از گریس و موارد مصرف آن در صنعت چه می دانید؟ از مزایای استفاده از گریس در مقایسه با روغن ها چه می دانید؟ انواع گریس های صنعتی کدام اند؟ گریس ماده ای پر کاربرد از مشتقات نفت است که در بخش های مختلف صنایع به کار می رود. در این مقاله به بررسی مفصل جایگاه و نقش گریس در رابطه با صنایع پرداخته شده است.
گریس چیست ؟
گریس ماده ای است ژلاتینی از مشتقات نفتی است که دارای خاصیت گرانروی زیادی می‌باشد ، طبق تعریف انجمن تست مواد آمریکا (ASTM) : گـریـس ترکیبی نیمه جامد یا جامد یک محصول نفتی و یک صابون یا ترکیبی از صابون، با یک پرکننده مناسب است که برای نوع خاصی از روانکاری تولید می شود. از مهمترین مزایای کاربرد گریس کاهش دفعات روانکاری، سهولت استفاده، چِکِه نکردن در زمان کارکرد و چسبندگی بهتر را می توان اشاره کرد.
نخستین گـریـس های ساخته شده ، بر پایه کلسیم بودند که به صورت ترکیب مواد بدون کاربرد گرما، به صورت سرد به دست می آمدند. صابون از ترکیب یک چربی، روغن صمغ، یک نوع اسید چرب و یک قلیا، مانند آهک، ساخته شد. آمیختن آن ها در روغن های پایه معدنی و مقداری آب برای گسترش صابون در روغن منجر به ساخت گـریـس های نخستین شد که قوام به گونه تقریب رضایت بخشی داشت .
در گـریــس های اولیــه ترکیب مواد با دست انجام می شد اما بعد ها از ماشین استفاده شد. امروزه برای تهیه گریس ابتدا صابون فلزی مورد نیاز از ترکیب آمینو اسید و قلیای فلزی)لیتیم،سدیم یاکلسیم( تهیه شده و سپس در دستگاه مخصوصی، روانساز به آن افزوده میشود، برخی از انواع خاص گریس فاقد صابون فلزی بوده و از خاک معدنی بنتونیت برای تغلیظ استفاده میشود.
امروزه با استفاده از ابزار پیشرفته مانند میکروسکوپ های الکترونیکی و استفاده از اشعه X مسایل بسیاری در مورد ساختار آن مشخص شده است. گریس را با پایه صابونی آن نامگذاری می شود. در زمان پخت، الیاف و یا رشته های صابونی (Fibers (در داخل روغن تشکیل یافته و حالت ژالتینی به آن می دهد. این الیاف به چند گروه طبقه بندی شده اند که عبارتند از: الیاف کوتاه، الیاف بلند، الیاف کره ای و الیاف ریش ریش. طول این الیاف بسته به ساختار رشته ای از یك تا صد میکرون تغییر می کنند. برای مطالعه بر روی ساختار گریس از میکروسکوپ الکترونیکی و فیلمبرداری اشعه X و نور پالریزه استفاده می شود. هر چه نسبت طول الیاف به قطر آن بیشتر باشد، گریس قوام بهتری دارد. ساختار این الیاف یکی از عوامل عمده اختالف میان انواع گریسهاست. در میان انواع مختلف پرکننده های گریس صابون کلسیم )گریسهای کاپ، شاسی(، صابون سدیم RBB ، صابون لیتیم )مالتی، ماهان(، صابون غیرآلی )گریس نسوز، بنتون( و صابون آلومینیوم از مهمترین پرکننده های گریس محسوب می شوند . صابون سدیم دارای الیاف بلند و درهم است. آب، صابون گریس کلسیم را ثابت کرده و نوع الیاف آن کوتاه و پیچشی است. الیاف صابون گریسهای پایه لیتمی کمی بلندتر با پیچش بیشتر بوده ولی آنقدر کوتاه است که ساختار نرمی را بوجود می آورد. آنها دارای شکل مارپیچ بوده و به خوبی در داخل یکدیگر پیچیده اند. این الیاف بسیار کوتاهتر از صابون گریس پایه سدیم هستند. ساختار برخی گریسها بصورت دانه ای بوده و این عامل باعث نرمی بسیار آن می شود. قوام گریس بستگی به نوع کریستالها دارد، پس از انجام عمل پخت، تشکیل کریستالها متوقف و یا برای مدتی ادامه خواهد یافت. در هر دو مورد کنترل حرارت عامل بسیار موثری در تشکیل آن است. اگر کریستالها به صورت های فشرده، متفرق، گسترده و یا چسبیده بهم باشند، ساختارهای متفاوتی را به وجود می آورند. برخی از گریسها به علت ریز بودن کریستالهای آن بسیار شفاف هستند .
از گریس مانند روغنها به منظور کاهش اصطکاک بین دو قطعه درپایین ترین میزان ممکن،استفاده می شود در واقع موارد استفاده گریس زمانی است که نتوان از روانکارهای دیگر مثل روغن با غلظت کم استفاده کرد مانند چرخ دنده های صنعتی، یاتاقانهای بزرگ و انواع فلکه ها.
آشنایی با انواع گریس های صنعتی
گریس های صنعتی در انواع و اقسام مختلف تولید و روانه بازار میشود. گریس های لیتیم ، گریس های آلومینیوم، گریس های ضد اسید، گریس های خوارکی، گریس های دریایی، گریس های سدیم و گریس های کلسیم که جزء بهترین و با کیفیت ترین انواع این محصولات صنعتی است و میتواند با هر هزینه ایی آن را خریداری کنید. گریس های صنعتی برای انواع اتومبیل ها بکار میرود. لازم است که هنگام خرید گریس های صنعتی به این نکته توجه کنید که محصولی را خریداری میکنید منجر به بروز مشکلات آلودگی محیط زیستی نشود. این نوع از گریس ها با روغن های صنعتی مخلوط میشوند و باعث افزایش روغن کاری مخلوط شده و همچنین باعث افزایش درجه حرارت بالا و خاصیت فشار شدید خواهد شد . در حین استفاده WS2 موجود در مخلوط روی قطعات جفت گیری / متحرک پوشانده می شود که به نوبه خود اصطکاک را کاهش داده و روانکاری و توانایی تحمل بار را برای چرخه های بسیار طولانی تر بهبود می بخشد . برخی از متداول ترین گریس ها برای فشار بسیار بالا و ارتعاشاتی که حاوی سرب هستند بسیار مناسب است و در بلبرینگ ها و رولربیرینگ ها ، یاتاقان های های بسیار پیچیده نیز از کارایی بالایی برخوردار هستند.
1.گریس کلسیم
گریس های کلسیم جزو اولین گریس های عرضه شده در صنعت بودند و امروزه تقریباً گریس های اولیه پایه کلسیم که به روش سرد تولید میشدند ، تولید نمی شوند . و جای خود را به گریس های پیچیده‌تر کلسیم کمپلکس و گـریـس پخت گرم داده اند .گـریـس های کلسیم کمپلکس جزو گریسهای پر مصرف در صنعت هستند که قیمت مناسب و ضدآب بودن مهمترین ویژگی های این گـریـس است . این نوع بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد زیرا قیمت متوسطی دارند و به لحاظ اقتصادی به صرفه هستند. گریس کلسیم با استفاده از آهک هیدراته و مواد چربی تولید می شود. گریس کلسیم باید در دمای پایین مورد استفاده قرار گیرد زیرا آنها تقریبا در دمای 150 درجه فارنهایت محدود می شوند. درجه حرارت بالاتر ممکن است ساختار گریس را تغییر دهد. تحمل آب بسیار خوبی نیز دارند.
2.گریس سدیم ( صابون سودا )
گـریـس های سدیم بعد از گریسهای کلسیم با بازار عرضه شدند و جزو گریسهای ارزان قیمت با کیفیت روانکاری خوب است . مهمترین نقطه ضعف این گـریـس ها ضد آب نبودن است . این نوع گریس سال ها به عنوان گریس بلبرینگ چرخ استفاده می شد. نقطه افت بین 300 تا 400 درجه فارنهایت متفاوت است و از پایداری برشی خوبی برخوردار است. گریس کم هزینه ای که در برابر آب مقاومت بسیار پایینی دارد.
3.گریس لیتیم
ابداع گـریـس لیتیم در زمان جنگ جهانی باعث وقوع انقلاب در زمینه روانکاری شد این گریس ویژگی های منحصر به فردی دارد که آن را به یک گریس هم کاره تبدیل میکند.گریس لیتیم مقاومت خوبی در برابر شسته شدن با آب دارد و محدوده دمایی خوب این گـریـس آن را تبدیل به یک گریس عالی همه منظوره تبدیل کرده است .این گریس چند منظوره با بافت روغنی و نقطه افت بالای 350 درجه فارنهایت است که در دما های بالای 300 درجه فارنهایت نیز قابل استفاده است. گریس لیتیوم کارکرد بسیار خوبی در برابر آب و خرابی یا نرم شدن دارد. قابلیت پمپاژ ویژگی بسیار قوی برای این نوع گریس هاست. برای این نوع، اصطلاح گریس چند منظوره به کار می رود زیرا آنها در یک محصول واحد، ویژگی های مطلوب را که معمولاً در چندین محصول وجود دارد ترکیب می کنند. تقریبا 60٪ از بازار گریس از این نوع گریس راضی هستند.
4.گریس آلومینیوم
گریس آلومینیوم جزو گریس های با کیفیت و خاص تقسیم بندی میشوند . این گـریـس های قیمت شان نسبت به سایر گریس ها کمی بالاتر است و عملکرد عالی برای کار در دمای بالا دارند.گریس آلومینیوم در دمای بالا عملکرد خوبی دارد. نقطه افت آن تقریباً 500 درجه فارنهایت است، تحمل بسیار عالی در برابر آب دارد، در برابر ایجاد شکاف پایداری بالایی دارد و به خوبی به مواد افزودنی که باعث افزایش قابلیت های عملکردی از قبیل اکسیداسیون و مهار زنگ زدگی می شوند پاسخ می دهد. اغلب در روانکاری ماشین آلات مورد استفاده قرار می گیرد.
5.گریس پلی اوره
گـریـس پلی اوره برخلاف گریس های بالا پایه غیر فلری دارد و جزو گـریـس ها با کیفیت چند منظوره تقسیم بندی میشوند . به واسطه اینکه صابون آن غیر فلزی است ، خواص ویژه‌ایی دارد .این نوع گریس دارای نقطه افت بسیار بالایی است؛ تقریباً 470 درجه فارنهایت. مقاومت خوبی در برابر آب دارد و عمر فوق العاده ای در درجه حرارت بالا را فراهم می کند. اغلب در موتورهای برقی و در ماشین آلات عرصه مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از گریس های پلی اوره بسیار حساس به برش هستند؛ یعنی در توزیع نرم و در بلبرینگ ها سفت می شوند.
6. گریس بنتون ( خاک رس)
خاک رس بنتونیت با یک فعال کننده قطبی ترکیب می شود تا بار الکتریکی به ذرات رس اضافه شود و با این کار، برای نگه داشتن روغن پایه در حالت سوسپانسیون در ساختار غلیظ کننده بدون صابون تطبیق داده می شوند. با گریس های دیگر خیلی سازگار نیست زیرا ممکن است بار الکتریکی از بین برود و گریس را فراتر از حد عملکرد نرم کند. این نوع اغلب گریس غیر قابل ذوب نامیده می شود. همچنین از مقاومت خوبی در برابر آب برخوردار است و قابلیت پمپاژ در دمای پایین دارد. در کاربرد های با درجه حرارت بسیار بالا که در آن به یک گریس غیر قابل ذوب نیاز است، ساختار خاک رس می تواند به تنظیم کاسه نمد برای مواردی که نگه داشتن کاسه نمد بسیار مشکل است، مانند بلبرینگ های چرخی، کمک کند.
7.گریس پیچیده لیتیوم
نوع جدیدی از انواع گریس است که بسیاری از ویژگی های آن مشابه گریس های لیتیومی ساده است؛ با این تفاوت که عملکرد بهتر در دما و سرعت های بالا دارند. نقطه افت تقریباً 500 درجه فارنهایت است.
موارد مصرف گریس در صنعت چیست؟
مهمترین موارد مصرف گریس در صنعت به شرح زیر است:
– از گریس برای روانکاری جاهایی استفاده میشود که امکان روانکاری مکرر توسط روانساز مایع وجود نداشته و یا مقرون به صرفه نباشد. (مانند قطعات متحرک جلوبندی خودرو) گریسها بر خلاف روغنها وظیفه خنک کنندگی و پاک کنندگی را انجام نمی دهند.
– استفاده از گریس در صنعت باعث کاهش هزینه تعمیرات می شود چون تعداد دفعات روانکاری گریس در مقایسه با روغن کمتراست .این مسئله در شرایطی که دسترسی به ماشین آلات سخت باشد یک مزیت محسوب می شود مانند: بلبرینگ های غیرقابل دسترس، موتورهای نصب شده بر روی سقف ها و انواع خطوط محرکه.
– گریس بعنوان مانعی جهت جلوگیری از ورود گرد و خاک به داخل ابزار های ماشین آلات است.
– برخی از گریسها مشکل روانکاری در مجاورت با آب را حل کرده اند.
– کاسه نمدهای آب بندی شده به وسیله روغن به دلیل تولید اصطکاک بیشتر با قطعات، نیروی بیشتری را به هدر می دهند بنابرین روانکاری با گریس در آب بندی قطعات و کاربرد کاسه نمدها و نظایر آن با هزینه کمتری انجام می شود.
– در مقایسه با روغن، گریس برای مدت بیشتری روانکاری را ادامه می دهد. برخی گریس ها طوری ساخته شده اند که به صورت آب بندی در قطعه باقی مانده و طول عمر آن با قطعه یکی است.
– گریس مانع زنگ زدگی قطعات صنعتی است، زمانی که از قطعه ای استفاده نشود و روانکار آن خارج شود، برای پیشگیری از زنگ زدگی قطعه، از گریس استفاده می شود.
– تعدادی از گریسها اصطکاک کمتری را در زمان شروع دستگاه ایجاد می کنند.
– گریس مقاومت زیادی در مقابل فشار مکانیکی دارد،
گریس به صورت یک لایه فیلم نازک بین دو قطعه متحرک قرار گرفته و نمی گذارد که این دو جسم با یکدیگر تماس یابند. در شرایط فشار کم زیاد، این لایه از هم گسسته شده و باعث می شود که دو قطعه با یکدیگر تماس یافته و در نتیجه منجر به خوردگی و حتی توقف کار دستگاه شود. در این مورد با افزودن مواد بالا برنده تحمل فشار، ادتیوهای EP ، این لایه گسسته نشده و عمل روانکاری به سهولت انجام می شود.
– گریس باعث کاهش صدا و ارتعاش و کارکرد روان در برخی دستگاهها مانند چرخ دنده های بزرگ می شود چون مانند لایه ای نرم ما بین قطعات دستگاه ها قرار می گیرد.
– گریس دربسیاری موارد عملکرد بهتری دارد مثلا در دستگاههایی که در فشار زیاد، دمای بالا، شرایط سخت عملیات، سرعت پایین و شوکهای مداوم کار می کنند و یاتاقان هایی که گردش محوری آنها به طور مرتب معکوس می شود.
– در جایی که ماشین آلات به شدت خوردگی و سایش داشته باشند، گریس در بیشتر موارد کاربرد بهتری دارد.
– بیشتر گریسها با توجه به دماهای متغیر، کاربرد وسیعی دارند ولی بیشتر روغنها دارای دمای کارکرد معینی هستند.
– در طراحی بوشها و یاتاقانهای ماشین آلات، گریس نسبت به روغن نقش موثرتری داشته و عناصر تشکیل دهنده آن را ساده می کند.
* در پایان توجه شما را به این نکته جلب می کنیم که: گریس نقش اصلی در حمل و نقل ، ساخت و ساز و یا صنعت دارو سازی دارند. از آنجایی که این محصولات صنعتی را میتوان سنتز کرد ، گاهی اوقات انتخاب یک گریس از میان چندین گریس های مرغوب کاری خاص و بسیار دشواری است. در صورت عدم انتخاب گریس مناسب، با نوع کارکرد دستگاه، ساختار آن متلاشی و دیگر قادر به روانکاری نخواهد بود. دما نقش کلیدی در انتخاب گریس ایفا می کند. دمای کارکرد گریس بر اساس نوع آن متفاوت بوده و شاخص مهمی در انتخاب گریس است.
یکی از موارد مهم در کاربرد گریس قابلیت پمپاژ است. در بسیاری از صنایع به پمپاژ گریس در حالت کارکرد به طور متوالی نیاز است. در نتیجه گریس باید مانند روغن قابلیت پمپ شدن را در عملکرد داشته باشد.
برخی گریسها زمانی که به حداکثر دمای کارکرد می رسند ساختار اصلی خود را از دست داده و به طور کامل متلاشی می شوند. در این حالت گریس می بایستی تعویض شود. این گونه گریسها را گریسهای برگشت ناپذیر می نامند. برعکس گریس هایی که دوباره حالت ژلاتینی خود را بدست می آورند را گریس های برگشت پذیر می گویند. فراموش نکنیم که گریس باید در شرایط کاری و وقتی که بار روی یاتاقات یا هر سطحح لغزنده دیگر که برای کاهش اصطحکاک از گریس استفاده کرده ایم ، باقی بماند به عبارت دیگر از زیر سطح کار فرار نکند .
و همچنین یک گریس صنعتی استاندارد باید این قابلیت را داشته باشد که تحت بار های مختلف و شرایط کاری تعریف شده و دمای کاری مورد نظر خواص خود را از دست ندهد .
