روغنکاری و انتخاب فولاد در زنجیرهای خطوط پخت رنگ

روغنکاری و انتخاب فولاد در زنجیرهای خطوط پخت رنگ

مقدمه:

سیستم های انتقال با وجود ظاهر ساده از پیچیدگیهای زیادی برخوردار هستند و باید در انتخاب آنها به شرایط کار (سرعت، دما، خورندگی، بار، ساعات سرویس سیستم در روزر، امکان تعمیرات، روغنکاری، و غیره ) توجه کاملی انجام گیرد. شرکت مهندسی اشتاد با بررسی نسبتاً جامعی که روی انتخاب نوع سیستم نقاله هوایی موجود در خط رنگ انجام داده است به کوتاهی مواردی چند از نکات مغفول مانده در این انتخاب را (انتخاب زنجیر نقاله Universal Wheel Chain) در زیر از نظر میگذراند:

1. فولاد یاتاقانهای غلطکی، چه از نوع سختکاری شونده و یا از نوع سختکاری سطحی شونده، باید دست کم سختی Rc 60 را داشته باشند. بر پایه استاندارد ABMA ، فولاد باید متناسب با دمای بهره برداری انتخاب شود. سختی تمامی فولادها تقریبا در دماهای بیش از 200°C (392°F) شروع به کاهش می­نماید. و به تبع آن، عمر یاتاقان در دماهایی بیش از آن نیز کاهش خواهد یافت. برای نمونه حداکثر دمای کارکرد مجاز فولاد یاتاقان AISI 52100 Bearing برابر با 160°C (320°F) است. متاسفانه انتخاب فولاد ST52 برای لینکها و CK45 یا مشابه آنها برای چنین زنجیرهایی که شرایط کاری بیش از این دما را داشته باشند، درست نیست و سبب افزایش هزینه های تعمیراتی و کاهش حجم تولید خواهد شد.
2. فولادها در برابر دماهای بالا، پایداری فازی و ابعادی ندارند. توجه فرمایید که همیشه اختلاف دمای بین پوسته یاتاقان و کنس داخل در حدود 8°C است و بنابراین تلرانس های ابعادی باید مناسب انتخاب گردند. تلرانس کم بین ساچمه­ها و کنس­ها در چنین دماهایی (بویژه در شروع کار خطوط انتقال) قطعاً سبب گیرپاژ یاتاقان خواهد شد.
3. یاتاقانها بدون روغنکاری نمی نوانند کارایی خوبی داشته باشند. وقتی دمای یاتاقان بالا باشد نگرانی اصلی دمای مجاز کار یاتاقان نیست، نگرانی اصلی در واقع، دمای کار روانکار است. بدون روانکاری درست، یاتاقان عمر بالقوه (L10 life) خود را نخواهد داشت. روانکاری افزون بر کاهش انرژی مصرفی، و جلوگیری از اثر رطوبت بر روی قطعات زنجیر (کاری که در مناطق ساحلی با رطوبت نسبی بالا بسیار مهم است)، سبب خنک نگهداشتن دمای بین ساچمه ها و کنسهای یاتاقان نیز میگردد. لازم است فرایند روغنکاری طبق برنامه ریزی منظمی انجام گرفته و وضعیت زنجیر، آمپراژ موتور، به گونه­ای منظم گزارش گردد.
4. روغن روانکاری شامل روغن پایه (base oil) و گاهی یک یا چند افزاینده (additives) است. در برابر، گریس­ها شامل 65-95% روغن پایه، 3-30% تیکنر (thickener)، و 0-15% افزاینده می­باشند. گاهی در حد 5% روانکار جامد به
5. گریس اضافه می­شود. وظیفه روانکاری بر عهده روغن پایه، وظیفه تیکنر جلوگیری از روان شدن روغن و خروج آن از محل روغنکاری، و بالاخره، وظیفه افزاینده ها بهبود عملکرد روغن و تیکنر است. بر پایه جدول زیر بالاترین دمای مجاز کارکرد برای روغن­های پایه 250 درجه سانتیگراد بوده و متعلق به روغن­های سیلیکونی است.

1. در مورد گریس­ها، بیشترین دمای کارکرد مجاز وابسته به نوع روغن پایه و تیکنر است. برای کارکرد خط رنگی با دمای 350°C، یکی از بهترین ترکیب­ها استفاده از Polyurea بعنوان تیکنر و Silicon Oil بعنوان روغن پایه است که دمای کارکرد مجاز آن 392°C می­باشد. با این­همه، امروزه تولیدکنندگان مشهور تحت نام­های تجاری روانکارهایی را به بازار عرضه نموده اند که در دماها و شرایط بسیار ناباورانه ای کارکرد قابل قبولی دارند.
2. گرانروی روغن در یک دمای معین مقاومت آنرا نسبت به حرکت نشان می­دهد. در مورد گریس­ها این پارامتر تنها به مقاومت روغن پایه (و نه تیکنر) اشاره دارد. گرانروی یک روانکار باید برای جدا نگه داشتن سطوح در تماس کافی باشد، اما نه آنقدر که به نیروی زیادی نیاز باشد. اگر دمای کار بالا است باید گرانروی روانکار بالا باشد. درجه گرانروی (Viscosity Grade) در دمای معین گرانروی روانکارها را بیان میکند. هرچه درجه گرانروی بالاتر باشد روانکار قابلیت کار در دمای بالاتر را دارد.
3. نرخ تغییر گرانروی نسبت به دما را شاخص گرانروی (Viscosity Index) گویند. هرچه این شاخص بالاتر باشد، نرخ تغییرات گرانروی نسبت به دما آرام تر است. بنابراین باید در کارکرد کوره از روغن یا گریسی استفاده شود که شاخص گرانروی بالایی داشته باشد.
4. مهمترین خاصیت روغن از نگاه کیفیت، پایداری شیمیایی یا مقاومت در برابر اکسیداسیون است. گرما، شتاب دهنده تبخیر و اکسیداسیون روغن­ها است که به ایجاد لجن سوخته می­انجامد. نرخ هر واکنش شیمیایی شامل اکسیداسیون هیدروکربن­ها، برای افزایش هر 10°C مقداری برابر دو است. پیش بینی متخصصان این حرفه بر این است که در دمای 60°C افزایش دمای 10°C برای روغن عمر آنرا به نصف کاهش می­دهد. معمولاً در دماهای بالاتر از 120°C پدیده اکسیداسیون روی عمر گریسهای معمولی شدیداً تاثیر می­گذارد.

جدول ترکیب گریس و دمای بیشینه کاری آن

1. همانگونه که گفته شد، یکی از وظایف روانکارها انتقال حرارت از سطوح گرم به محیط اطراف است. در واقع، بسیاری از سیستم های روانکاری تنها برای انتقال حرارت از یاتاقان به محیط بکار می روند. گریس و روانکارهای جامد اگر به مقدار زیاد بکار روند در انتقال حرارت از یاتاقان مناسب نیستند. به همین جهت باید برای دماهای بالا و بویژه در سرعتهای بالا مقدار گریس در حد کمینه (معمولاً 2/1 تا 3/1 منطقه باز یاتاقان) باشد، و بر پایه تجربه فواصل گریسکاری بهینه بدست آید.
2. فواصل روانکاری بستگی به سه شرایط کاری سرعت، دما، و آلودگی (پاشش رنگ بداخل کنس­ها) دارد. هرچه این سه عامل بیشتر، بالاتر و سخت تر باشند فواصل گریسکاری کمتر خواهد شد. در کوره های رنگ سرعت یاتاقان­ها نسبتاً کم و در حد 50 ~ 100 rpm است، و بنابراین، باید نگران دمای یاتاقان­ها و آلودگی آنها بود. شایان ذکر است که در سرعت های بالاتر از 10 rpm، ظرفیت یاتاقان ها باید در حالت دینامیک محاسبه شود.
3. روانکارهای جامد که عمدتاً گرافیت (graphite) و دی سولفید مولیبدن (molybdenum disulfide, Mo S2) هستند در یاتاقان­های بسته بکار می­روند. در محیط­های اکسیدی این روانکارها تا دمای 450 °C (662 °F) و در محیط­های قلیایی تا دماهای خیلی بیشتر بکار می­روند. برای نمونه در صنایع فضایی برای دماهای 1100 °C,( 2012 °F) از دی سولفید مولیبدن استفاده می­گردد. توجه فرمایید که این دماها برای کارکرد پیوسته است و این روانکارها توانایی کار تا دماهای بالاتر از این مقادیر را در کوتاه مدت دارند.