در مقاله ای که پیش رو دارید قصد داریم شما را با تقسیم بندی انواع روانکار ها آشنا کنیم. این مقاله دارای اطلاعات فنی و تخصصی روغن های صنعتی می باشد و با نگاه حرفه ای توضیح داده شده است. با روغن سیتی همراه باشید.
روانکاری چیست؟
روانکاری یا Tribology به عنوان علم تسهیل حرکت نسبی سطوح در تماس با یکدیگر تعریف شده است. روانکاری یعنی کاهش اصطکاک بین دو سطح با استفاده از یک ماده روانکار.
تقسیم بندی انواع روانکار ها
روانکارها را از نظر نوع حالت نیز می توان طبقه بندی کرد:
- روان کننده های گازی
- روان کننده های مایع
- گریس ها
- روان کننده های جامد
روانکارهاي گازي
روانکارهاي گازي مثل هوا، هليوم، بخار مايعات و … در موارد درجه حرارت‌هاي خيلي بالا و يا پايين، سرعت بسيار زياد و بارکم و يا در مواردي که پرتوهاي هسته‌اي در محيط وجود دارند، استفاده مي‌شوند. يکي از خصوصيات بسيار مهم روانکارهاي گازي اين است که گرانروی آنها با تغيير درجه حرارت تغيير چنداني نمي‌کند و به همين دليل اين روانکارها قادرند در گستره‌ی وسيعي از کاربردهاي صنعتي مورد استفاده قرار گيرند.
علاوه بر اين چون گازها سبک‌تر از مايعات هستند و مي‌توان وزن آنها را ناديده گرفت، اين موضوع باعث مي‌شود در سرعت‌‌هاي خيلي بالا همچنان جريان آنها آرام و يکنواخت باقي بماند. به همين جهت در ياتاقان‌هاي با سرعت خيلي زياد بهتر از روانکارهاي مايع عمل می کنند.
روانکارهاي گازي اصطکاک کمي دارند، عاري از ناخالصي‌اند و خاصيت سرريزي که در مورد روانکارهاي مايع و گريس‌ها پيش مي‌آيد را ندارند. علاوه بر آن اين نوع روانکارها بدليل سرريز نکردن مي‌توانند مواد مطمئني در صنايع غذايي، داروئي و شيميايي نيز باشند.
روانکاري اولتراسانتريفيوژها، ماشين‌هاي ابزار سنگ‌زني دقيق که با سرعت زياد کار مي‌کنند، چرخ مته دندانپزشکي، راکتورهاي اتمي، ماشين‌هاي ريسندگي پرسرعت، توربين‌هاي گازي، موتور جت و … از جمله موارد کاربرد اين دسته از روانکارها هستند.
روانکار های مايع
مهمترين روانکارهاي مايع روغن‌ها هستند که خود به دو دسته بزرگ روغن‌هاي معدني و روغن‌هاي سنتزي تقسيم‌بندي مي‌شوند. اين نوع روانکارها رايج‌ترين و پرمصرف‌ترين نوع روانکارها هستند. هر دو دسته به نوعي از مشتقات نفت خام به حساب مي‌آيند، با اين تفاوت که روغن‌هاي معدني از انجام يک سري عمليات تفکيک بر روي نفت خام و حداکثر يک واکنش شيميايي کنترل شده به‌دست مي‌آيند درصورتيکه براي توليد روغن‌هاي سنتزي واکنش‌هاي شيميايي کنترل شده بيشتري مورد نياز است و به همين دليل قيمت تمام شده روغن‌هاي سنتزي بيشتر از روغن‌هاي معدني خواهد بود.
به‌طور کلي روغن‌هاي معدني بدليل کاربرد فراواني که در توليد روانکارها دارند نسبت به روغن‌هاي سنتزي، بيشتر توليد مي‌شوند. البته قابليت‌هاي يک روغن سنتزي بدليل واکنش‌هاي مخصوصي که روي آن انجام شده بيشتر از يک روغن‌پايه معدني است، زيرا روغن‌هاي کاملاً مناسب به‌طور مصنوعي توليد شده و در طبيعت قابل کشف نيستند.
البته به جز روغن‌هاي سنتزي و روغن‌هايي که منبع اصلي آنها نفت خام است روغن‌هاي ديگري نيز وجود دارند که از جانوران، ماهي‌ها و گياهان به‌دست مي‌آيند که روغن‌هاي طبيعي نام دارند. استفاده از اين روغن‌ها به‌عنوان روانکار در گذشته بسيار مرسوم بوده است ولي امروزه نفت خام منبع اصلي توليد روانکارها است.
يکي از خصوصيات روغن‌های طبيعی تجزيه بيولوژيکي آسان آنها است که از اين لحاظ نسبت به روغن‌هاي پايه معدني و سنتزی برتري دارند. اين روغن‌ها براي مدت طولاني قابل نگهداري نيستند، ضمن اينکه هزينه‌ی توليد زيادي هم دارند. اما با توجه به محدود بودن منابع نفتي براي توليد انرژي، روغن‌هاي طبيعي مي‌توانند جايگزين مناسبي براي مشتقات نفتي در عرصه توليد روانکار باشند.
گريس‌ها
گريس جزء معروف‌ترين روانکارها هستند که نه مايع و نه جامدند. گريس‌ها از يک روغن‌پايه معدني يا سنتزي و يک سفت‌کننده به‌دست مي‌آيند. در مواردي که روانکاري با روانکارهاي مايع مشکل بوده و امکان روانکاري مجدد دارای محدوديت می باشد، اين نوع روانکارها کاربرد فراواني خواهند داشت.
روانکارهاي جامد
اين نوع روانکارها براي کار در شرايط بخصوص مثل خلاء، بار زياد و يا حرارت بالا و مكانهايي مثل راکتورهاي هسته‌اي که در برابر اشعه‌هاي راديواکتيو قرار دارند استفاده مي‌شوند.
مقاوم بودن در حالت خلا، فراريت کم، درجه‌حرارت‌هاي بالا و همچنين در برابر انرژي‌هاي ناشي از تابش مواد راديواکتيو از مهمترين خواص يک روانکار است و روانکارهاي جامد داراي اين خصوصيات هستند.
گرافيت، موليبونيوم دي‌سولفيد، بورنيتريد، تنگستن دي‌سولفيد و برخي ترکيبات آلي جامد مثل فتالوسيانين و تترا‌فلوئورو‌اتيلن، ميکا، تالك و … از انواع روانکارهاي جامد هستند که در اين بين گرافيت و موليبونيوم دي‌سولفيد، بيشترين کاربرد را دارند.
وظایف روانکارها
انتقال قدرت هیدرولیک
بیشترین وظایف روانکارهای جدید در محیط های هیدرولیک انجام می‌شود. وسایل اتوماتیک خودروهای سواری امروزی، بهترین مثال در این زمینه هستند. این دستگاه‌ها بزرگ‌ترین مصرف‌کنندگان سیالات انتقال قدرت هستند. همچنین بیشتر ماشین‌های صنعتی امروزی برای انتقال حرکت و نیرو از سیالات هیدرولیک استفاده می‌نمایند. سیالات استفاده شده در سیستم‌های متحرک باید از عهده انجام سه وظیفه انتقال قدرت با کمترین تلفات، روانکاری قسمت‌های متحرک و جلوگیری از خوردگی قسمت های فلزی بر‌آیند.
جلوگیری از ضربات و تنش
معروف ترین انتقال دهنده‌های انرژی مکانیکی به انرژی هیدرولیک سیال کمک فنر خودروهاست. در حرکت‌های نوسانی، لرزش‌های بدنه خودرو باعث می‌شود یک پیستون در یک سیلندر بسته و غوطه ور در روغن (سیال) به طرف بالا و پایین به حرکت درآید. سیال با فشار توسط سوراخ بالای پیستون از یک طرف سیلندر به طرف دیگر حرکت می‌کند.
در این حالت انرژی مکانیکی ایجاد شده توسط بدنه خودرو با کم شدن اصطکاک لایه‌های سیال که ناشی از سوراخ پیستون است، کاهش می‌یابد. برای تاثیر و کارایی بیشتر، سیال باید گرانروی مناسب نسبت به طراحی سیستم داشته باشد. همچنین گرانروی سیال نباید با درجه حرارت تغییر زیادی داشته باشد؛ یعنی شاخص گرانروی بالا داشته باشد.
تحقیقات نشان می‌دهند که یکی دیگر از قسمت‌هایی که در آن کاهش شوک انجام می‌گیرد، دنده‌های با بار بالا هستند. روانکار در این سیستم‌ها بین دنده‌های جعبه دنده (گیربکس) گیر می‌کند (به دام می‌افتد) و باید از فاصله‌های مابین دندانه‌های جعبه دنده خلاصی یابد و بدین ترتیب جلوی ضربه و شوک در دنده‌ها گرفته می‌شود. هنگامی که جعبه دنده‌ها روانکاری شده باشند، در مقایسه با جعبه دنده‌های روانکاری نشده آرام‌تر و بی‌صداتر کار خواهند کرد.
دومین ساز و کار (مکانیزم) که نقش کم کردن تنش را در روانکارها بازی می‌کند، تغییرات گرانروی با فشار است.
جابجایی مواد آلوده کننده
روغن ها، عمل جابه‌جایی مواد آلوده‌کننده را در اکثر سیستم‌ها به خوبی انجام می‌دهند.این امر یک وظیفه کاملا جدی در موتورهای احتراق داخلی جدید است. مواد افزودنی معلق‌کننده و پاک‌کننده برای معلق نگه‌داشتن مواد جامد قابل رسوب به کار گرفته می‌شوند و سپس آنها را از داخل موتور به داخل صافی‌ها (فیلترهای) طراحی شده بر سر راه قطعات بزرگ و قطعاتی که امکان سایش در آن وجود دارد به حرکت در می‌آورند.
عمل تمیز نمودن و به حرکت در آوردن مواد آلوده‌کننده جامد از بین سطوح یاتاقان ها توسط روانکارها، مهم ترین عمل در صنایع ماشین‌کاری است. این عمل روانکار از سایش و ته نشین شدن رسوبات در بین قطعات جلوگیری کرده و مواد جامد را به همراه خود برده و از محیط عملیات دور می‌نماید. اگر مواد آلوده حاصل از خوردگی بتوانند توسط روغن جذب شوند، اجازه نمی دهند سطوح فلز با فلز تماس حاصل نمایند. روغن تحت فشار می‌تواند آلودگی را به صافی‌های جذب سطحی و سانتریفیوژهای جداکننده مواد جامد حمل نماید. گریس ها این وظیفه را فقط موقعی انجام می‌دهند که گریس تحت فشار به سیستم تزریق شود.
آب بندی
گریس ها، اکثر وظایف روانکاری به جز انتقال حرارت و دورکردن ذرات از محیط را به خوبی انجام می‌دهند. وظیفه ویژه گریس ها آب‌بندی قسمت‌های متحرک است. گریس ها معمولا در جایی به‌کارگرفته می‌شوند که مشکل روانکاری وجود داشته باشد؛ یا قرارگرفتن سیستم به گونه‌ای باشد که روانکار نسبتا جامد مورد نیاز است.
در این نوع روانکاری خود به خود وظیفه آب‌بندی هم مهم خواهد شد. گریس ها همچنین از ورود آلودگی‌های خارجی به داخل یاتاقان‌ها جلوگیری به عمل می‌آورند. وظیفه آب‌بندی برای فواصل بسیار باریک مانند آب‌بندی سیلندر و پیستون با کمک رینگ‌های روغن در موتورهای احتراق داخلی و کمپرسورهای رفت و برگشتی و همچنین آب بندی بعضی از قسمت‌های توربین توسط روغن‌ها انجام می‌پذیرد.
گریس ها در خیلی از مواقع به جای سیالات روانکار انجام وظیفه می‌کنند، اما برای وظایفی مانند شستشو، کنترل دما و حمل مواد آلوده‌کننده مناسب نیستند اما گریس ها مانند روغن‌ها به خوبی قطعات را در مقابل خوردگی محافظت می‌نمایند.
در نهایت بعضی از روغن‌ها غیر از وظایفی که در این مباحث ذکر گردید، استفاده‌های دیگری نیز دارند. مثلاً در تولید لاستیک به عنوان تولیدکننده دوده، در ترکیبات ساخت سم کشاورزی، جوهر، لوازم آرایشی و بهداشتی، پلاستیک، رنگ و به عنوان روغن‌های فرآیند مورد استفاده قرار می‌گیرند.
