دسترس هستند. گریس های مورد استفاده در روانکاری پایداری بین 1 تا 3 دارند که عدد 3 بیشترین مقداری سختی را دارد.
روانکارهای جامد
این‌ها پوشش‌های غیر سیالی هستند که برای جلوگیری از سایش روی سطوح اصطکاکی اعمال می شوند. آن‌ها در شرایط سخت مانند دماهای شدید، خلأ، یا تشعشع که در آن روغن یا گریس نمی تواند استفاده شود و معمولاً به عنوان آخرین راه حل یا گزینه انتخاب می‌شود، استفاده می‌شود.
این پوشش‌ها شامل گرافیت، MoS2، نقره، طلا یا PTFE است. پوشش های سخت شامل TiC یا کروم است. فیلم های جامد بر اساس کاربرد به کاربرد خاص مهندسی می‌شوند. روانکار انتخاب شده و مقدار استفاده شده نیز بر حداکثر سرعت کار و گشتاور، هم درراه اندازی و هم در حال اجرا تأثیر می‌گذارد. در بلبرینگ‌های مینیاتوری، روان کننده می تواند بر سطح نویز تأثیر بگذارد. گریس ها و روغن های فیلتر شده برای استفاده با بلبرینگ های مینیاتوری یا ابزار توصیه می‌شود.
عوامل مهم برای انتخاب روان کننده
روانکاری یکی از مهم ترین مشخصاتی است که طراح باید در نظر بگیرد. هنگام انتخاب روانکار، عواملی ازجمله دما، بار، سرعت، محیط و عمر مورد نظر باید بررسی شوند. علاوه بر این، ویژگی های بسیاری از گریس ها و روغن ها وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند مانند جداسازی روغن، از دست دادن تبخیر، نقطه ریزش، پایداری اکسیداسیون، قابلیت کانال کشی/سفتی و غیره.
گریس رایج ترین روان کننده‌ای است که برای بلبرینگ مورد استفاده در موتورهای الکتریکی و گیربکس صنعتی انتخاب می شود. روغن ها ویژگی های گشتاور کمتری دارند، اما در معرض تلفات تبخیری هستند و همیشه برای روانکاری مادام‌العمر مناسب نیستند. بلبرینگ ها باید تا 50 درصد فضای خالی را پر کند، این فضای خالی باعث می شود روغن اضافه هنگام شروع کار از بلبرینگ خارج شود. در شرایطی که دما خیلی بالا نمی رود و سرعت بلبرینگ پایین است می توان تمام فضا را از گریس پر کرد.