کنترل عملکرد روان کننده ها

مقدار و ویژگی روان کننده موجود در سطوح کشویی تأثیر عمیقی بر اصطکاک ایجاد شده دارد. به عنوان مثال، صرف نظر از عوامل مرتبط مانند گرما و فرسودگی، اما با توجه به اصطکاک به تنهایی بین دو سطح روغن کاری شده با فیلم روغن، اصطکاک می‌تواند 200 برابر کمتر از سطح بین همان سطوح بدون روان کننده باشد.

در شرایط فیلم سیال، اصطکاک مستقیماً با ویسکوزیته سیال متناسب است. برخی از روان کننده ها، مانند مشتقات نفتی، در محدوده وسیعی از گرانروی موجود هستند و بنابراین می‌توانند طیف گسترده‌ای از نیازهای عملکردی را برآورده کنند.

در شرایط روان کنندگی مرزی، اثر ویسکوزیته بر اصطکاک کمتر از ماهیت شیمیایی روانکار می‌شود. به عنوان مثال، ابزارهای ظریف نباید با مایعاتی روان شوند که به فلزات ظریف حمله کرده و آن‌ها را از بین می برد.

سایش در سطح روغن کاری شده توسط اصطکاک، خوردگی و تماس جامد با جامد ایجاد می‌شود. روان کننده‌های مناسب به جلوگیری از هر کدم از این موارد کمک می‌کنند. آن‌ها با تهیه یک فیلم که فاصله بین سطوح کشویی را افزایش می‌دهد، ساییدگی تماس سایشی و جامد به جامد را کاهش می‌دهد، در نتیجه آسیب ناشی از آلاینده‌های ساینده و مشکلات سطح را کاهش می‌دهد.

نقش روان کننده در کنترل خوردگی سطوح دو برابر است. وقتی ماشین‌آلات بیکار هستند، روان کننده به عنوان ماده نگهدارنده عمل می‌کند. هنگام استفاده از ماشین‌آلات، روان کننده با پوشاندن قطعات روانکاری شده با یک فیلم محافظ که ممکن است حاوی مواد افزودنی برای خنثی سازی مواد خورنده باشد، خوردگی را کنترل می‌کند.

توانایی روان کننده در کنترل خوردگی مستقیماً با ضخامت فیلم روان کننده باقی مانده روی سطوح فلزی و ترکیب شیمیایی روان کننده ارتباط دارد.

روان کننده ها همچنین می‌توانند با کاهش اصطکاک و انتقال گرمای تولید شده به کنترل دما کمک کنند. اثر بخشی به مقدار روان کننده عرضه شده، دمای محیط و میزان خنک کننده خارجی بستگی دارد. به میزان کمتری، نوع روان کننده بر دمای سطح نیز تأثیر می‌گذارد.

سایر عملکرد روان کننده ها

روان کننده های مختلفی به عنوان مایعات هیدرولیکی در دستگاه‌های انتقال مایعات استفاده می‌شود. از سایر موارد می‌توان برای از بین بردن آلاینده‌ها در سیستم‌های مکانیکی استفاده کرد. به عنوان مثال، مواد افزودنی پخش‌کننده مواد شوینده، لجن را به حالت تعلیق درآورده و آن‌ها را از سطح کشویی موتورهای احتراق داخلی، خارج می‌کند.

در کاربردهای تخصصی مانند ترانسفورماتورها و تابلوها، روان کننده‌ها با ثابت‌های دی الکتریک بالا به عنوان عایق‌های الکتریکی عمل می‌کنند. برای داشتن حداکثر خواص عایق‌بندی، یک روان کننده باید از آلودگی و آب دور باشد.

روان کننده‌ها همچنین به عنوان مایعات مهار کننده شوک در دستگاه‌های انتقال‌دهنده انرژی (به عنوان مثال، کمک فنرها) و اطراف این قطعات ماشین‌آلات به عنوان چرخ دنده‌هایی که تحت بارهای متناوب زیادی قرار دارند، عمل می‎کنند.

طیف گسترده‌ای از روان کننده ها موجود است. انواع اصلی در اینجا بررسی می‌شود.

روان کننده های سیال، روغنی

روان کننده های طبیعی، محصولات حیوانی و گیاهی مطمئناً اولین روان کننده‌های انسان بودند و به مقدار زیاد مورد استفاده قرار گرفتند. اما، از آنجا که فاقد پایداری شیمیایی هستند و از آنجا که نیازهای روغن‌کاری بیش از پیش تقاضا شده‌اند، عمدتا توسط محصولات نفتی و مواد مصنوعی جایگزین شده‌اند.

برخی از مواد آلی مانند روغن چربی و روغن اسپرم به دلیل خاصیت روانکاری خاص هنوز به عنوان مواد افزودنی استفاده می‌شوند.

روان کننده های نفت عمدتاً محصولات هیدروکربنی استخراج شده از مایعات هستند که به طور طبیعی در زمین رخ می‌دهند.

آن‌ها به طور گسترده به عنوان روان کننده استفاده می‌شوند زیرا دارای ترکیبی از خواص مطلوب زیر هستند: (1) در دسترس بودن در ویسکوزیته‌های مناسب، (2) نوسانات کم، (3) بی‌اثر بودن (مقاومت در برابر خراب شدن روان کننده)، (4) محافظت در برابر خوردگی ( مقاومت در برابر خرابی سطوح کشویی) و (5) کم هزینه.

روان کننده های مصنوعی را به طور کلی می‌توان به عنوان مواد مایع روغنی و خنثی توصیف کرد که معمولاً مستقیماً از نفت به دست نمی‌آیند اما دارای خواصی مشابه روان کننده‌های نفتی هستند. از جهات خاص آن‌ها از محصولات هیدروکربنی برتر هستند.

سنتزی با تغییرات دما، مقاومت در برابر خراش و اکسیداسیون و مقاومت در برابر آتش، ثبات بیشتری از گرانروی را نشان می‌دهد. از آنجا که خواص روان کننده های سنتزی به میزان قابل توجهی متفاوت است، بنابراین هر روان کننده مصنوعی کاربرد خاصی پیدا می‌کند. تعدادی از کلاس‌های متداول مصنوعی و کاربردهای معمول هر یک در جدول زیر نشان داده شده است.

روان کننده های جامد

روان کننده جامد، فیلمی از مواد جامد است که از ترکیبات غیر آلی یا آلی یا فلز تشکیل شده است.

روان کننده های غیر آلی

سه نوع کلی ترکیبات غیر آلی وجود دارد که به عنوان روان کننده های جامد عمل می‌کنند:

1. مواد جامد شبکه‌ای لایه‌ای: موادی مانند گرافیت و دی سولفید مولیبدن که معمولاً مولی سولفید نامیده می‌شوند، دارای ساختار شبکه بلوری هستند که به صورت لایه لایه مرتب شده‌اند.

   2.سایر مواد جامد نرم: انواع جامدات معدنی مانند سرب سفید، آهک، تالک، بنتونیت، یدید نقره و مونوکسید سرب به عنوان روان کننده استفاده می‌شوند.

   3.پوشش‌های تبدیل شیمیایی: بسیاری از ترکیبات غیر آلی را می‌توان در اثر واکنش شیمیایی روی یک سطح فلزی تشکیل داد. از جمله شناخته شده ترین پوشش‎های روانکاری می‌توان به فیلم‌های سولفید، کلرید، اکسید، فسفات و اگزالات اشاره کرد.

   روان کننده های آلی

   روان کننده‌های آلی جامد معمولاً به دو دسته گسترده تقسیم می‌شوند:

   1. صابون، موم و چربی: این کلاس شامل صابون‌های فلزی کلسیم، سدیم، لیتیوم است. موم حیوانات (به عنوان مثال، موم و موم اسپرماستی)؛ اسیدهای چرب (به عنوان مثال، اسیدهای استریک و پالمیتیک)؛ و استرهای چرب (به عنوان مثال، گوشت خوک و پیه)
   2. فیلم‌های پلیمری: اینها مواد مصنوعی مانند پلی تترا فلورواتیلن و پلی کلرو فلوئوراتیلن هستند.

   روان کننده های گازی

   روانکاری با گاز از بسیاری جهات مشابه روانکاری با مایع است، زیرا اصول اولیه روانکاری فیلم مایع اعمال می‌شود. اگرچه هر دو گاز و مایعات چسبناک هستند، اما در دو مشخصات مهم تفاوت دارند.
   ویسکوزیته گازها بسیار کمتر و انعطاف‌پذیری بسیار بیشتر از مایعات است. ضخامت فیلم و ظرفیت بار با یک گاز مانند هوا بسیار کمتر است.