ما هو زيت التشحيم
ما هو زيت التشحيم
زيوت التشحيم
في الآلة، تتحرك الأسطح المتحركة أو الانزلاقية بالتماس مع بعضها البعض، وتعرف هذه المقاومة باسم الاحتكاك، ويتسبب الاحتكاك في تآكل الأسطح المتحركة، وأي مادة يتم إدخالها بين جزئين متحركين/انزلاقيين يعرف باسم زيت التشحيم، والغرض الرئيسي لزيت التشحيم هو تقليل التآكل والاحتكاك ونقل القوة ونقل الجسيمات الغريبة وتسخين أو تبريد الأسطح.
وظيفة زيوت التشحيم
- تقليل الاحتكاك: يوفر زيت التشحيم طبقة رقيقة تفصل بين الأجزاء المتحركة في الآلات، من خلال إضافة زيت التشحيم إلى سطحين متلامسين، يقلل من الاحتكاك والتآكل وتسخين سطح الأجزاء.
- التبريد: بالتأكيد، يتسبب الاحتكاك في التسخين عندما تتحرك المعادن بالتماس مع بعضها البعض، وتستخدم زيوت التشحيم لتقليل الحرارة وتمدد المعادن وتدمير المواد.
- حماية ضد الصدأ: تحمي زيوت التشحيم أجزاء المعادن من الصدأ عن طريق تشكيل طبقة تحمي سطح الجزء من الهجوم بواسطة الأكسجين والرطوبة أو الغازات التآكلية في الهواء.
- تأثير الختم: يدخل زيت التشحيم في الفجوة بين جدار أسطوانة المحرك والمكبس وحلقات المكبس في المحركات الاحتراقية الداخلية، ويمنع تسرب الغازات من اسطوانة المحرك من خلق طبقة هيدروليكية للحفاظ على الضغط الداخلي وحماية النظام.
- تأثير التنظيف: يحافظ التشحيم على نظافة المحرك عن طريق إزالة المواد المكربنة أو الغبار داخل المحرك، وبالتالي يقوم زيت التشحيم بتنظيف المواد الأجنبية مثل الصابون.
- توازن قوى الحمل: يحمي زيت التشحيم الأنظمة من زيادة الحمل من خلال تشكيل طبقة زيتية لتفريق الحمل والقوى المطبقة على الأسطح الاحتكاكية.
آلية التشحيم
هناك أنواع مختلفة من آليات التشحيم، بناء على طبيعة الحركة بين الأسطح المتحركة أو الانزلاقية.
1. تشحيم الطبقة السميكة / التشحيم الهيدروديناميكي: الأسطح المتحركة بضغط طبقة مستمرة غير متقطعة من المادة المشحمة. حيث تتحمل طبقة الزيت، في هذا النوع من التشحيم الحمل بشكل كامل، كما يعتمد التشحيم الهيدروديناميكي على السرعة النسبية بين الأسطح ولزوجة الزيت والحمل والتباعد بين الأسطح المتحركة أو الانزلاقية.
2. تشحيم الطبقة الرقيقة / التشحيم الحدودي: يفضل هذا النوع من التشحيم عندما لا يكون من الممكن إنشاء طبقة مستمرة من المادة المشحمة لتحقيق حالة سائلة كاملة. في مثل هذه الحالات، يتم تشحيم المساحة بين الأسطح المتحركة / الانزلاقية بواسطة مادة تتمتع بامتصاصية يمكن أن تتماسك على كلا الأسطح المعدنية، حيث تساعد هذه الطبقة الممتصة في منع الأسطح المعدنية من الاحتكاك ببعضها البعض.
3. التشحيم بضغط شديد: عندما تكون الأسطح المتحركة أو الانزلاقية تحت ضغط عال جدا وسرعة عالية، يتم الوصول إلى درجة حرارة مرتفعة. في مثل هذه الظروف، يفشل زيت التشحيم السائل في التصاقه بالأجزاء المتحركة وقد يتحلل ويتبخر حتى. حيث يتم إضافة إضافات خاصة إلى زيوت المعادن، لتلبية هذا الشرط ذو الضغط الشديد، وتسمى هذه "تشحيم الضغط الشديد".
تصنيف المواد المشحمة
تصنف المواد المشحمة استنادا إلى حالتها الفيزيائية على النحو التالي:
- مواد مشحمة سائلة: زيوت حيوانية، زيوت نباتية، زيوت معدنية.
- مواد مشحمة شبه صلبة: شحم.
- مواد مشحمة صلبة: الجرافيت، الميكا، مسحوق التلك.
المواد المشحمة السائلة أو الزيوت المشحمة
تعرف الزيوت المشحمة أيضا بالمواد المشحمة السائلة وتصنف بدورها إلى ثلاث فئات.
- الزيوت الحيوانية والنباتية
- الزيوت المعدنية
- الزيوت الممزوجة
1. الزيوت المشحمة السائلة
الزيوت المعدنية
تعتبر سوائل ذات وزن جزيئي منخفض تعتمد على الهيدروكربونات الطبيعية والتي تحتوي على تقريبا 12 إلى 50 ذرة كربونية، وهي وفيرة ومستقرة في ظروف الخدمة، والزيوت المعدنية ليست مكلفة للإنتاج وتستخدم على نطاق واسع في التطبيقات المناسبة لخصائصها، ولكن الزيتية للزيت المعدني أقل، لذا يزيد إضافة مركبات الوزن الجزيئي الأعلى من الزيتية للزيت المعدني.
الزيوت الممزوجة
لا يحتوي زيت واحد فقط على جميع الخصائص المطلوبة لمشحم جيد، ولذلك يتم إضافة المواد المضافة إلى الزيوت الممزوجة، لذا يعتبر إضافة الإضافات المناسبة أمر ضروري لجعلها تعمل بشكل جيد، وتستخدم المواد المضافة لتحسين الخصائص المختلفة مثل مؤشر اللزوجة، وثبات التأكسد، والزيوتية، ونقطة التجمد، والزيت الممزوج أفضل من الزيوت المعدنية.
2. المواد المشحمة شبه الصلبة
الشحم
يعد الشحم هو سائل شبه صلب يتكون من مادة مشحمة سائلة مختلطة مع مثخن، والزيت المشحم هو المكون الرئيسي ويمكن أن يكون إما زيت بترولي أو هيدروكربون اصطناعي ذو لزوجة منخفضة إلى عالية، ويؤدي الزيت عملية التشحيم بينما يحتجز المثخن الزيت ويوفر مقاومة للتدفق، وتضاف مواد مضافة إلى الشحم لتحسين قدرته على تحمل الحمولة ومقاومة التأكسد ومكافحة التآكل، ولكن الشحم لا يمكنه التخلص من الحرارة بشكل فعال من المحامل، لذا يعمل الشحم في درجات حرارة منخفضة نسبيا.
3. المواد المشحمة الصلبة
تشكل المواد المشحمة الصلبة المواد التي تستخدم على شكل مسحوق أو طبقة رقيقة تقلل من الاحتكاك والتآكل بين الأسطح المتلامسة المتحركة وتوفر حماية من التلف، يمكن أن توفر التشحيم المحسن عند درجات حرارة أعلى، وتشمل المصطلحات الشائعة المستخدمة للتشحيم الصلب التشحيم الجاف، وأكثر المواد المشحمة الصلبة شيوعا هي الجرافيت وثنائي كبريتيد الموليبدينوم وثنائي كبريتيد التنغستن وأكسيد الزنك، ويمكن أن تتحمل درجات حرارة تصل إلى 650 درجة مئوية ويمكن تطبيقها في حالات التشغيل المستمرة.
ما يميز زيوت التشحيم الجيدة
ارتفاع درجة حرارة الغليان
انخفاض درجة حرارة التجمد
ارتفاع معدل اللزوجة الحركية
ارتفاع مقاومة الاكسدة والحرارة
المقاومة ضد التآكل
ثبات التحلل في درجات الحرارة اثناء التشغيل
خصائص زيوت التشحيم
اللزوجة
اللزوجة هي الخاصية التي تحدد درجة مقاومة المائع للتدفق . واللزوجة تعتبر اهم خاصية تميز اي زيت تشحيم , وذلك لان اللزوجة تلعب دور أساسي في تحديد خصائص التشغيل لزيوت الشحم , زيوت التشحيم التي تتمتع بمعدل لزوجة عالية تكون سميكة ولا تدفق , في حين زيوت التشحيم التي تتمتع بمعدل لزوجة منخفض تكون شبيه للماء وتقوم بالتدفق , خاصية اللزوجة للسوائل تقل عند زيادة درجة الحرارة , وهذا يعني ان لزوجة الزيت منخفضة جدا , فلا يمكن الاحتفاظ بقليل من الزيت بين سطحين متحركين او قابل للانزلاق , وفي حالة ان لزوجة الزيت كانت عالية جدا سوف يتولد معدل احتكاك عالي , اللزوجة لزيوت التحشيم الجيدة يجب الا تتغير كثيرا بتغير درجة الحرارة .
معدل اللزوجة
اللزوجة الخاصة بزيوت التشحيم تتاثر بدرجة الحرارة , ويستخدم ( معدل اللزوجة v . I ) في الغالب لوصف سلوك درجة حرارة اللزوجة لزيوت التشحيم , اذا حدث انخفاض سريع في اللزوجة لزيت التشحيم عند ارتفاع درجة الحرارة فان هذا يشير الي انخفاض معدل اللزوجة لزيت التشحيم , اما اذا حدث تاثر طفيف للزوجة زيت التشحيم بارتفاع درجة الحرارة فان هذا يدل علي ان معدل اللزوجة لزيت التشحيم مرتفع , معدل اللزوجة يتم تحديده عن طريق قياس اللزوجة الحركية عند درجة حرارة 40 درجة مئوية وعند درجة حرارة 100 مئوية , كما ان السوائل الصناعية تتميز بمعدل لزوجة عالية .
