عملكرد و كاربرد روانكارها در صنعت

دسته: مکانیک
بازدید: 39 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 145 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 89

رادیکال های آزاد از طریق روش های مختلف تشکیل می شوند یکی از این روش ها، استفاده از انرژی مکانیکی حاصل از فشار ترکیب شده با تغییر شکل برشی و یا تغییرات ناگهانی (شوک) در طول یک فرآیند غیر دمایی است روش دیگر ناشی از وجود اسیدها است که موجب شکستن پیوندهای مولکولی می گردد مولکول های با زنجیر کوتاه و یا متوسط موجود در روغن می توانند تخریب و شكسته شده

قیمت فایل فقط 4,900 تومان

 عملكرد و كاربرد روانكارها در صنعت

تریبولوژی:

واژه تریبولوژی از ریشه كلمه یونانی (تریبو) به معنی سایش و (لوژی) به معنی دانش است. كاربرد اولیه این علم در یونان باستان، شناخت عوامل حمل سنگهای بزرگ بر روی سطح زمین و بهبود آنها بوده است. امروزه این علم شامل مطالعه در مورد نیروی اصطكاك، فرسایش و استفاده از روانكارهای جدید برای كاهش این دو اثر است.
در قرن گذشته تحقیقات گسترده ای برای بدست آوردن روانكارهای بادوام انجام شده كه در نهایت منجر به استفاده از مواد افزودنی به روغنها به منظور ارتقای كیفیت آنها شده است. هدف نهایی تحقیقات در این زمینه به دست آوردن روانكارهایی است كه هیچگاه نیاز به تعویض و یا ترمیم نداشته باشند. حاصل این تلاش شناسایی روانكارهایی متشكل از ذرات بسیار مواد آلی غیر اورگانیكی است. تحقیقات در این زمینه نشان می دهد اگر اندازه این مواد از100 نانومتر كمتر شود، ساختار بسیار متفاوتی را پیدا خواهند كرد. محصول بدست آمده نانولوبها (Nanolubricants) نامیده می شوند. ذرات كروی یا نانوتیوبها كه ساختار اصلی نانولوبها را تشكیل می دهند، در زمان فعالیت،‌مانند میلیونها ساچمه مینیاتوری بین سطوح متحرك لغزیده و منجر به كاهش نیروی اصطكاك، دما و ارتقای كارایی ماشین آلات می شوند. این ذرات می توانند به كوچكترین منافذ قطعات نفوذ كرده و عمل روانكاری را بهبود بخشند. كاربرد این نوع از روانكارها در سطوح ناصاف به مراتب بهتر از روانكارهای فعلی است به همین دلیل تولید كنندگان با استفاده از آنها نیاز كمتری به ماشین كاری، صرف وقت و هزینه برای ساخت قطعات ماشین آلات خواهند داشت كه این عامل، منجر به صرفه جویی در مواد و هزینه می شود. نانو روانكارها كه در دو گروه جامد و مایع به بازار عرضه خواهند شد باعث كاهش نیروی اصطكاك و در نتیجه نیروی مصرفی و سوخت ماشین آلات می شوند. همچنین این مواد به عنوان مواد افزودنی برای روانكارها یا بصورت تركیب با مواد دیگر و یا به تنهایی می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

تطابق بهتر با محیط زیست در مقایسه با روانكارهای متداول امروزی یكی دیگر از مزایایی بسیار خوب نانو روانكارهاست. آزمایش های متعددی كه توسط آزمایشگاههای مختلف فارماكولوژی در آمریكا و اروپا انجام شده سازگار بودن این گروه از روانكار را با محیط زیست تایید كرده است.

 این مواد به هیچ عنوان سمی نیستند و موجب آلودگیِ آب، خاك وهوا نخواهند شد.
نانوتریبولوژی در فناوری های پیشرفته جدید مانند هموار ساختن سطوح دیسك های حافظه كامپیوتر برای افزایش كیفیت ذخیره اطلاعات و كاهش نیروی اصطكاك و انرژی مصرفی و جلوگیری از خوردگی قطعات نقش مهمی ایفا می كند. در صنایع سنتی مانند اتومبیل و هواپیما، هدف از جایگزین كردن نانو روانكارها بجای انواع مختلف روانكارهای در حال مصرف مانند روغن و یا گریس، بی نیازی به تعویض روغن، چسبندگی بهتر به قطعات به صورت فیلم های تك لایه ای، تحمل فشار مكانیكی بسیار زیاد و دمای كاركرد بیشتر است. حتی از آنها می توان در سطوح بیرونی كشتی و یا هواپیما برای كم كردن نیروی اصطكاك ایجاد شده توسط آب و یا هوا استفاده كرد.

در حال حاضر شركت های متعددی مشغول تحقیقات در مورد نسل جدید روانكارها هستند. یك گروه محقق توانسته است محصول جدیدی با ساختار چندین شبكه از لایه های فیلم بر روی هم كه دارای حفره های خالی (برای انعطاف پذیری بیشتر) است را بسازد. عملكرد محصول جدیدبه صورت حركت قطعات بر روی تعداد بیشماری از لایه های ساخته شده از نانو بلبرینگ های سخت است. این شركت محصول جدید خود را بنام نانو لوب، Nanolub نامیده است. مدیر این سازمان معتقد است كه این روانكار می تواند جایگزین انواع روانكارهای متداول امروزی با6 تا10 برابر بازدهی بهترباشد. ساختار این بلبرینگها از دی سولفید تنگستن،‌ WS2 است. در این ساختار لایه های لغزنده بر روی یكدیگر باعث كم شدن اصطكاك و منافذ خالی باعث انعطاف پذیری بیشتر روانكار می شوند. با استفاده از این مواد، روانكار می تواند فشار و ضربات مكانیكی بسیار شدیدی را تحمل كرده و به صورت ذرات كروی سخت در سطوح ناصاف دندانه دار میان قطعات متحرك حركت كند. علاوه بر آن، این مواد برخلاف روانكارهای معمولی می توانند در داخل خلل و فرج سطوح ناصاف نفوذ كرده و یك لایه نرم در حد یك مولكول را به وجود آورند. برخی از شركت های تولیدی برای ساخت نانو روانكارها از ساختار نانو تیوب های كربنی استفاده كرده اند ولی مشخص شده كه در طول زمان و با وجود نیروی اصطكاك، مواد بكار برد شده متلاشی و تجزیه می شوند. هم اكنون تحقیق در مورد بهینه سازی این مواد ادامه دارد. یكی از سازمان های تحقیقاتی بنام (NIST) در حال بررسی روش اختلاط مولكولهای مختلف به صورت یك فیلم تك لایه ای است. این تحقیق از روش ادغام مولكولها (حداكثر تا4 عدد)، كه هر یك خاصیت ویژه ای مانند مقاومت در برابر سایش و خود ترمیمی دارند،‌ استفاده كرده است كه در مجموع، یك نانو روانكار دارای قابلیت های یكایك ساختارهای ملكولها خواهد شد. برای مثال در یك تركیب ملكولی چهارتایی، گروه اول مولكولها دارای خاصیت چسبندگی بسیارعالی به سطوح، گروه دوم بوجود آورنده یك فیلم روانكار بسیار مقاوم، گروه سوم محافظ در مقابل ضربات سخت و گروه چهارم حركت در كلیه سطوح برای از بین بردن نیروی اصطكاك است.

امروزه دستگاههای بسیاری برای اندازه گیری نیروی اصطكاك، كیفیت روانكارها و میزان سایش قطعات به صورت سنتی وجود دارد. این دستگاهها كه تریبومیتر نام دارند، دارای روشهای مختلفی در عملكرد خود هستند مانند حركت یك میله،‌یك كره و یا یك صفحه برروی صفحه دیگر و نظایر آن. اندازه گیری پارامترهای فیزیكی و شیمیایی روانكارها در مقیاس نانو دارای پیچیدگی بسیار زیاد بوده و بسهولت انجام نمی گیرد. برای این منظور استفاده از وسایل جدیدی مانند میكروسكپهای نیروی اتمی، (Atomic force microscope) كه به اختصار AFM نام دارند،‌ضروریست. این وسیله می تواند در مقیاس و ابعاد نانو، عملكردهای متفاوتی شامل مشاهده سه بعدی خوردگی، ترك خوردگی یك سطح، اندازه گیری قطر ذرات جامد و یا مایع روانكارها، سنجش ضخامت فیلم روانكارها در حد تك لایه، محاسبه نیروی اصطكاك، بدست آوردن اشكال سطوح و ناهمواری آنها، اندازه گیری سختی سطوح و قابلیت ارتجاع و تغییر در ابعاد نانو را داشته باشد. مزایای دیگر این دستگاه عبارتست از: قابلیت كاربرد آن برای كلیه مواد، شامل: سرامیك ها، فلزات، پولیمرها- نیمه هادی ها و مغناطیسها،‌ نور، موارد بصری و عناصر بیولوژیكی در اتمسفر و خلاء.

شركت (ApNano Material ) ، تولید كننده انواع محصولات نانو و اولین سازنده نانولوبها (یك نوع روغن سنتتیك غیرآلی) است. نانولوبهای ساخته شده كنونی كه در حال حاضر در مقیاس آزمایشگاهی تولید می شوند، غیرسمی و سازگار با محیط زیست هستند كه كیفیت و عملكرد بسیار خوب آنها توسط كارخانه های اتومبیل سازی جهان به تایید رسیده است. همچنین این مواد می توانند بجای ادتیوها برای بهبود كیفیت روغن های موتور، دنده و هیدرولیك استفاده شوند. مهمترین مزیت این محصولات كاهش مصرف سوخت و گازهای زیان آور موتور است. استفاده از نانولوبها در آزمایشگاههای تحقیقاتی علوم پزشكی نیز بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به تازگی شركت اتومبیل سازی فولكس واگن برای ساخت روانكارهایی با كیفیت بالا كه در صنایع هوایی و صنایع برودتی كاربرد دارند، توانسته است با شركت ApNano Material و یك شركت دیگر
آمریكایی با نام Hatco Corporation یك قرارداد مشاركتی منعقد كند.
تولید انبوه تا سه سال آینده با درآمد سالیانه بیش از100 میلیون دلار شروع خواهد شد. درآمد حاصل از فروش ادتیوها سالانه در حدود یك میلیارد دلار برای تمامی تولیدكنندگان بوده و با استفاده از مواد نانو می توانند آن را به37 میلیارد دلار افزایش دهند.
با توجه به موارد اشاره شده، ساخت نانو روانكارها نیازمند هماهنگی بسیاری از صنایع تولید كننده، ‌سازندگان مواد افزودنی و مصرف كنندگان است. شركت هایی كه بخواهند این نوع روانكار را تولید كنند با مشكل عمده ای روبرو هستند و آن صرفه اقتصادی در سرمایه گذاری اولیه است. اگر این روانكارها در ماشین آلات ریخته شوند دیگر تعویض نشده و خرید آنها فقط یكبار بیشتر نیست و پس از اشباع بازار دیگر خریداری برایش وجود نخواهد داشت. این نوع روانكارها برای مصرف كنندگان بسیار ایده ال است ولی آیا برای تولید كنندگان روانكار نیز همین گونه است؟

توقع دیدن این محصولات را به این زودی در مغازه ها نداشته باشید زیرا برای ساخت750 گرم آن در یك واحد بزرگ تولیدی، یك روز كامل فرایند مورد نیاز 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.

• جلوگیری از زنگ زدن قطعات داخلی.
• جذب حرارت از قطعات داخلی و انتقال آن به جداره های بیرونی.
• آب بندی محفظه بمنظور جلوگیری از خروج گازهای متصاعد شده در موتورها.
• شناورسازی براده ها و ذرات ریز داخلی و انتقال انها به داخل فیلترها.
واضح است که روغنی دارای کیفیت بالاتر است که بتواند پنج وظیفه فوق را بهتر انجام دهد.
یکی از خصوصیات مهم در شناسایی روغن گرانروی یا ویسکوزیته (viscosity) آن می‌باشد.

گرانروی :

 عبارت است از مقاوت روغن در مقابل جاری شدن.

روغن بایستی نه آنقدر غلیظ باشد که نتواند داخل شیارهای نفوذ کند و نه آنقدر دارای غلظت کمی باشد که همواره بین قطعات نشست نموده و فیلم روغن را تشکیل ندهد.
روغنها در بازار معمولاً با اعدادی مانند 30،40، 50 معرفی می شوند و این اعداد نشان دهنده زمانی هستند که حجم ثابتی از روغن در دمای 40 درجه سانتی گراد از یک قیف استاندارد جاری می شود.

در تهیه برنامه روانکاری می توان از سرویسهای خدماتی و مشاوره ای که توسط تولید کنندگان روغن های صنعتی ارائه می گردد استفاده نمود.داشتن لیست روغن های مشابه و مرغوب با مارک های متفاوت می تواند بخش نت را در انتخاب انواع روغنهای مناسب و قابل استفاده یاری نماید.بدیهی است که باید تا حد ممکن از بکارگیری تنوع زیاد روغن های صنعتی خوداری شود.

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... )
- حجم و میزان روانکار.
- نوع روانکار.
- معادل و جایگزین روانکار.
- وضعیت دستگاه حین روانکاری

کلیات

روانکاری " مناسب " یکی از مهمترین قسمتهای هر برنامه نگهدای می باشد . کلمه کلیدی در اینجا کلمه مناسب است . یک روانکاری مناسب زمانی انجام می شود که موارد زیر در آن رعایت شود :

 1. استفاده از روانکار مناسب

 2. استفاده صحیح و به کار بردن مقدار مناسب روانکار

 3. چک کردن و کنترل کردن در بازده های زمانی تعیین شده اگر از روانکار نامناسب استفاده شود و یا به صورت نا صحیح از روانکار استفاده گردد ، نتایج اغلب ، بسیار نامطلوبتر از زمانی است که شما هیچگونه روانکاری انجام نداده باشید . هیچ نوع روانکار جادوئی وجود ندارد که تمامی نیازهای روانکاری را پوشش دهد و باعث صرفه جوئی های غیرمعمول نظیر افزایش عمر روانسازها و یا کاهش ضررهای ناشی از اصطحکاک گردد .

مانند همه محصولات دیگر ، افرادی که در کار فروش روانکار هستند ادعاهائی در مورد قابلیت های محصول خود مطرح می کنند که تاکنون توسط تست ها و آزمایشهای فنی تأئید نشده است .

خصوصیات یک روانکار :

روغن ها :

روغن معدنی یکی از معمولترین روانکارها می باشد و به غیر از چند استثناء برای روانکاری اغلب آسانسورها و پله برقی ها به کار برده می شود . از انواع دیگر روانکارها می توان به روغن های گیاهی ، سیلیکونی ، فسفات استر ، فلوروکربنها اشاره کرد . از روغنهای ذکر شده تنها نوع سیلیکونی کاربرد زیادی در صنعت آسانسور دارد . سایر روانکارها در موارد خاص کاربرد دارند و از آنها ممکن است تنها در شرایط خاصی استفاده شود .

خصوصیات روغن ها :

1. گرانروی یکی از مهمترین خصوصیات یک روغن بوده و نیز یکی از معیارهای سنجش غلظت روغن است . هر چه این عدد بیشتر باشد نشان دهنده غلظت بیشتر روغن است . گرانروی یک روغن بر اساس زمانی که مقدار 60 میلی لیتر از آن در دمای تعیین شده از یک منفذ استاندارد عبور می کند برحسب ثانیه تعیین می گردد . واحدهای گرانروی Saybolt Second Universal ) SSU ) می باشند . از گرانروی مطلق و گرانروی کینماتیک نیز ممکن است استفاده شود . گرانروی کینماتیک با واحد سانتی استوک به صورت وسیعی در مهندسی و آزمایشگان به کار می رود و نشان دهنده استحکام برشی روغن است . در سیستم SAE ، درجه بندی روغن موتور به صورت حداکثر و حداقل گرانروی در یک دامنه تغییر دما تعیین می گردد . به طور مثال ، SAE 5W-20 دارای گرانروی بالاتری در دمای 200 درجه فارنهایت بوده و معمولاً به عنوان روانکار برای سیم بکسل ها به کار برده می شود . روغن های با گرانروی کمتر معمولاً به " روغنهای سبک " معروف هستند .

هنگام استفاده از سیستم SSU برای نشان دادن میزان گرانروی حتماً باید دمائی که در آن اندازه گیری انجام شده ذکر شود . از آنجائی که گرانروی با دما تغییر می کند ، بی معنا خواهد بود اگر که گرانروی را بدون مشخص کردن دمای مربوطه استفاده کنیم .

1. شاخص گرانروی ، بیانگر عددی تغییر در گرانروی متناسب با تغییرات دما می باشد . هرچه که مقدار این شاخص بیشتر باشد ، گرانروی به میزان کمتری با دما تغییر می کند . کمترین میزان شاخص گرانروی صفر و بالاترین میزان آن 100 می باشد . هنگامی که این شاخص پایه گذاری شد ، مقیاس طوری تعیین شده بود که 100 حداکثر مقدار شاخص قابل دسترسی بود . با این وجود بعضی از روغن های جدید ، به خصوص روغن های مصنوعی ممکن است دارای شاخص گرانروی بالای 150 باشند .
2. نقطه ریزش ، دمائی است که در آن روغن در شرایط از پیش تعیین شده ، جاری می‌شود .
3. نقطه اشتغال ، دمائی است که در آن دما در حضور اکسیژن ، احتراق اتفاق می افتد .
4. نقطه آنیلین ، معیار و مقیاسی است برای نمایش قابلیت حلالیت یک محصول نفتی .

افزودنی ها :

به تمامی روانکارها افزودنی های مختلفی برای بالا بردن و بهبود عملکرد و خواص افزوده می شود .

1. بهبود دهنده شاخص گرانروی : این افزودنی میزان تغییر گرانروی را نسبت به دما کاهش می دهد. روغن های چند درجه دارای چنین افزودنی هائی هستند .
2. زداینده ها : از این افزودنی برای کاهش رسوب در اطراف قطعات متحرک ، استفاده می شود .
3. پراکنده ها : برای معلق نگاه داشتن آلودگی ها در داخل روغن و جلوگیری از جمع شدن آنها بر روی سطوح جدا کننده ها لغزش روی آن انجام می شود کاربرد دارند . این افزودنی همچنین باعث می شود تا بتوان آلودگیهای بزرگ را به راحتی فیلتر و تصفیه کرد .
4. عاملهای ضد سائیدگی : این افزودنی ها برای کاهش اصطحکاک در مواردی که فشار بالاست کاربرد دارد .
5. آنتی اکسیدان ها : این گونه افزودنی ها برای کاهش میل به ترکیب شیمیائی روغن با اکسیژن به کارگرفته می شود .
6. کاهنده های زنگ و خوردگی : این افزودنی ها را برای خنثی کردن اسید هائی که در اثر استفاده دراز مدت از روغن تولید شده ، استفاده می شود .
7. پیراینده های اصطکاک : از این افزودنی ها برای بهبود خاصیت کاهندگی اصطحکاک روغن استفاده می شود .
8. کند کننده های نقطه ریزش : این افزودنی ها باعث کاهش تشکیل کریستالهای مومی در دماهای پائین می شوند و به همین سبب دمای ریزش کاهش پیدا می کند .
9. کاهنده های کف ( ضد کف ) : روغنی که دارای کف باشد روانکار بسیار ضعیفی است.

این افزودنی ها باعث از بین رفتن حباب های هوا شده و میزان کف موجود در روغن را کاهش می دهند. برای شرایط و نیازهای خاص ، افزودنی های دیگری نیز وجود دارند . ترکیب دقیق شیمیائی افزودنی ها برای تولید کنندگان آنها جزء رازهای تجاری محسوب می گردد . به طور معمول ، یک تولید کننده ، روانکار خود را با یک نام و نشان تجاری خاص عرضه می کند .

معمولاً بهتر است از روانکارهائی که کارخانه تولید کننده مشخص می کند استفاده شود . حتی اگر بهای آن از سایر روانکارهای موجود گرانتر باشد . از تولید کنندگانی که ادعا می کنند با دو یا سه نوع روانکار تمامی نیازهای روانکاری را پوشش می دهند برحذر باشید . استفاده از روغن و روانکار نامناسب می تواند عواقب بسیار جبران ناپذیری را در پی داشته باشد .

کاهش تشکیل آلاینده ها و رسوبات در تجهیزات، موجب بهبود کارآیی و افزایش طول عمر آنها می گردد:

در جعبه دنده ها، دستگاههای هیدرولیک و موتورها پس از مدت کوتاهی کار، آلودگی هایی ناشی از اکسید شدن روغن در حین کار بروز می کند که علت اصلی آن وجود آب و ذرات ناشی از اصطکاک است. در نتیجه اکسید شدن روغن رسوبات صمغی و لجن در روغن تولید می گردد که خود باعث آلودگی روغن می شود در نهایت این آلودگی ها سبب تخریب روغن، افزایش دمای کارکرد، مصرف بیشتر انرژی، سایش اجزاء دستگاه و ... می شود. حتی ممکن است در دستگاه های جدید نیز این گونه آلودگی ها که موجب بروز مشکلات فوق می گردند مشاهده شود.

امروزه به کمک تکنولوژی های جدید می توان آلودگی ها را در دستگاه های در حال کار کاهش داد مثلا سطوح فلزی به گونه ای طراحی شده اند تا عوامل فعال کننده سطحی آنها مانع از تشکیل رسوبات صمغی بر روی سطوح فلزی شود. این فرآیند موجب افزایش عمر دستگاه و کاهش فرسودگی فلزات، کاهش دمای عملیات و مصرف انرژی می شود.

تخریب روانکار

درک اساسی چگونگی تشکیل رسوبات به منظور هدایت سیستم به سمت بهبود قابل اطمینان وضعیت، ضروری است. تشکیل رسوبات هنگامی که روانکار تخریب و به ترکیبات دیگر تبدیل می گردد، بیشتر می شود. روش های مشخصی برای کاهش سرعت تشکیل رسوبات وجود دارد. روانکارها می توانند به دلایل مختلف (جدول 1) تخریب شده و تولید لجن، لاک و رسوبات کنند. هنگامی که روانکار اکسید می شود، مواد فعالی را تشکیل می دهد که با تغییر ساختار به رسوبات مختلف تبدیل می شوند.

جدول 2 انواع رسوبات تشکیل شده و مشکلات ایجاد شده به هنگام تخریب روغن روانکار را نشان می دهد.

رسوبات با پایه هیدروکربنی نظیر مواد صمغی، مواد چسبناک و لجن، ناشی از روغن اکسید شده هستند. این مواد معمولا دارای اندازه مولکولی بزرگ در مقایسه با سایر ترکیبات موجود در روانکار (به غیر از روغن پایه) هستند.

به طور کلی دو روش پلیمریزاسیون مرحله ای و پلیمریزاسیون زنجیری        موجب تولید مولکول های بزرگ می گردند. پلیمریزاسیون مرحله ای از طریق واکنش های مرحله ای بین عوامل شیمیایی مولکول های واکنش گر انجام می گیرد. اندازه مولکول با سرعت نسبتا کمی افزایش می یابد. دو مولکول فعال با یکدیگر ترکیب شده و تولید مولکول فعال دیگری را می نماید و این مولکول بزرگ با یک مولکول دیگر ترکیب می شود ... و به همین منوال این عمل ادامه می یابد تا زمانی که مولکول های بزرگ پلیمر تشکیل گردند.

پلیمریزاسیون زنجیری نیاز به یک مولکول آغازگر دارد که این مولکول معمولا به شکل رادیکال آزاد و یا سایرگونه های فعال (آنیون ها یا کاتیون ها) ممکن است توسط شرایط موجود در جعبه دنده ها (transmissions انتقال دهنده های نیرو)، سیستم های هیدرولیک یا موتور تولید گردند. پلیمریزاسیون زنجیری توسط انتشار مولکول فعال از طریق تعداد زیادی از مولکول های بزرگ فعال دیگر صورت می گیرد.

جدول 1. منابع تشکیل رسوب
عملکرد	مکانیزم
روغن پایه	روغن پایه شامل یک یا بیشتر از اجزاء و عوامل زیر است: اجزای سبک، گوگرد، هیدروکربن های با وزن مولکولی پایین
ناکافی بودن غلظت مواد افزودنی مؤثر	غلظت کم مواد و عوامل ضد سایش و نیز اصلاح کننده های اصطکاک موجب ایجاد خوردگی در فلزات و نیز تشکیل حرارت منطقه ای دراثر اصطکاک می گردد. غلظت پایین دمولسیون کننده می تواند موجب تشکیل امولسیون روغن شده که خود موجل افزایش اکسیداسیون روغن می گردد.
فلزات زرد (مس _ برنج _ برنز)	آلودگی های حاصل از منابع خارجی و داخلی می توانند به عنوان کاتالیست فرآیند اکسید شدن روغن عمل کنند و موجب تخریب مواد افزودنی و تشکیل رسوبات شوند.
حرارت	دمای بالای محیط، حرارت عملیات (ناشی از انرژی سینتتیکی حاصل از احتراق)، گرمای اصطکاک (ناشی از تماس فلز با فلز) و فشار (ناشی از ورود هوا و یا عملیات ) موجب تسریع در اکسیداسیون روغن و تخریب مواد افزودنی گردند.
آب	محصولات جانبی احتراق و یا آلودگی های خارجی می توانند باعث افزایش اکسید شدن روغن و تشکیل رسوبات و کاهش و تخریب مواد افزودنی گردند.
اسیدها	می توانند هنگامی که روغن پایه به صورت ترکیبات فعال و واکنش پذیر شکسته می شود، تشکیل گردند. این عمل موجب تولید لجن، صمغ و رسوبات می شود همچنین اسیدها از طرِق منابع خارجی از قبیل شستشو با اسید می توانند وارد سیستم شوند. انواع عمومی این اسیدها شامل: اسید سولفوریک، اسید نیتریک و اسیدهای کربوکسیلیک هستند.
مواد قلیایی و حلال ها	آلودگی های خارجی موجب شکستن مولکول های روغن به ترکیبات فعال می گردد. ترکیبات فعال می توانند پلیمریزه شده و تولید رسوبات شبیه به رزین نمایند.

چرا رسوبات تشکیل می شوند؟

دلایل متعددی برای تشکیل رسوبات در سیستم های روانکاری وجود دارد. به طور کلی، روغن از یک ساختار مولکولی به ساختار دیگری تغییر شکل می یابد و رسوبات به صورت مخلوطی از آلودگی ها نظیر دوده حاصل از روغن موتور و یا لجن های ناشی از ورود گرد و غبار در روغن هستند. همچنین این رسوبات ممکن است ناشی از مواد صمغی تشکیل شده در شرایط دمای بالا و بار زیاد بر روی اجزاء دستگاه باشند. بیشتر اوقات رسوبات ناشی از تخریب روغن پایه و تشکیل ترکیبات جدید در اثر تغییر ساختار روغن است که در طول مراحل مختلف توسعه می یابد. اولین مرحله عبارت است از شکل گیری ترکیبات فعال و یا رادیکال آزاد که ناشی از عوامل مختلفی است. ابتدا این ترکیبات در سیستم ترکیب و یا پلیمریزه شده و به ترکیبات جدیدی به شکل رسوبات تبدیل می شوند. شرایط محیطی مختلفی موجب سهولت ایجاد رسوبات می شوند که از جمله عبارتند از:

دما، فشار، آب، حلال ها، اسیدها، ترکیبات قلیایی و فلزات مختلف.

جدول 2. نگاهی به رسوبات معمول در روانکارها
رسوب و تشکیل آن	مکانیزم  بالقوه
رسوبات در یاتاقان، سیلندر، پیستون، دنده ها، پمپ ها و توربین ها یافت می شوند. روغن یا سوخت اکسید شده، تشکیل مواد چسبناک می دهد و این ترکیبات تبدیل به رسوباتی حاوی مولکول هایی می گردند که در روغن غیر قابل حل هستند.	پوشش لاک مانند، موجب سایش دنده ها به دلیل افزایش غیر متعادل مصرف انرپی می گردد. این عامل مربوط به عدم روانکاری مناسب در سطح فلز و افزایش گرانروی روغن است.
رسوبات صمغی در یاتاقان، سیلندر، پیستون، دنده ها، پمپ ها و توربین ها یافت می شوند. هرگاه لایه رسوب بر روی سطوح در معرض دما و فشار بالاتر قرار گیرد، پخته شده و غیر قابل حذف می شود.	رسوبات صمغی منجر به سایش دنده ها ناشی از افزایش مصرف انرژی شده و باعث افزایش دما به دلیل فقدان روانکاری برروی سطح فلز می گردد. برداشتن این لایه بسیار مشکل است.
لجن در داخل ظروف روغن، وسایل نگهداری و ذخیره و نیز یاتاقان ها تشکیل می گردد. تشکیل لجن از وقتی شروع می شود که آلودگی ها شروع به ته نشین شدن در خارج از روغن می نمایند. رسوبات با جمع شدن آلودگی ها بر روی یکدیگر افزایش یافته و منجر به تخریب مواد افزودنی و اکسیداسیون آنها می گردند.	لجن مجموعه ای از آب، ترکیبات کربنی، روغن اکسید شده و ترکیبات اسیدی است که منجر به تخریب بیشتر روغن می گردد. لجن می تواند مانع از جاری شدن روغن شده که خود منجر به افزایش فشار، دما، خوردگی و گرانروی روغن می گردد.
مواد چسبناک، به طور معمول در محفظه روغن و یا ناحیه احتراق موتور یافت می شوند. ترکیبات چسبناک هنگامی که هیدروکربن های روغن و یا سوخت و نیز مصولات حاصل از احتراق در اثر دمای بالا شکسته می شوند، تشکیل می گردد. مواد چسبناک به عنوان متصل کننده آلودگی ها به پیستون ها، رینگ ها و لوله ها عمل می نمایند.	مواد چسبناک می توانند برروی لوله ها، پیستون ها، حلقه ها، شیارهای رینگ (ring grooves) و دیواره های سیلندر تشکیل گردند و موجب ایجاد آلودگی و نیز ترکیبات زائدی که باعث محدود شدن روانکاری است، باشند. کاهش روانکاری موجب افزایش اصطکاک و خوردگی و نیز محدود نمودن وظیفه انتقال حرارت روغن روانکار می گردد.
رسوبات کربنی موجود در تمام سیستم های روانکاری از قبیل موتورها، بلبرینگ ها، پمپ ها، دنده ها و یاتاقان ها، بیشترین شکل این رسوبات به صورت دوده است. همچنین می توانند به صورت ترکیبات شبه قیر نیز وجود داشته باشند. دوده شکل پیشرفته تشکیل رسوب است.	به محض تشکیل رسوبات کربنی، آلودگی های اضافی تشکیل شده موجب تسهیل در اکسیداسیون می گردد. رسوبات می توانند تشکیل یک توده ژله ای و یا سیال را بدهند. رسوبات باعث محدود شدن جریان روانکار و عملکرد مواد افزودنی می گردند.

رادیکال های آزاد از طریق روش های مختلف تشکیل می شوند. یکی از این روش ها، استفاده از انرژی مکانیکی حاصل از فشار ترکیب شده با تغییر شکل برشی و یا تغییرات ناگهانی (شوک) در طول یک فرآیند غیر دمایی است.

روش دیگر ناشی از وجود اسیدها است که موجب شکستن پیوندهای مولکولی می گردد. مولکول های با زنجیر کوتاه و یا متوسط موجود در روغن می توانند تخریب و شكسته شده و تولید رادیکال های آزاد نمایند. رادیکال های دارای زنجیر کوتاه به سرعت به گونه های شبیه به خود و یا آلودگی ها متصل شده و توسط پلیمریزاسیون به رسوبات تبدیل می گردند. روغن با مولکول های زنجیر بلند، رادیکال هایی با فعالیت کمتر، تولید می کند که دلیل آن ناشی از طول پیوند و حرکت محدود مولکولی است.

حرارت زیاد و فشار نیز می تواند باعث شکسته شدن پیوند مولکولی شده و تشکیل رادیکال آزاد نماید که با پلیمریزاسیون رادیکال ها رسوبات ایجاد می شوند.

آرایش های مولکولی بی شماری در رسوبات وجود دارد، چنانچه قبلا اشاره شد، تشکیل رسوبات به طور کلی نتیجه تخریب روغن پایه و تبدیل آن به ترکیبات فعال است. اولین مولکول فعال تشکیل شده و طی واکنش با سایر ترکیبات فعال دیگر تغییر ساختار داده و تولید رسوب می کند. واکنش کلی برای تشکیل رادیکال آزاد و پلیمریزاسیون زنجیری در سه مرحله اتفاق می افتد:

مرحله آغازی

پلیمریزاسیون زنجیری رادیکال نوعی پلیمریزاسیون است که در آن یک رادیکال آزاد با زنجیر بلند با حمله به رادیکال های آزاد دیگر، (اسیدها و یا گونه های فعال که ناشی از تاثیر حرارت، آب، اسیدها، آلودگی ها و غیره هستند) مولکول اولیه را تشکیل می دهند

قیمت فایل فقط 4,900 تومان

برچسب ها : عملكرد و كاربرد روانكارها در صنعت , طرح توجیهی عملكرد و كاربرد روانكارها در صنعت , دانلود عملكرد و كاربرد روانكارها در صنعت , مکانیک , كاربرد روانكارها در صنعت , روانكارها در صنعت , تریبولوژی , , گرانرویدوره تناوب روانکاری , وضعیت دستگاه حین روانکاری , خصوصیات روغن ها , دانلود طرح توجیهی , پروژه دانشجویی , دانلود پژوهش , دانلود تحقیق , پایان نامه , دانلود پروژه