مبادئ التزييت والتشحيم

مبادئ التزييت والتشحيم

الأسس و الأسباب التي على أساسها نشأت فكرة التزييت والتشحيم:

1) الاحتكاك (Friction)
المقصود بالاحتكاك هو القوى المقاومة لحركة سطحيين متحركين متلامسين
صناعيا" ممكن أن يكون الاحتكاك مقبول أحيانا" أو غير مقبول في أحيان أخرى فمثلا" في حالة إطارات السيارات (tires) وأيضا" فكرة عمل الفرامل (brakes) هنا تكون فكرة الاحتكاك مقبولة.

أما في حالات تشغيل الأجزاء الميكانيكية في معدات أخرى تحتوى على رولمان بلى (bearings) أو تروس نقل حركة (gears) الاحتكاك هنا يكون غير مرغوب به حيث انه ينتج عن عمليات الدوران:
- تأكل (wear)
- حرارة (heat)

التآكل والحرارة هنا تم تصنيفهم هندسيا على انهم من العوامل الأولية لحدوث الانهيار(failure)
بالإضافة إلى أن الطاقة المستهلكة للتغلب على الاحتكاك والتي تتولد على هيئة حرارة تعتبر طاقة مفقودة.

أنواع الاحتكاك
- احتكاك انزلاقي (sliding friction)
- احتكاك دحرجي (rolling friction)

ومن الخبرة العملية والتجربة نوضح أن دوران جسم على أخر (الحالة الثانية) لا يتطلب مقاومة مثل التي تتطلبها سحب أو انزلاق جسم على أخر (الحالة الأولى). أيضا في حالة دحرجة جسم على أخر يحدث بعض الانزلاق أيضا".
ولكن الاحتكاك الناتج عن عملية الدحرجة لا يمكن أن يقارن بالاحتكاك الناتج عن عملية الانزلاق وبالتالي هناك فرق كبير جدا بين الطاقة المطلوبة لمقاومة الاحتكاك في الحالتين.

2) التآكل (Wear)
تم تصنيف التآكل على انه انهيار متقدم ناتج عن فقد جزء من المادة (material) أو الخامة المستخدمة ويحدث التآكل بسبب تلامس متواصل بين جسمين متحركين.
لا يصنف أي معدل من التآكل على انه انهيار حيث انه صناعيا" يوجد نسبة مقبولة من التآكل كناتج طبيعي لعمليات التشغيل ودوران الأجزاء.
ومما لاشك فيه إن الاحتكاك الزائد يؤدى إلى تأكل المادة بمعدل اكبر من المحسوب هندسيا" والذي ينتج عنه انهيار المعدة مما يعنى هنا خسارة اقتصادية وآلتي تتمثل في استهلاك لقطع الغيار أو الوقفات للتغير بالإضافة إلى الحرارة المتولدة والتي أوضحنا سابقا" تصنيفها على أنها طاقة مفقودة لا يمكننا الاستفادة منها آي يمكننا القول أن التآكل يصنف على انه البداية الفعلية في انهيار كفاءة نظام العمل ككل.
ومما لاشك فيه أن التآكل الطبيعي لا يمكننا اجتنابه طالما أن الحركة موجودة بين سطحين متلامسين ولكن يمكننا أن نقلل هذا التآكل عن طريق التصميم الميكانيكي الخاص لكل معدة كذلك الضبط المحكم للمعدات أيضا" اختيار الخامات والقيام بعمليات الصيانة الوقائية بما في ذلك التزييت والتشحيم.

3) التزييت والتشحيم

الغرض من التزييت (Purpose of Lubrication):
1- منع التآكل: من الأسباب الرئيسية لعملية التشحيم والتزييت هي تقليل التآكل الحادث نتيجة للحركة بين أي جسمين متلامسين
2- تخفيض الحرارة: أيضا من الأسباب الرئيسية لعمليات التزييت والتشحيم هي تقليل ارتفاع درجات الحرارة آلتي تنتج عن الاحتكاكات للأجزاء المتلامسة عند الحركة
3- منع الأكسدة و الصدأ: وجود الزيت والشحومات يقلل من حدوث أكسدة لسطح الخامات مما يمنع حدوث الصدأ كما في حالات التخزين أو عند توقف المعدات
4- مانع التسريب: في حالات كثيرة يعتبر الشحم مانع للتسرب حيث يقوم بمنع دخول الماء, الأتربة , والأكسيد إلى أجزاء المعدة
5- عازل: تقوم الزيوت أحيانا بعمل المواد العازلة وذلك في حالات خاصة كما في المحولات (transformer)

تعريف التزييت (What is Lubrication?):
مما سبق ولتقليل حدوث الانهيار يتم وضع مادة ذات لزوجة قليلة بين الأسطح المتحركة – والتي لها معامل احتكاك عالي- أي بمعنى أخر يتم تغير السطح المعرض للتآكل بسطح أخر له معامل احتكاك اقل .
أي يمكن تصنيف أي مادة سواء (غاز – سائل- صلب) توضع بين سطحين متلامسين متحركين ويكون معامل الاحتكاك لها اقل من الخامات المتحركة على أنها مادة تزييت – أحيانا يتم وضع أجزاء من الكربون وكذلك أحيانا يتم طلى الجزء نفسه بمادة أخرى على سبيل المثال قوالب الصب.

طبقة التزييت الهيدروديناميكية :(Hydrodynamic or Fluid Film)
من المتعارف عليه هندسيا" انه في حالات الأحمال العالية لزوجة مادة التزييت لا تكون كافية وحدها لضمان وجود طبقة (film) التزييت بين الأسطح المتحركة ولذلك فأن نوع الزيت أو الشحم المختار لابد آن يكون من الأنواع آلتي تتحمل ضغوط عالية وذلك حتى تساعد الحمل لحين تكوين الطبقة المغلفة المطلوبة ومن الشكل الموضح نجد انه في حالة عدم الدوران يكون الجسم المعلق محمل على الأخر محاولا" طرد طبقة التزييت ما بين الجسمين ومع بدء الدوران تبدأ مادة التزييت بالالتصاق بالجسم الدوار وتبدأ بالتقدم تدريجيا" للوصول إلى الالتصاق الكامل ومع زيادة السرعة يرتفع ضغط مادة التزييت وتتكون طبقة كاملة فاصلة ما بين الجسمين

العوامل المؤثرة على تشكيل طبقة التزييت:
1) لزوجة مادة التزييت لابد أن تكون عالية ومناسبة و تساعد مادة التزييت على تواجدها بين الأجسام المتلاصقة حتى يحدث عملية الفصل الكامل بين الجسمين عند الدوران والوصول إلى سرعة التشغيل.
2) سرعة التشغيل لابد أن تكون كافية لتعطى فرصة لتشكيل مادة التزييت وأيضا" لاحتفاظ الأجزاء المتلامسة بطبقة التزييت الموجودة.
3) الأسطح المتلامسة لابد أن تكون ناعمة جدا ولا يوجد بها أجزاء محدبة يمكنها أن تكسر طبقة التزييت.

ومما سبق يمكن القول أن التزييت الهيدروديناميكى يقلل من حدوث الاحتكاكات مما يقلل من حدوث التآكل والوصول به إلى الحدود المقبولة صناعيا.

التزييت الهيدروستاتيكى :(Hydrostatic lubrication)

تستعمل هذه الطريقة في بعض كراسي المعدات الثقيلة عند بدء الحركة فقط حيث يكون الاحتكاك شديد الارتفاع , فان ضخ الزيت بين أسطح الكرسي ينشأ عنه غشاء سميك يخفض من عزم الدوران عند بدء الحركة إلى حوالي 10 : 1 مما هو مطلوب بدونه .
وفى هذه الحالة يتم ضخ الزيت عند بدء الحركة بواسطة مضخة تعمل باليد أو بواسطة موتور ثم يوقف الضخ بعد بدء الحركة حيث يكون تزييت هذه الكراسي بعدئذ بنفس فكرة التزييت الهيدروديناميكى.

اجب عن ما يلي
1 – عرف الاحتكاك؟
2- عرف التآكل ولماذا يحدث؟
3- ما هي أهداف التزييت والتشحيم؟
4- ما الفرق بين الزيت والشحم؟
5- كيف يتم إنتاج الزيت؟
6- ما هي مكونات الشحومات؟
7 – كيف يعمل منظم الشحم؟

الزيوت (Oils)

تكرير الزيوت (Oil Refining)
الغالبية العظمى من الزيوت المتداولة نحصل عليها عن طريق تقطير البترول.

مواصفات الزيوت (Characteristics of Lubricating Oil)

اللزوجة (Viscosity)
تعرف اللزوجة أنها مقياس مقاومة الزيت للانسياب وتعتبر اللزوجة من أهم الخواص الطبيعي ة للزيت و التي يتم على أساسها اختيار نوعية الزيت المستخدم وكذلك لتحديد مدى صلاحية الزيت المستخدم فعلا".

أسباب ارتفاع لزوجة الزيوت المستخدمة:
- تعرض الزيوت لدرجات حرارة عالية لفترات طويلة.
- تزويد الزيت بزيت آخر ذات لزوجة عالية.
- تكون رواسب كربونية خاصة في ظروف زيوت آلات الاحتراق الداخلي.

أسباب انخفاض لزوجة الزيوت المستخدمة:
- تزويد الزيت بزيت آخر ذات لزوجة منخفضة.
- تلوث شحنة الزيت بوقود غير محترق.

وعلى أي حال يتم تغير الزيوت إذا ارتفعت أو انخفضت لزوجة الزيت بمعدل 15% من اللزوجة الأساسية للزيت.
وبما انه يتم اختيار الزيوت على أساس اللزوجة فان الزيوت ذات اللزوجة المنخفضة تستعمل لظروف تشغيل مختلفة عن الزيوت ذات اللزوجة العالية.

أمثلة
تستعمل الزيوت ذات اللزوجة المنخفضة في ظروف تشغيل _ السرعة العالية – أحمال خفيفة – درجات حرارة منخفضة
تستعمل الزيوت ذات اللزوجة العالية في ظروف تشغيل _ السرعة البطيئة – أحمال عالية – درجات حرارة عالية

ومما لاشك فيه انه يوجد ارتباط وثيق بين درجة الحرارة التى يصل لها الزيت واختيار الزيوت ذات لزوجة معينة.

أنواع الزيوت
عادة يتم تصنيف الزيوت إلى:
1) زيوت مقطرة (refined) وذلك مثل زيوت البرافين (paraffinic) و النافثينية (naphthenic). والاختلاف بينهم يكون في ترتيب جزيئات الهيدروجين والكربون.
الزيوت البارافينية يكون ترتيب الجزيئات الهيدروكربونية على شكل سلسلة وهذه الزيوت تتميز بالآتي:
- لها ثبات عالي جدا"
- لها درجة انسياب عالية
- لزوجة عالية
- معدل تطاير منخفض
الزيوت النافثينية يكون ترتيب الجزيئات الهيدروكربونية على شكل دائري وهذه الزيوت تتميز بالآتي:
- لها ثبات جيد
- لها درجة انسياب منخفضة
- لزوجة منخفضة
- معدل تطاير عالي
وتستخدم هذه الزيوت عادة في ظروف التشغيل عندما يكون التغير في درجة الحرارة ضئيل وكذلك في ظروف التشغيل التي تتطلب معدل انسياب بطيء للزيوت.

2) زيوت تركيبية (synthetic) وذلك يتم عن طرق تصنيع أو تركيب للزيت من مكونات كيميائية وتصنف هذه الزيوت على أنها أعلى من الزيوت الطبيعية وذلك للأسباب الآتية:
- لها مقاومة عالية للاكسدة.
- لها قدرة أعلى على الحفاظ على اللزوجة.
- لها درجة انسياب منخفضة
- لها معدل احتكاك قليل

ومن الجدير بالذكر أن الزيوت التركيبية لها ثبات عالي ضد الأكسدة وذلك عند درجات الحرارة العالية وكذلك أيضا" تحتفظ بمعدل لزوجة ثابت عند انخفاض درجات الحرارة ولكن من العيوب الخاصة بهذه الزيوت هي ارتفاع سعرها عن نظيرتها من الزيوت الطبيعية حيث تصل إلي ثلاث أضعاف السعر.

وهذا الملف الكامل للموضوع مدعم بالصور

رابط تنزيل الملف الكامل لموضوع مبادئ التزييت والتشحيم مدعم بالصور

كيفية التسجيل فى منتدى هندسة الإنتاج والتصميم الميكانيكى

طريقة التنزيل من المنتدى خطوة بخطوة

الهارد الشامل والمتكامل لقسم ميكانيكا

******************************************************