دانلود پروژه رشته مکانیک درباره روانکار – قسمت سوم

Byf1

دانلود پروژه رشته مکانیک درباره روانکار – قسمت سوم

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

فيلمهاي مرزي جذب سطحي به روشهاي مکانيکي يا با افزايش دما به راحتي جا به جا مي شوند يک فيلم مقاومتر ، با روشهاي جذب شيميايي توليد مي گردد در اين روشها ، واکنش ملايمي بين سطح فلز و يک ترکيب مناسب رخ مي دهد ترکيبهاي جذب کننده شيميايي معمول ، شامل اسيدهاي اليفتيک ( چرب ( 43) ) مانند اسيدهاي اوليک و استريک مي باشند يک فيلم جذب شيميايي به صورت نموداري در شکل (6-1) آمده می باشد .

حتي فيلمهاي مقاومتر را مي توان از طريق واکنش با سطح فلز ايجاد نمود ترکيبهاي واکنش دهنده ، معمولا ً شامل گوگرد ، فسفر ، يا کلر مي باشند و در نهايت فيلمهاي فلزي فسفيدي ، سولفيدي يا کلريدي روي سطوح لغزان توليد مي کنند اين افزودنيهاي واکنش دهنده را به نام افزودنيهاي پر فشار (44 ) EP مي شناسند .

واکنشهاي توليد فيلمهاي سطحي از طريق افزودنيهاي روانکار مرزي پيشرفته ممکن می باشد بسيار پيچيده باشد يک افزودني ساده مثل تريکسيليل فسفات ممکن می باشد آغاز روي سطح فلز جذب سطحي گردد و سپس واکنشي را براي توليد يک فيلم جذبي شيميايي از فسفات ارگانومتاليک انجام دهد و در نهايت تحت لغزشها و حرارت شديد براي توليد فسفات يا فسفيد فلزي واکنش انجام دهد .

تمامي ترکيبهاي روانکاري مرزي ، داراي برخي ضررها نيز هستند . به عنوان يک قاعده کلي ، وقتي بايد از آنها بهره گیری نمود که شرايط کار ايجاب کند به گونه معمول ترکيبهاي جذب شده ، کمترين اثرهاي جانبي را دارند اين ترکيبها نسبت به روغنهايي با مبناي معدني ، براي اکسيد شدن آماده تر و در نتيجه براي ساخت ترکيبهاي اسيدي خورنده و صمفهاي حل نشدني يا موادي مثل لاک الکل تمايل بيشتري دارند اما اين تأثيرات خيلي جدي نيستند و هر جا شرايط لغزش خيلي سخت و مشکل نباشد مثل سيالات هيدروليک (45 ) يا روغنهاي توربين افزودنيهاي ضد سايش معمولي در مقدار کم ولي به فور بکار مي طریقه .

افزودنيهاي جذبي – شيميايي قويتر مثل اسيدهاي چرب ، فسفاتهاي آلي و تيوفسفاتها ، واکنش دهنده هاي نسبتا ً بهتري هستند کاربرد آنها در روغنهاي موتور و روغنهاي چرخدنده می باشد در واقع ، ترکيبهاي کلر دار (46 ) و الفينهاي سولفوردار فعال (47 ) مواد خورنده کنترل شده اي هستند که در شرايط لغزش بغرنج بکار مي طریقه مثل شرايط حاکم بر جعبه دنده هاي هيپوئيد و فرآيندهاي فلزکاري ( 48)

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

روانکاري مرزي ، فرآيند بسيار پيچيده اي می باشد صرف نظر از روشهاي مستقيم ايجاد فيلم که قبلا ً توضیح داده گردید اثرات ديگري نيز سهم مهمي در روانکاري مرزي دارند و عبارتند از:

  • اثر ربيندر (49 ) : حضور مولکولهاي سطحي فعال (50 ) در مجاورت يک سطح فلزي ، تنش تسليم را کاهش مي دهد از آنجا که بسياري از روانکارهاي مرزي کما بيش از لحاظ سطحي فعال اند انتظار مي رود که تنشهاي ناشي از چسبندگي بين زبريهاي سطوح را کاهش دهند .
  • افزايش لزجت در مجاورت يک سطح فلزي : يک تأثير بحث انگيز می باشد اما به نظر مي رسد که اقدام متقابل بين مولکولهاي جذب شده و روغن آزادمحيط مي تواند باعث ضخيم شدن گريس مانند يا به تله افتادن مولکولهاي روغن در مجاورت سطح گردد .
  • تأثيرات ميکروالاستوهيدروديناميک : درگيري بين زبريهاي دو سطح که در مايع نسبت به هم حرکت مي کنند شبيه درگيري دنده هاي چرخدنده مي باشد در نتيجه انتظار مي رود اين کار باعث ايجاد روانکاري الاستوهيدروديناميک در مقياس ميکروسکوپي گردد افزايش لزجت روانکار و تغيير شکل الاستيک زبريهاي سطوح، هر دو تمايل به کاهش اصطحکاک و ساييدگي دارند اگر اثر ربيندر هم حضور داشته باشد جريان پلاستيک زبريها نيز کم کم حاصل مي گردد واژه روانکاري ميکرورئوديناميک (51 ) براي توصيف اين فرآيند پيچيده به کار مي رود .
  • گرمايش :حتي در لغزشي با روانکاري مطلوب ، در اثر درگيري زبريهاي سطوح تأثيرات گذاري حرارتي هست که کاهش مدولها و تنش تسليم در درگيري زبريها را باعث مي گردد .

بطور کلي ، روانکاري مرزي به خوبي مشخص وتعريف شده نيست اما اهميت تأثيرات مفيد آن را به سادگي در کاهش اصطکاک ، ساييدگي و گريپاژ که بوسيله روانکارهاي مايع مناسب در لغزشهاي آهسته فلزات بدست مي آيند مي توان تشخيص داد .

6-1 معضلات فساد

از نظر تئوري اگر لزجت مناسب و خواص مرزي مناسب انتخاب شوند مقصود از روانکاري حاصل مي گردد د رعمل مشکل ديگري – ” فساد روغنها ” – هست بسياري از روشهاي تکنولوژيکي روانکاري با روغن و افزودنيهاي آن به جبران يا کاهش فساد روغنها مربوط مي گردد .

سه نوع مهم فساد عبارتند از : اکسيداسيون ، تجزيه حرارتي (52 ) و آلودگي يک اثر درازمدت نيز هست و آن واکنش با ساير مواد درون سيستم می باشد که در قالب عبارت سازگاري بيان مي گردد اکسيداسيون ، مهمترين فرايند فساد در روغنها مي باشد زیرا که در يک دوره طولاني ، حتي در دماي هواي معمولي هم تقريبا ً همه روغنها تا حدي اکسيد مي شوند .

روغنهاي با منشأ نفتي که با روشهاي تصفيه ملايم (53 ) به دست مي آيند در دماي بالاي C120 اکسيد مي شوند و ترکيبهاي اسيدي ، گل (54 ) و لاک الکل (55 ) توليدمي کنند ميزان جذب کلي اکسيژن بالا نيست بنابراين امکان دارد که ترکيبهاي پيرو مثل آروماتيکها و مواد آسفالتي با هم واکنش انجام دهند حاصل آن عملکردي شبيه مواد ضد اکسيداسيون براي هيدروکربنهاي پارافيني ( 56) می باشد اين چنين تصفيه اي روغنهايي به وجودمي آورد که نياز چنداني به افزودن آنتي اکسيدانها (57 ) ندارند .

هر چه تصفيه يا هيدروژناسيون بهتر باشد روغن پارافيني بهتري ايجاد مي گردد که اکسيژن را راحت تر جذب مي کند ولي محصولات اکسيدي مضري به وجودنمي آورد نکته مهمتر اينکه ، مقاومت در برابر اکسيدشدن اين روغنها – که منشأ نفتي دارند و بخوبي تصفيه شده اند – به گونه معمول با افزودن مواد ضد اکسيداسيون مناسب به شکل قابل ملاحظه اي بهبود مي يابد .

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

پيشرفته ترين روغنهاي با منشأ نفتي ، به گونه کامل تصفيه مي شوند تا محصولاتي توليد کنند که در محدوده وسيعي از دماها قابل بهره گیری باشند بنابراين آنتي اکسيدانها جزء مهمي از فرمول بيشتر روانکارهاي روغني – معدني (58 ) پيشرفته مي باشند .

آنتي اکسيدانهايي که به گونه معمول بکار مي طریقه عبارتند از :آمينها (59 ) ، فنلهاي تأخيري (60 ) ، فسفيتهاي آلي و ترکيبها ارگانومتاليک (61) يکي از افزودنيهاي مهم ، دي تيوفسفات دي اتيل روي مي باشد که آنتي اکسيد بسيار مؤثري می باشد و خواص مفيدي از قبيل روانکاري مرزي و ضد خوردگي می باشد .

اگر اکسيژن وجود نداشته باشد روانکارها را مي توان در دماهاي بسيار بالاتري بدون پاره شدن فيلم آنها بکار برد به بيان ديگر پايداري حرارتي آنها بيشتر از پايداري آنها در برابر اکسيد شدنشان مي باشد اين اثر را براي روغنهاي معدني مي توان در جدول(3-1) ملاحظه نمود براي جلوگيري از تماس روغن با اکسيژن ، بايد سيستم را در برابر ورود هوا آب بندي نمود يا آن را با گاز بي اثري (62 ) همچون نيتروژن پاک نمود برخي سيستمهاي هيدروليکي خاص و بحراني مانند آن چیز که در هواپيماهاي سريع هست بر اين اساس اقدام مي کنند

جدول (3-1) محدوده دما بر حسب درجه سيليوس به عنوان تابعي از عمر مورد نياز براي روغنهاي معدني

عمر (h) شرايط روغن
10 10 10 10 1
290-310 320-340 355-375 385-405 415-435 حد پايداري حرارتي ؛ در حضور مقدار ناکافي از اکسيژن
90-290 155-320 140-355 170-385 190-415 شرايط حدي وابسته به مقدار اکسيژن در حضور يا عدم حضور کاتاليست
80-90 100-115 125-140 155-170 175-190 شرايط حدي تحت تأثير اکسيد شدن در حاليکه تأمين اکسيژن نامحدود می باشد براي روغنهاي شامل آنتي اکسيدان
35-50 65-80 95-110 130-140 155-165 شرايط حدي تحت تأثير اکسيد شدن در حاليکه تأمين اکسيژن نامحدود می باشد براي روغنهاي بدون آنتي اکسيدان
-65 to 0 -65 to 0 -65 to 0 -65 to 0 -65 to 0 شرايط حدي دماي پايينتر تحت تأثير نقطه ريزش که با لزجت ، طرز کاربرد روغن و افزودنيهاي ديگر و منشأر وغن تغيير مي کند

SOURCE ; REF[1-2]

 

در سيستمهاي خلاء مطلق (63 ) مثل فضاپيماها يا ميکروسکوپهاي الکتروني ( 64) ، هيچ تماس مستقيمي با اکسيژن وجود ندارد در سيستمهاي با خلاء مطلق ، افزايش دما مي تواند بخار شدن روغن را در پي داشته در نتيتجه از پايداري حرارتي بالا برخوردار نخواهد بود به اين دليل پايداري در برابر اکسيداسيون به گونه معمول مهمتر از پايداري حرارتي می باشد .

سازگاري (65 ) روغنهاي روانکاري با ديگر مواد سيستم مطلب پيچيده اي می باشد و جدول (4-1) فهرستي از مسائل مهم در اين ارتباط و راه حلهاي آنها را ارائه نموده می باشد معضلات سازگاري ، در مورد روانکارهاي ترکيبي ، پيچيده تر مي گردد اين موضوع در قسمت بعد توضیح داده خواهد گردید .

جدول (4-1) مثالهايي از معضلات سازگاري و راه حلهاي ممکن

مشکل راه حل
– اثر تخريبي روغنهاي معدني بر لاستيک طبيعي

2- اثر تخريبي روغنهاي ترکيبي بر لاستيکهاي طبيعي ، نيتربل يا بقيه لاستيکها

3- اثر تخريبي روغنهاي ترکيبي روي پلاستيک با رنگ

 

4- خوردگي ناشي از آبي که حل نشده می باشد

5- خوردگي ناشي از کاهش کيفيت محصولات اسيدي

 

6- خوردگي ناشي از افزودنيهاي آلياژ مس يا فولاد نرم

7 – خوردگي ناشي از روغنهاي ترکيبي

تبديل به لاستيک نيتريل يا نئوپرن

 

تبديل به لاستيک مناسب براي روغن خاص مثل ويتون ، بوتيل پخته شده در رزين يا EPR

تبديل به پلاستيکهاي مقاوم مثل PTFE ، پلي ميد ، پلي سولفون ، يا سولفيد پلي فنيل

بهره گیری از افزودنيهاي ضدزنگ مثل سولفوناتها

بهره گیری از مواد ضد خوردگي مثل ZDDP   با افزايش آنتي اکسيدان براي کاهش افت کيفيت

بهره گیری کمتر از افزودنيهاي قوي EP يا تبديل به فلزات ضد خوردگي

تبديل به فلزات مقاومتر يا روکش کاري

7-1 انتخاب نوع روغن

تاکنون بيشتر مطالب اين بخش مرتبط با روغنهاي معدني بوده می باشد در 150 سال گذشته در دسترس بودن ، عملکردخوب ، تنوع و ارزاني روغنهاي معدني آنها را اولين انتخاب براي بيشتر کاربردها قرار داده می باشد هم اکنون نيز بيش از 90% کاربرد روانکارها را شامل مي شوند اما بسياري از مايعات ديگر نيز به عنوان روانکار ، با موفقيت بکار برده شده اند که قابليت آنها در ساخت ترکيبهاي خاص ، آنها را به عنوان بهترين انتخاب معرفي نموده می باشد

جدول (5-1) مهمترين انواع روغنهاي روانکاري را به همراه مزيتها و معايب آنها در قياس با روغنهاي معدني نمايش مي دهد روغنهاي طبيعي ، شامل گستره وسيعي از ترکيبهاي با منشأ نباتي و حيواني (66 ) مي باشند که بيشتر استرهاي آلي را در بر مي گيرند آنها همگي اصطکاک کمتر و خواص روانکاري مرزي بهتري نسبت به روغنهاي معدني دارند اما پايداري در برابر حرارت و اکسيد شدن آنها کمتراست قبل از آنکه روغنهاي معدني در سطح وسيعي در دسترس قرار گيرند روغنهاي طبيعي و چربيها پرکاربردترين روانکارها بودند و هنوز هم چند نوع از آنها به گونه وسيعي بکار مي طریقه زيرا همانطور که در جدول (6-1) بيان گردید برخي خواصشان آنها را براي کاربردهاي ويژه مناسب نموده می باشد .

جدول (5-1) مزيتها و عيبهاي روغنهاي غيرمعدني اصلي

نوع روغن مقايسه با روغنهاي معدني
عيبها            مزيتها
1- روغن نباتي به سرعت تجزيه و فاسد مي گردد در نتيجه لزجت زياد ، مواد گل مانند و مايعات از خود بر جاي مي گذارد روانکاري مرزي خوب ؛ باعث سخت کردن سطح فولاد در فلز کاري نمي گردد .
2- دي استرها ، استرهاي تأخيري اثر تخريبي بر روي لاستيکها و پلاستيکها پايداري حرارتي بيشتر ، شاخص لزجت بالا
3- پلي گليکول دماي بيشينه کم قابليت ترکيب با آب ، تجزيه شدن بدون ايجاد محصولات جامد کم کيفيت
4- سيليکونها روانکاري مرزي ناچيز براي حرکت فولاد روي فولاد پايداري حرارتي بالا، مقاومت در برابر مواد شيميايي
5- استرفسفات اثر تخريبي بر روي لاستيکها و پلاستيکها پايداري حرارتي ناچيز مقاومت در برابر آتش ، روانکاري مرزي بسيار مناسب
6- دي فنيلهاي کلردار شاخص لزجت ناچيز، اثرتخريبي بر پلاستيکها و آلياژهاي مس مقاومت در برابر آتش ، پايداري شيميايي روانکاري مرکزي
7- فلوئوروکربن هزينه بالا ، شاخص لزجت ناچيز پايداري حرارتي و شيميايي عالي

دي استرها اولين روغنهاي روانکاري ترکيبي بودند که در سطح وسيع به کار برده شدند پايداري بالاي آنها در برابر حرارت و اکسيداسيون آنها را براي روانکاري توربينهاي گازي در قياس با روغنهاي معدني در موقعيت مناسب تري قرار دارد از حدود سا ل 1960 از دي استرها در روانکاري موتورهاي جت هواپيما در بيشتر نقاط دنيا بهره گیری شده می باشد براي شرايط خاصي مثل موتورهاي مافوق صوت (67 ) ، روانکارهاي استري پيچيده تر مانند فنلهاي تأخيري وتري استرها به وجودآمدند .

جدول (6-1) بعضي از کاربردهاي روغنهاي طبيعي و چربيها

About the author

f1 subscriber

You must be logged in to post a comment.

نوع روغن کاربردها
1- روغن تخم کلم الف) براي کاهش اصطحکاک در ياتاقانهاي ساده و وقتي ضخامت فيلم روغن با افزودن 5% تا 10% به روغن معدني هم کافي نباشد.

ب) در فلزکاري براي ايجاد اصطحکاک کم و خواص EP ناچيز بدون آلودگي يا سخت کردن سطحي

پ) به عنوان روانکار در ريخته گري پيوسته بکار مي رود .

2- روغن کرچک الف ) به عنوان سيال هيدروليک کم لزجت براي سازگاري با لاستيک طبيعي

ب) براي تأمين نيروي پساي لزجي کم و روانکاري مرزي خوب در موتور ، ماشينهاي مسابقه اي و موتور هواپيماهاي جديد

3- پيه آب کرده الف ) براي اصطحکاک کم در فرآيند فلزکاري
4- روغن سرنهنگ الف ) براي روانکاري مرزي تصفيه نشده در برش فلزات ، بخصوص به شکل گوگرددار آن هم اکنون به خاطر قوانين حفاظتي از نهنگها ، اين روغن از رده خارج شده می باشد