گریس چیست؟ ویژگی ها و کاربرد انواع گریس

GREASE گريس چیست؟

گريس ها محصولات نيمه مايع تا جامد يک عامل سفت کننده هستند که از متفرق شدن در يک مايع روان کننده که به ميزان مشخص سفت شده است بدست مي ايند .به عبارت ديگر گريس يك ماده روان كننده اي است كه به ميزان مشخصي سفت شده وداراي مشخصاتي است كه روغن به تنهائي فاقدان است

مزاياي گريس نسبت به روغن شامل:

۱-با استفاده از گريس دفعات روانکاری کمتر می شود.

۲-راحتی استفاده و بکارگيری گريس نسبت به روغن.

۳-امكان استفاده براي جاهائي كه روانكاري مجددمحدودباشدياازنظراقتصادي غيرقابل توجيه باشد.

۴-منتفی شدن چکه و نشتی روانساز.

۵-امکان استفاده از سيستم آب بندی ساده تر در ماشين آلات.

۶-چسبندگی خوب به قطعات.

۷-راندمان بالاتر در شرايط دما و فشار بالا.

۸-طراحی ساده تر دستگاه هايی که با گريس روانکاری می شوند.

۹- نيازبه نيروي كاري کمتر برای تعويض و سرويس.

مقايسه گريس با روغن

۱-برخلاف روغن گريس هاقابليت خنک كردن قطعات و دستگاه ها را ندارند.

۲-روغن ها راحت تر به قطعات و مجاری دستگاه راه پيدا می کنند.

۳-نگهداری و بسته بندی گريس ها با مسائل بيشتری توام است.

۴-تعويض گريس هاوشستشوي محل قرارگرفتن انهامشكل تراست.

۵-امكان اناليزانهاكمتراست.

گريس قابل قبول براي يك شرايط معين بايدداراي خواص زيرباشد:

۱-ايجادروانكاري مناسب براي كاهش اصطكاك باتوجه به شرايط و فشارکار در ماشين آلات و انتخاب گريسی که بتواند از عهده روانسازی برآيد.

۲-محافظت ازقطعات دربرابرخوردگي وزنگ زدگي.

۳-سفت نشدن بيش ازحددرهواي سرد.

۴-سازگاري باكاسه نمدهاوسيستم هاي اب بندي.

۵-قدرت تحمل كردن مقداري ازالودگي هامثل رطوبت بدون ازدست دادن خواص مهم راداشته باشند.

۶-داشتن خواص فيزيكي مناسب براي كاربردهاي موردنظر.

۷-داشتن مقاومت كافي دربرابرتغييرات ناگهاني دراثركاركردمكانيكي.

۸-دارابودن رفتارمناسب دردرجه حرارت هاي مختلف وعدم تغييرات شديدويسكوزيته.

۹-انتخاب ان بايدباتوجه به امكان گريسكاري مجددوعمرگريس باشد.

تركيب شيميائي گريس ها

تركيب گريس ها شامل سه جزاست:

۱-مايع گريس

كه ممكن است يك روغن معدني ياهرمايع ديگري باخواص روان كنندگي مطلوب باشد.

۲-سفت كننده

كه بايدماده اي باشد كه بتواندروغن انتخاب شده رابصورت جامديانيمه جامددراورد.

۳-موادافزودني بهبوددهنده

كه خواص گريس رابهبودمي بخشدياخواص بخصوصي رادران ايجادمي كنند.

تنوع زيادروغن و ماده سفت کننده باع ث شده است كه انواع مختلف گريس با کارآيی های گوناگون ساخته و عرضه شود.

گريس را می توان براساس نوع روغن بکار رفته در آنها به دو دسته:

الف-گريس هاي معدني.

ب- گريس هاي سينتتيک.

تقسيم بندی نمود.

سفت كننده هاي اصلي كه درساخت گريس بكارمي رونددر دودسته زيرطبقه بندي مي شوند:

۱-گروه تركيبات صابوني فلزي نظير سديم، ليتيوم، کلسيم، آلومينيوم سرب و …وياتركيبي از اين فلزات نظيرگريس هاي باپايه الومينيوم ليتيوم باريم و…..

۲-گروه ترکيبات غير صابونی نظير خاک های فعال شده بنتويت، يا پليمرهای خاص كه براي ساخت گريسهاي نسوزكه دردرجه حرارت هاي بالااستفاده مي شوند.

موادافزودني بهبوددهنده اي كه درپروسه ساخت گريس هاي روان كننده استفاده مي شوندشامل : مواد بازدارنده اكسيداسيون وزنگ زدگي , موادافزودني پايين اورنده نقطه ريزش , موادافزودني ضدسائيدگي با

قابليت فشارپذيري بالا ,موادكاهش دهنده اصطكاك ,موادرنگي و ….كه نقش اين مواددرگريس مانندنقش مواد مشابه درروغن هاي روان كننده است ودربخش هاي قبلي راجع به انهابحث شده است.

روش ساخت گريس ها

ساخت گريس معمولا طي يك فرايندناپيوسته انجام مي شود .دراين فرايندماده سفت كننده رادرداخل مايع روان كننده پخش مي كنند وان راباموادافزودني يابهبوددهنده تركيب مي كنند. ساخت گريس به چندروش انجام مي شوددربعضي ازحالت هاماده سفت كننده ازكارخانه هاي سازنده گريس, بصورت اماده خريداري مي شودوسپس بامخلوط كردن ان باروغن , گريس باساختمان موردنظربدست ايد .ولي دربيشترمواقع بجاي خريدصابون اماده ,مواداوليه لازم براي ساخت ان خريداري مي شود وباتركيب انهادرمايع روان كننده گريس موردنظر ساخته مي شود .به عنوان مثال براي ساخت گريس

باپايه ليتيوم ابتداروغن ك رچك هيدروژنه و اسيدچرب وياگليسيريددريك قسمت ازروغن حل مي كنندوسپس ان ر ا بايك محلول ابي ازهيدروكسيدليتيوم مخلوط مي كنندتا عمل صابوني شدن صورت گيردسپس باحرارت دادن محلول , اب موجوددرصابون ازان جدامي شود ,سپس اين مخلوط راكه شامل صابون خشك مي باشدبا

روغن مخلوط مي كنندتاگريس مطلوب نهائي بدست ايد .دراين حالت مخلوط روغن وصابون بدون اب يك گريس ,مراحلي مثل Cut Back توده پلاستيكي كه ساختمان ان اليافي است تشكيل مي دهند.باادامه عملياتاسياب شدن راجهت بهبودساختمان خودمي گذارند .درپايان ممكن است عمل هواگيري جهت خارج كردن هواازگريس وهمچنين براي جداكردن ناخالصي هايي كه احتمالا همراه بامواداوليه وارد شده است گريس فيلترشودتااثري روي كيفيت گريس نداشته باشد. مراحل فوق ازمراحل اصلي ساخت گريس است ودربعضي ازفرايندهابراي ساخت گريس هاي ويژه ممكن است تعدادي ازمراحل فوق بطورهم زمان وبراي ساخت بعضي ديگرازگريس هااين مراحل بصورت

مجزاصورت گيرد.

تعاريف و اصطلاحات تخصصی گریس ها

برخي ازتعاريف واصطلاحاتی که در گريس ها بکار می رود بشرح زير است:

Penetration & Consistency ۱-نفوذ پذيری و گريد

Drop Point ۲– قطره ای شدن

Resistance to Softening at Room Temperature ۳-مقاومت مکانيکی در دمای محيط

١١٥

Water Resistance ۴- مقاومت در برابر آب

Max. Continuous Usable Temperature ۵- حداکثر دمای عملياتی مجازگريس در دستگاه

Reversibilty Respect to Temperature ۶- قابليت حفظ ساختار در مقابل گرم و سرد شدن متوالی

Flactuations

Pumpability ۷- قابليت پمپ شدن در سيستم های مرکزی

Resistance To Extreme Pressure (E.P) ۸-مقاومت فشار مکانيکی

Service Life ۹–عمر سرويس

Texture ۱۰ -بافت

Color ۱۱ – رنگ

Filler ۱۲ – پرکننده

كه ذيلا به شرح بعضي ازانهاپرداخته مي شود.

Drop Point نقطه قطره ای شدن

نمايانگر درجه حرارت ی است که الياف گريس به تدريج ذوب شده و گريس حالت ژلاتينی و نيمه جامد خود را از دست مي دهد .براي تعيين نقطه قطره اي شدن در شرايط خاص آزمايشگاهی گريس از روزنه دستگاه مربوطه به صورت قطره جاری می كنند.براي تعيين نقطه قطره شدن بسته به دماي اندازه گيري ازروش هاي استفاده مي شود.

ASTM D و( 566 ASTM D استاندارد 2265

مقاومت مکانيکی در دمای محيط

تا حدود Resistance To Softening At Room Temperature آزمايش مقاومت مکانيکی در دمای محيط زيادی مبين عمر گريس در درجه حرارت های معمولی بوده و ميزان مقاومت در حفظ ساختار ژلاتينی ان را

نشان می دهد.

Penetration & Consistency نفوذ پذيری و گريد

نفوذپذيري نشان دهنده نرمي ياسفتي گريس وبيان كننده مقاومت گريس درمقابل تغييرشكل ان دراثراعمال نيروهاي وارده به ان است (مثل ويسكوزيته روغن ها ).به همين دليل دوام گريس حين کارکردن به

دليل خرد شدن الياف به تدريج از بين می رود و گريس نرم , و به عبارتی نفوذ پذيری آن زياد می شود . اين به گريس، انجام می شود و نتيجه ان با عنوان Shear آرمون اغلب پس از وارد کردن فشار و نيروي برشي

نفوذ پذيری پس از کار خوانده می شود. اين آزمون برای تقسيم بندی گريس ها از حالت نيمه مايع تا جامد بکار می رود.

به وسيله مقدارنفوذ يك مخروط (برحسب دهم ASTM D نفوذپذيري طبق روش استاندارد 217 ميليمتر)كه تحت نيروي وزن وشرايط استانداردازمايش درگريس فرومي رودمشخص مي شودهرچه درجه

نفوذپذيري بيشترباشدنشان دهنده نرمي بيشترگريس است وباتغييردرجه حرارت تغييرمي كند .وبستگي به گرانروي روغن پايه نوع ودرصدماده سفت كننده ان دارد.

Water Resistance مقاومت در برابر آب

مقاومت گريس ها در مواردی که با آب تماس پيدا می کنند متفاوت است . برخی در برابر آب مقاوم نبو ده و در حضور آب متلاشی و تشکيل امولسيون می دهند، لذا در اين شرايط بايستی سريعًا نسبت به تعويض آن اقدام نمود . برعکس، دسته ديگری از گريس ها، مقاومت عالی در برابر آب از خود نشان می دهند و در پمپ های آب و ساير محيط های مرطوب استفاده مي شوند.

حداکثر دمای عملياتی مجازگريس در دستگاه

به بيشترين درجه حرارتی که می توان گريس را به طور مداوم در آن دما به کار گرفت بدون آن که خواص گفته مي شود. Max. Continuous Usable Temperature خود را از دست بدهد

قابليت حفظ ساختار در مقابل گرم و سرد شدن متوالی

به ميزان برگشت پذيری گريس به حالت ژلاتينی اوليه خود نسبت به تغييرات درجه حرارت و ذوب و انجماد گفته مي شود. Reversibilty Respect To Temperature Flactuations ( (ژلاتين شدن

برخی از گريس ها به ويژه گريس کلسيم (کاپ) با بالا رفتن دمای عملياتی دستگاه و نزديک شدن به نقطه ذوب گريس، متلاشی مي شوند و از هم می پاشيده مي شوند و حتی با خنک شدن دستگاه , حالت ژلاتينی اوليه خود را به دست نمی آورد و به صورت دو فاز روغن و ذرات معلق صابون در می آيند . در اين شرايط بايدبی درنگ اقدام به تعويض گريس نمود . اصطلاحًا چنين گريس هايی را برگشت ناپذير می خوانند و برعکس گريس هايی که مجددًا حالت ژلاتينی خود را به دست می آورند، برگشت پذير می نامند

Pumpability قابليت پمپ شدن در سيستم های مرکزی

اگر گريس در دمای پايين خيلی چسبنده و سفت شود، سيستم هايی که به صورت مرکزی گريس را به ماشين آلات پمپ می کنند با مشکل مواجه می شوند.به كمترين دمائي كه مي توان يك گريس راپمپاژنمودنقطه پمپ شدن مي گويند.

Resistance To Extreme Pressure (E.P) مقاومت دربرابرفشار مکانيکی

با افزايش بار، گريس خود را از بين قطعات فلزی کنار کشيده و اجازه می دهد دو قطعه فلزی با هم تماس پيدا کنند. اين مسئله توأم با ج وش خوردگی های موقت و جدا شدن های متوالی گريس شده و باعث فرسايش شديد قطعات می گردد. لذا از مواد افزودنی خاصي برای افزايش دادن مقاومت گريس در برابر فشار استفاده می شود تا با تشکيل لاي ههای مقاوم جلوی فرسايش گرفته شود.

Short اليافی کوتاه Soft نرم Buttery گريس ها براساس طول و ضخامت الياف آنها به چند دسته کره ای تقسيم می شوند، که هركدام کاربرد ويژه خود را String ريش ريش ،Long Fibrous و اليافی بلند Fibrous

دارند.

Texture بافت

Color رنگ

رنگ گريس ناشی از رنگ روغن به کار رفته در آن و يا در بعضی موارد افزودن مواد پرکن نده ويژه به ان می باشد. به هر حال رنگ به کيفيت محصول ارتباطي ندارد.

لازم به توضيح است که برخی از توليدکنندگان با اضافه نمودن رنگ های ويژه، منظور خاصی را برای کاربرد ويژه ای القا، می کنند.

ازمايشات ارزيابي وعملكردگريس ها

تعدادزيادي ازمايش براي پيش بيني عملكرد گريس هاتحت شرايط معين وجودداردكه ذيلا به برخي ازانهااشاره مي شود:

۱-ازمايشات پايداري ساختماني ومكانيكي

۲-ازمايشات اكسيداسيون

۳-ازمايشات جداشدن روغن ازگريس

۴-ازمايشات مقاومت گريس دربرابراب

۵-ازمايشات حفاظت دربرابرزنگ زدگي

۶-ازمايشات فشارپذيري وجلوگيري ازسائيدگي

كه ذيلا به شرح چندنمونه ازانهاپرداخته مي شود.

ازمايشات پايداري ساختماني ومكانيكي

توانائي ومقاومت يك گريس دربرابرنيروهاي برشي مكانيكي كه باعث بيش ازحدنرم شدن(شل شدن)ياسفت انجام ASTM D شدن گريس هامي شود راپايداري مكانيكي مي گويند.اين ازمايش طبق روش استاندارد 1831 مي شودوروش كاربه اين صورت است كه يك نمونه كوچك گريس دريك محفظه استوانه اي بوسيله يك غلطك سنگين وبه مدت دوساعت دردرجه حرارت اطاق اسياب مي شودوسپس قابليت نفوذ ان به وسيله جسم ۱تعيين مي شود.كه در اين ازمايشات تغييردرپايداري گريس باكارمكانيكي به / ۱يا ۴ / مخروطي شكل بااندازه ۲ عنوان تغييرمطلق درقابليت نفوذ يا در صد تغيير در قابليت نفوذگزارش مي شود

ازمايشات اكسيداسيون

مقاومت دربرابراكسيداسيون يك خاصيت مهم براي گريس هائي است كه درياتاقان هاي غلطكي استفاده مي شوند.بهبوداين خاصيت بااستفاده ازموادبازدارنده اكسيداسيون طول عمرياتاقان هارازيادمي كند.براي

انجام اين ازمايش بال برينگ دردستگاه تحت بارودرجه حرارت زيادقرارمي گيردوتازماني كه ياتاقان خراب مي شودياتاساعت معيني كه خرابي رخ نداده ازمايش تمام مي شود.اين ازمايش براي تعيين طول عمرسرويس دهي گريس هادربال برينگ هائي كه دردرجه حرارت هاي بالاكارمي كنندطراحي شده است.

ازمايش مقاومت دربرابراب

دراين ازمايش يك بال برينگ باپوسته هائي بافاصله مجازبه مدت زيادي چرخانده مي شودودرحين چرخش بال برينگ, بوسيله يك جت اب ,روي ان اب پاشيده مي شود.پايداري دربرابرشستشوبوسيله مقدارگريس

ازبين رفته دربال برينگ درطول مدت ازمايش اندازه گيري مي شود.اين ازمايش روش مفيدي است براي گريس هائي كه درمعرض اب قراردارند. درحالت هاي زيادي ممكن است پاشيدن مستقيم اب مسئله اي نباشداما رطوبت هوايانشتي اب ممكن است گريس رادرمعرض الودگي قراردهد.يك روش براي ارزيابي گريس براي استفاده درچنين شرايطي هموژنه كردن اب درداخل گريس است. ممكن است گريس براساس مقدارابي كه جذب مي كند(بدون اين كه ساختمان گريس ازبين برودياسفت ويانرم شود)ونتيجه تركيب يك نسبت معيني ازاب رخ دهدگزارش مي شود.

ازمايشات حفاظت اززنگ زدگي

وظابف گريس هاعلاوه برروانكاري حفاظت از سيستم دربرابرخوردگي وزنگ زدگي نيزمي باشد.بعضي از گريس هابطورطبيعي خاصيت حفاظت اززنگ زدگي رانيزبرعهده دارنددرحالي كه بعضي ازانهاداراي اين

خاصيت نمي باشندكه براي بهبوداين خاصيت مي توان ازموادجلوگيري كننده اززنگ زدگي نيزاستفاده شود. براي ارزيابي خاصيت حفاظت دربرابرزنگ زدگي مي توان ازازمايشات استاتيك وديناميك استفاده نمودكه

اين ازمايشات معمولا براي گريس هائي كه درياتاقان هاي غلطكي(بال برينگ ها) بكارمي رونداستفاده مي شود .شرايط ازمايش طوري طراحي مي شودكه عوامل مساعدبراي زنگ زدگي فراهم مي شود.دريكي ازاين ازمايشات ياتاقان هاي مخروطي باگريس تحت ازمايش پرمي شودوباچرخش ياتاقان به مدت ۶۰ ثانيه تحت بار ,گريس هاپخش مي شوندسپس ياتاقان دراب مقطرفروبرده مي شودودردرجه حرارت ۵۲ درجه سانتيگراد و دررطوبت نسبي صددرصدبه مدت ۴۸ ساعت نگه داشته مي شودسپس ياتاقان تميزمي شونوازنظرزنگ زدگي وخوردگي موردبررسي قرارمي گيرد.ياتاقان هائي كه هيچ گونه خوردگي نشان ندهندبانمره يك وياتاقان هائي كه درانهاخوردگي ابتدائي (كمترازسه لكه قابل رويت)وجودداشته باشدبانمره دووخوردگي هاي بيشتر با نمره سه ارزيابي مي شوند.

ازمايشات فشارپذيري وجلوگيري ازسائيدگي

براي خاصي فشارپذيري معرفي شده اندعبارتنداز: ASTM ازمايشات استانداردي كه ازطرف ASTM كه طبق استاندارد Four Ball Exterm Pressure ۱-ازمايش سايش چهارساچمه فشارپذير

انجام مي شود. D2596 انجام مي شود.همچنين ASTM D كه طبق استاندارد 2509 Timken Machines ازمايش ماشين تيمكن كه طبق روش Four Ball Wear Test Machine براي ارزيابي خاصيت جلوگيري ازسائيدگي روش كه سائيدگي استيل روي استيل راموردبررسي قرارمي دهدوروش هاي ASTM D استاندارد 2266بخصوص براي گريس هاي باسطح مرغوبيت بالاكه داراي ASTM D و 2596 ASTM D استاندارد 2509 خاصيت فشارپذيري بالائي باشندمورداستفاده قرارگرفت.توصيه می شود. آزمايش ASTMD- برای اندازه گيری خاصيت ضدسايش گريس ها، روش ٢٢٦٦ فشارپذيری، برای ارز يابی خاص يت تحمل بار يک روغن که تحت شرا يط بار ز ياد و روغن کاری شر ايط مرزی قرار دارد، مورد استفاده قرار می گيرد.

طبقه بندي گريس ها

گریس‌ها را می‌توان بر اساس خواص مختلف به روش‌های مختلفی طبقه‌بندی کرد. دو روش رایج عبارتند از:

1. بر اساس نوع غلیظ‌ کننده:

این رایج‌ترین روش طبقه‌بندی گریس است. غلیظ‌ کننده چیزی است که به گریس قوام نیمه‌جامد یا جامد می‌دهد و انواع مختلفی از غلیظ‌ کننده‌ها با مزایا و معایب خاص خود وجود دارد. برخی از انواع غلیظ‌کننده‌های رایج عبارتند از:

• گریس‌های صابونی: این نوع گریس‌ها سنتی‌ترین نوع گریس هستند و با صابون، مانند صابون لیتیوم یا کلسیم، به عنوان غلیظ‌کننده ساخته می‌شوند. آنها به طور کلی ارزان هستند و مقاومت خوبی در برابر آب دارند، اما ممکن است برای دماهای بالا مناسب نباشند.
• گریس‌های بدون صابون: این گریس‌ها از غلیظ‌کننده‌ای غیر از صابون، مانند خاک رس یا پلی اوره، استفاده می‌کنند. آنها می‌توانند عملکرد بهتری در دماهای بالا و در برابر آب نسبت به گریس‌های صابونی ارائه دهند.

2. بر اساس درجه NLGI:

درجه NLGI (National Lubricating Grease Institute) معیاری برای اندازه‌گیری قوام گریس است. این درجه با اندازه‌گیری عمق نفوذ یک مخروط استاندارد در نمونه‌ای از گریس تحت بار مشخص تعیین می‌شود. درجه‌های NLGI بالاتر نشان‌دهنده گریس سفت‌تر هستند.

هنگام انتخاب گریس برای یک کاربرد خاص، توجه به درجه NLGI مهم است، زیرا قوام گریس بر نحوه ماندگاری و روانکاری اجزاء تأثیر می‌گذارد.