شكست روانكاري و خرابي ياتاقانها

ياتاقانهاي دستگاه نورد اجزا بسيار مهمي هستند، و اكثر ياتاقانها دوام بيشتري نسبت به خود دستگاه دارند كه همراه آن نصب مي شوند. با اين حال، ياتاقانها اغلب اوقات دچار خرابي مي شوند اما درصد نسبتا كمي از شكست در تجهيزات به ياتاقانها نسبت داده مي شود. و زمانيكه دچار خرابي مي شوند يك رويداد مهم تلقي شده و منجر به تعمير و توقف هزينه بر مي شود.
به هنگام شكست ياتاقانها، تنها ميزان كمي از خرابي بدليل فرسايش مواد مي باشد. عمده ترين شكست ها در شرايطي رخ مي دهند كه معمولا قابل پيشگيري هستند. نوعا عوامل شكست ياتاقانها كه مي توان پيش بيني كرد شامل موارد زير هستند:
   • شرايط كاركرد نامناسب
   • انبارداري، حمل و نصب ناقص
   • روانكاري ضعيف
در اين مقاله بر روي شكستهاي ياتاقان ناشي از مشكلات روانكاري تمركز خواهد شد .

اجتناب از خرابي روانكار

ياتاقانها به دلايل زيادي خراب مي شوند، اما روانكاري نامناسب نقش برجسته اي را ايفا مي كند، بر اساس مطالعات متنوعي كه انجام شده:
   • روانكار نامناسب: 40 تا 50 درصد
   • نصب ناقص: 25 تا 30 درصد
   • ساير عوامل: تقريبا 20 ردصد
   • رسيدن به فرسودگي طبيعي: كمتر از 10 درصد

در شكست ياتاقان دخيل هستند

ياتاقانهاي ضد اصطكاك بايستي به منظور جلوگيري از تماس فلز-فلز بين دو قطعه متحرك روانكاري شوند. بعلاوه روانكاري، ياتاقانها را از خوردگي و سايش محافظت كرده، به انتقال حرارت، خارج كردن ذرات جامد و آلاينده هاي مايع كمك كرده و اختلال در عملكرد ياتاقان را كاهش مي دهد. ياتاقانهايي كه به طور مناسب روانكاري مي شوند از شانس بيشتري براي رسيدن به ماكزيمم طول عمر خود در زمان سرويس برخوردار هستند.
همانند ياتاقانها عوامل متعددي براي شكست روانكار وجود دارد، از جمله:
   • مقدار يا ويسكوزيته كم روانكار
   • تخريب ناشي از كاركرد طولاني مدت بدون تعويض
   • حرارت هاي بالا
   • آلودگي توسط مواد خارجي
   • استفاده از گريس در شرايط روغن (ايستا يا چرخشي)
   • پايه گريس نامناسب در برخي كاربردهاي خاص
   • روانكاري بيش از حد

تجهيزات نورد نيازمند حضور مستمر فيلم بسيار نازك الاستو هيدرودايناميك – ميلينيوم اينچ – از روانكار بين ياتاقان و مسير گردش ساچمه، و بين قطعات نورد مي باشد. شكست هاي مربوط به روانكار با انتخاب صحيح گريس يا روغن كه قادر به ايجاد فيلم روغن مناسب و جدا نگه داشتن قطعات ياتاقان مي باشند، قابل پيشگيري است. همچنين يك روانكار خوب امكان روانكاري مرزي بهينه اي را ميسر مي سازد.
شکست های روانکاری را می توان از تغییر رنگ یاتاقانها و مسیر حرکت ساجمه ها تشخیص داد. سایش بیش از حد ساجمه ها و یاتاقانها منجر به گرم شدن بیش از حد و خرابی های بیشتری را به دنبال خواهد داشت.
بعلاوه، اگر یاتاقانها به میزان کافی روانکاری نشوند و یا روانکار خاصیت روانکاری خود را از دست داده باشد، فیلم روغن با ظرفیت تحمل بار کافی نمی تواند تشکیل شود. نتیجه این کار تماس فلز- فلز بین ساجمه ها و یاتاقان شده و منجر به سایش جسبنده می شود.

Is Air a Contaminant (www.lubescience.com)

سايش چسبنده

مدهای سایش جسبنده شامل کهنگی، فرسایش، و ایجاد شیار می باشد. این خرابی ها زمانی که فیلم روانکار مورد استفاده برای جلوگیری از جوش خوردگی دو سظح در تماس بسیار نازک باشد، رخ مي دهد. پس از جوش خوردگي دو سطح، نيروهاي لغزشي دو سطح فلزي را از هم جدا كرده و ايجاد حفره هاي كوچك در سطوح در تماس با يكديگر مي نمايد. اين عمل منجر به آسيب بيشتر مي شود. عليرغم اينكه سايش چسبنده در سطح ميكروسكوپي رخ مي دهد اما پيشرفت آن به طور پيوسته انجام ميگيرد.

انتخاب روانكار

روانكاري مسلما در عملكرد و طول عمر ياتاقانها نقش حياتي ايفا مي كند. بدون روانكاري بايستي منتظر خرابي پيش از موعد ياتاقان بود كه به نوبه خود خرابي ساير تجهيزات را بدنبال خواهد داشت. سه نگراني مهم در رابطه با روانكاري ياتاقانها عبارتند از:
  • تعيين مقدار صحيح – ياتاقانها زماني كه حداقل مقدار روانكار استفاده مي شود در پايين ترين دماي كاركرد خواهد بود. مقدار مورد نياز روانكار همچنين وابسته به ساير وظايف روانكار از قبيل خنك كنندگي و آب بندي مي باشد
  • تعيين نوع صحيح – ياتاقانها مي توانند هم با گريس و هم با روغن روانكاري شوند. در برخي موارد خاص از روانكارهاي جامد نيز استفاده مي شود.
  • تمييز نگهداشتن روانكار

انتخاب روانكار وابسته به شرايطي از قبيل دماي عملكرد، سرعت چرخش، فشار و محيط مي باشد. عموما، روغن بهترين روانكار ياتاقان مي باشد اما استفاده از آن به خاطر نوع طراحي ياتاقان هميشه عملي نيست.
گريس-روانكاري با گريس بايستي زماني كه ياتاقانها تحت دما و سرعت نرمال كار مي كنند استفاده گردد. گريس چندين مزيت نسبت به روغن دارد: روش استفاده ساده و كم هزينه، چسبندگي بهتر، و محافظت بهينه در برابر رطوبت و آلاينده ها.

انتخاب گريس بر اساس كاربرد متغير است. فاكتورهاي مورد بررسي شامل سفتي (ثبات)، پايداري (قابليت حفظ سفتي)، و مقاوم در برابر آب (امولسيون سازي) مي باشد. گريس روغن سوسپاسيون شده در يك پايه يا حامل مي باشد و زماني كه اين حامل ها در معرض رطوبت يا حرارت قرار مي گيرند به صابون يا حاكستر كربن تبديل مي شوند. بنابراين لازم است از افزودني هاي سنتزي برا ي جلوگيري از تخريب حامل هاي روغن استفاده شود.

مقدار بيش از حد روانكار ممكن است باعث افزايش سريع در دما، بويژه در سرعتهاي بالا شود زيرا قطعات چرخنده باعث خارج شدن گريس از محفظه مي شوند. اين عمل باعث به هم خوردگي شديد گريس و ايجاد گرما مي شود و اضافه كردن گريس مي تواند باعث بدتر شدن مشكل و عدم آب بندي شود.

ياتاقانهايي كه در سرعت پايين كار مي كنند، و نيازمند محافظت در برابر خوردگي مي باشند، مي توان محفظه را كاملا با گريس پر كرد. مدت زماني كه ياتاقانها بدون نياز به روانكاري مجدد كار خواهند كرد وابسته به اندازه ياتاقانها، نوع، سرعت، دماي كاركرد و گريس مورد استفاده مي باشد.
روغن در مواقعي كه سرعت يا شرايط كاركرد مانع كاربرد گريس شود يا بايستي گرما از ياتاقانها گرفته شود، روانكاري است كه نسبت به گريس ترجيح داده مي شود. همچنين براي آب بندي و روانكاري دنده ها اغلب از روغن استفاده مي شود.

در سرعتهاي پايين شفت، سيستم هاي حمام روغن مناسب هستند. براي جلوگيري از تعويض پي در پي روغن ناشي از دماي كاركرد بالا، از سيستم گردشي روغن مي توان استفاده كرد. در سرعتهاي بالاي شفت روغن بايستي براي حذف گرما به درون ياتاقانها نفوذ كند. در اين حالت استفاده از سيستم تزريق روغن براي اطمينان از نفوذ به داخل ياتاقان موثر خواهد بود. سرعت روغن تزريق شده بايستي به حد كافي بالا باشد تا روغن كافي به گرداب هواي ايجاد شده در اثر چرخش ياتاقان نفوذ كند.

تناوب تعويض روغن وابسته به شرايط كاركرد و كيفيت روغن مي باشد. در سيستم هاي حمام روغن، در صورتيكه دماي محفظه بيشتر از 120 درجه فارنهايت باشد و يا اينكه ماشين در محيط شامل آلاينده ها و ذرات ساينده كار كند، روغن نيازمند تعويض زود هنگام مي باشد. در سيستم هاي گردشي فواصل تعويض روغن با بررسي كيفيت روغن براي تعيين حضور ذرات ساينده، اكسيداسيون روغن و تخريب افزودني ها مشخص مي گردد.