www.khodaumo.com

Làm thế nào sạch 'đủ sạch' cho chất bôi trơn dầu mỡ dành cho thiết bị công nghiệp?

Noria khuyến khích đề xuất rằng mức độ ô nhiễm rắn phải được điều khiển ở mức thấp nhất có thể để đạt được các mục tiêu vệ sinh tối ưu cho các thành phần nhạy cảm nhất trong hệ thống.

Với hướng dẫn OEM, không quá khó để xác định thành phần nào nhạy cảm nhất trong hầu hết các hệ thống thủy lực và tuần hoàn, mặc dù đó có thể là một thách thức khó khăn để đẩy các chất gây ô nhiễm xuống mức tối ưu đó, và sau đó giữ mức đó trong vòng đời máy. May mắn thay, mức độ ô nhiễm lý tưởng cho vòng bi bôi trơn dầu là tương đối dễ dàng để xác định.

Nhưng những gì về mức độ ô nhiễm cho vòng bi mỡ? Không dễ để lọc các chất ô nhiễm rắn, mài mòn ra khỏi dầu mỡ sau khi nó đi vào vỏ ổ trục. Có phải mỡ mang được giao ở trạng thái sạch hơn dầu bôi trơn được sử dụng trong sản xuất? Làm thế nào là mức độ ô nhiễm rắn đo cho mỡ tươi? Làm thế nào là sạch dầu mỡ? Làm thế nào có thể đo được chất gây ô nhiễm trong mỡ bôi trơn tại chỗ? Hãy cùng khám phá một số vấn đề này.

Chúng ta đang ở đâu và làm thế nào chúng ta đến đây?
Mục đích chính của việc làm sạch dầu mỡ là để bảo vệ tuổi thọ của các bộ phận hoặc hệ thống được bôi trơn, bởi vì màng bôi trơn ngăn cách các bề mặt tiếp xúc - dù là lăn hay trượt - thường rất mỏng (dưới 1m đến 10m). Rõ ràng là sự hiện diện của bất kỳ hạt nào có kích thước lớn hơn độ dày màng có thể gây bất lợi cho hoạt động trơn tru và tuổi thọ của ổ trục.

Hình dạng và độ cứng của các hạt này cũng phải được xem xét. Độ dày màng bị ảnh hưởng bởi độ nhớt của dầu gốc; bản chất, cấu trúc vi mô và kích thước hạt của chất làm đặc; cũng như sự hiện diện của chất bôi trơn rắn.

Trong lịch sử, việc phân tích dầu mỡ đã được giới hạn trong thử nghiệm dầu mỡ mới để chấp nhận sản phẩm và kiểm soát chất lượng. Bởi vì phần lớn các vòng bi được bôi trơn bằng dầu mỡ, nên chúng tôi sẽ hiểu thêm về kiểm tra dầu mỡ và, với mục đích của bài viết này, kiểm tra mức độ ô nhiễm rắn trong các sản phẩm mỡ công nghiệp. 1

Các hạt rắn trong chất bôi trơn dầu mỡ có thể đến từ nhiều nguồn; Bốn thủ phạm phổ biến nhất là công thức của nguyên liệu thô, thùng chứa bao bì, quy trình sản xuất dầu mỡ và môi trường. Nguyên liệu thô - chất lỏng cơ bản, chất phụ gia và chất làm đặc được sử dụng để làm dầu bôi trơn và dầu mỡ - có thể chứa sợi giấy, mảnh vụn nhựa, oxit sắt và chip từ lớp lót trống. Nếu không kiểm soát quá trình nghiêm ngặt, tất cả có thể tìm đường vào một chất bôi trơn. 2

Hầu hết các nhà sản xuất dầu mỡ đều thận trọng để đảm bảo rằng họ không gây ra sự lạm dụng ô nhiễm mảnh vụn rắn trên các sản phẩm dầu mỡ mà họ sản xuất. Lựa chọn vật liệu cơ bản dựa trên niềm tin rằng nhà cung cấp của họ đang thận trọng để duy trì mức độ tinh khiết cao của sản phẩm, đối với dầu gốc, phụ gia và các thành phần làm đặc.

Từ điểm khởi đầu này, nhà sản xuất dầu mỡ kiểm tra trực quan nguyên liệu thô trước và khi chúng được trộn với nhau. Các vật liệu được nạp vào ấm pha trộn bằng tay và thông qua phễu vật liệu. Màn hình được sử dụng để bắt các vật liệu không mong muốn (giấy, vải, dụng cụ xử lý, v.v.) có thể rơi vào trong quá trình này.

Một bộ lọc cuối cùng ở đầu ra của ấm đun nước bắt được bất kỳ mảnh vụn lớn nào còn lại từ lô trước khi xay sản phẩm. Các bộ lọc này được thiết kế để bắt các vật phẩm gây nguy hiểm cho máy phay, và do đó, nhắm mục tiêu các mục lớn hơn 3 đến 7 phần nghìn của phạm vi inch, tương đương với các hạt lọc 75 micron trở lên.

Lọc cuối cùng có thể được áp dụng để loại bỏ bất kỳ hạt chất làm đặc kết tụ nào theo quy trình nghiền mỡ. Tuy nhiên, quá trình lọc cuối cùng không có khả năng được thực hiện ở dung sai chặt chẽ hơn đáng kể (nghĩa là dưới 75 micron) trừ khi có yêu cầu cụ thể của khách hàng.

Cân nhắc đặc biệt
Có rất nhiều ứng dụng được công nhận đòi hỏi các loại mỡ siêu tinh khiết và ít tiếng ồn cho vòng bi lăn. Mỡ chuyên dụng được yêu cầu tuân thủ các giới hạn tiếng ồn rất thấp và dung sai vận hành hẹp, và đảm bảo hoạt động tiết kiệm năng lượng cũng như tiết kiệm năng lượng. Một số ứng cử viên điển hình bao gồm:

Ổ đĩa lưu trữ máy tính
Ổ đĩa tuyến tính và xoay cho đầu đọc / ghi
Động cơ máy in
Thiết bị âm thanh và video
Thiết bị chính xác
Vấn đề trung tâm của các ứng dụng này là giảm tiếng ồn (đặc biệt đối với các ổ đĩa điện tử và âm thanh), giảm thời gian kiểm soát chất lượng cuối cùng và kéo dài tuổi thọ ổ trục. 3

Mặc dù tiếng ồn không phải là mối quan tâm đặc biệt đối với sản xuất nặng, các chất ô nhiễm và hạt rắn tạo ra tiếng ồn và độ tinh khiết hỗ trợ mục tiêu tiếng ồn thấp sẽ phù hợp chiến lược trong kế hoạch kỹ thuật độ tin cậy công nghiệp.

Nguyên lý đo lường âm thanh rắn
Hình 1. Nguyên tắc đo âm thanh phát ra từ rắn

Mức độ ô nhiễm rắn được đo trong mỡ mới như thế nào?
Hệ thống xếp hạng ISO Chất gây ô nhiễm rắn (ISO 4406: 99) là thước đo được lựa chọn để đánh giá lượng vật liệu rắn trong một chất bôi trơn dầu mới hoặc đã sử dụng (tại chức).

Tương tự, có một vài cách tiếp cận được thiết kế để cung cấp một mức độ ô nhiễm rắn cho dầu mỡ. Các biện pháp không phải là một phần của phương pháp được chỉ định ISO, nhưng vẫn hữu ích cho người thực hành. Có cả hai biện pháp trực tiếp tìm kiếm và đo lường số lượng hạt rắn và biện pháp gián tiếp quan sát ảnh hưởng của hạt rắn và đặc trưng cho kết quả. Việc phòng thí nghiệm chọn biện pháp trực tiếp hay gián tiếp tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm như được xác định bởi mục tiêu độ tin cậy của người dùng đối với thiết kế và ứng dụng máy.

Biện pháp trực tiếp
Có một vài tiêu chuẩn quân sự và phương pháp thử cho giới hạn ô nhiễm dầu mỡ máy bay. MIL-G-81322 được sử dụng để đánh giá mỡ máy bay và MIL-G-81937 được sử dụng để đánh giá mỡ (yêu cầu siêu tinh khiết). MilSpec cho mỡ máy bay nhỏ hơn 1.000 hạt trên mỗi cm khối với kích thước hạt từ 25 đến 74 micron và không có hạt nào lớn hơn 75 micron. Giả sử sự phân bố hạt (và mật độ) trong dầu mỡ tương tự như Air Cleaner Fine Test Dust (ACFTD), điều này có nghĩa là tổng lượng hạt có trong mỗi mililit mỡ máy bay sẽ tương tự như một loại dầu có mã ISO Cleanness ngày 22/19.

Đặc điểm kỹ thuật của mỡ dụng cụ ultraclean là ít hơn 1.000 hạt trên mỗi centimet khối với kích thước hạt từ 10 đến 34 micron, và không có hạt nào lớn hơn 35 micron. Điều này sẽ gần bằng mã ISO 19/16.

Tiêu chuẩn DIN châu Âu 51-825 cũng là một tiêu chuẩn được công nhận để đánh giá các chất gây ô nhiễm rắn trong dầu mỡ bôi trơn. Kết quả là một đánh giá trọng lượng đo lượng hạt lớn hơn 25 micron trên mỗi kg dầu mỡ.

Thử nghiệm dầu mỡ được sử dụng để định lượng các hạt rắn trong dầu mỡ, như được định nghĩa trong quy trình thử nghiệm DIN 51-813, được thực hiện bằng cách ấn 500 gram dầu mỡ qua màn hình lưới 25 micron, chụp phần còn lại từ màn hình, hòa tan phần mỡ và sau đó thoát phần này qua bộ lọc. Bộ lọc được cân và so sánh với trọng lượng bộ lọc ban đầu để xác định số lượng hạt 25 micron và lớn hơn đã bị bắt. Một kết quả thử nghiệm thành công sẽ có ít hơn 20 mg các hạt lớn hơn 25 micron mỗi kg mỡ. 3 Giới hạn kết quả thử nghiệm này sẽ tương đương với mã Độ sạch ISO là 23/19.

Các biện pháp gián tiếp
Để rõ ràng, tác giả mô tả một biện pháp gián tiếp là một biện pháp sẽ định lượng hậu quả của một hạt, thay vì thực sự định lượng các hạt. Có một số ít các bài kiểm tra được công nhận và chuẩn hóa.

ASTM D1404 đo lượng vật liệu mài mòn rắn trong một lượng dầu mỡ bằng cách sử dụng thử nghiệm vết xước. Đánh giá là sự đánh giá chủ quan về số vết trầy xước hình vòng cung xuất hiện trên các tấm acrylic có độ bóng cao sau khi 0,25 gram dầu mỡ được nén giữa các tấm và được nhấn mạnh trong chuyển động tròn dưới lực 200 PSI. Các tấm được phân loại là:



Điều này không tương quan tốt với các biện pháp gây ô nhiễm công nghiệp đã biết khác.

Cả FAG và SKF đã nghĩ ra các phương pháp kiểm tra nội bộ để đánh giá mức độ chất gây ô nhiễm trong dầu mỡ bằng cách quan sát tác động gián tiếp của chất gây ô nhiễm trong dầu mỡ lên hệ thống được theo dõi chặt chẽ. Cả hai phương pháp đều đo tiếng ồn hoặc decibel (dB) của ổ trục trong một tập hợp các điều kiện thử nghiệm. Phương pháp SKF tự động bơm mỡ vào ổ đỡ trong giá đỡ thử nghiệm.

Phương pháp đánh giá tiếng ồn SKF được thiết kế để đánh giá hiệu ứng hạt trên các đặc tính lăn và giảm mỡ. Được gọi là phương pháp đánh giá của Be Be Im lặng +, thử nghiệm sử dụng đế thử tự động bơm mỡ vào ổ bi rãnh sâu (loại 608 ở tốc độ 1800 vòng / phút), vận hành ổ trục trong 15 giây trước khi thử, vận hành ổ đỡ thêm 30 giây vài giây sau khi kiểm tra và sau đó xua tan dầu mỡ và lặp lại bài tập. Đầu dò gia tốc đo các chỉ số năng lượng trong ba cửa sổ (Bảng 1).



Các dải cao phản ánh nhiễu loạn sóng ngắn, có thể được gây ra bởi các hạt trong chất bôi trơn. Giá trị cực đại cũng được ghi lại trong tất cả các dải tần số để ghi lại các nhiễu loạn duy nhất hoặc không đều mà chủ yếu là do chất bôi trơn.

Các phương pháp thử nghiệm của FAG 'MGG' và Shell 'GMN' sử dụng các kỹ thuật tương tự, bao gồm các biện pháp chịu lực, chịu tải và phạm vi năng lượng tương tự. Phương pháp FAG-MGG yêu cầu kết quả thử nghiệm dựa trên số đọc từ năm vòng bi so với chỉ hai vòng bi cho SKF và ba vòng bi cho phương pháp Shell-GMN.

Ghi lại tiếng ồn trên chất bôi trơn bẩn minh họa thiệt hại vĩnh viễn
Hình 2. Ghi tiếng ồn trên chất bôi trơn bẩn minh họa Thiệt hại vĩnh viễn

Ghi tiếng ồn trên Mỡ sạch
Hình 3. Ghi tiếng ồn trên mỡ sạch (Mỡ Polyurea)

Như Hình 2 và 3 chứng minh, có thể có sự khác biệt đáng kể về lượng chất gây ô nhiễm và mức độ tiếng ồn mà mỡ có thể tạo ra trong ổ trục. Lưu ý rằng mức độ tiếng ồn tổng thể trong Hình 2 đang dần tăng lên trong chu kỳ thử nghiệm kéo dài. Biên độ tăng cho thấy rằng khi các mảnh vụn trong mỡ chảy qua ổ trục, độ phá hủy bề mặt tăng lên. Các trung bình đọc sẽ nhận được cao hơn khi thiệt hại nhiều hơn xảy ra.

Làm thế nào sạch là mỡ tươi?
Câu trả lời thông thường là các sản phẩm sạch như người mua yêu cầu. Rõ ràng có sự khác biệt hợp lý về chất lượng làm sạch dầu mỡ, tùy thuộc vào các câu hỏi mà người dùng hỏi.

SKF cung cấp bốn lớp và phân chia các lớp với phân chia định lượng định lượng của Be Be Im lặng +.

Bốn lớp như sau: 5

Dơ bẩn
Độ cứng và kích thước của các hạt sao cho việc lăn quá mức [các hạt đi qua bề mặt được tải] dẫn đến thiệt hại vĩnh viễn làm tăng tiếng ồn tổng thể và giảm tuổi thọ mỏi mang.

Không ồn ào
Độ cứng và kích thước của các hạt được cán quá mức [nói chung là chất làm đặc không bị phân tán] có thể làm hỏng các bề mặt ổ trục, làm tăng đáng kể tiếng ồn của ổ trục tổng thể nhưng không đến mức độ tuổi thọ của ổ trục bị ảnh hưởng bất lợi.

Dọn dẹp
Độ cứng và kích thước của các hạt lăn quá mức sẽ tạo ra các đỉnh rung đáng chú ý nhưng các bề mặt ổ trục không bị hư hại vĩnh viễn.

Yên tĩnh
Mức độ sạch cao nhất do số lượng hạt tối thiểu tạo ra các đỉnh rung.

Hệ thống xếp hạng GN định lượng hơn được thể hiện trong Bảng 2.

Lớp tiếng ồn mỡ

Phần lớn các loại mỡ ngày nay rơi vào lớp sạch. Một ví dụ về dầu mỡ sạch điển hình sẽ là một sản phẩm polyurea có thể có chất kết tụ lớn của chất làm đặc, tạo ra các đỉnh nhiễu động lớn nhưng ít ảnh hưởng đến bề mặt ổ trục và vòng đua. 5 Để mỡ phù hợp với loại yên tĩnh, nhà sản xuất sẽ thực hiện các biện pháp bổ sung để lọc nguyên liệu thô và sản phẩm cuối cùng, sản xuất trong môi trường sạch và vận chuyển sản phẩm cuối cùng trong các thùng chứa cách ly.



Kiểm tra ruột!
Nếu người sử dụng dầu nhờn muốn đi đến điểm mấu chốt thì phiên bản DIN 51-813 được sửa đổi Kluber có thể cung cấp một mức độ rõ ràng và chắc chắn, với mối tương quan với tham chiếu trọng lực.

Phương pháp kiểm tra Kluber yêu cầu người kiểm tra hòa tan 20 gram dầu mỡ và lọc dung dịch qua bộ lọc 1,2 micron. Kích thước mắt lưới hiệu quả sẽ nhỏ hơn 1/20 so với kích thước mắt lưới 25 micron tiêu chuẩn. Bộ lọc sẽ được cân trước và sau khi thử.

Theo tài liệu tham khảo của Helmut Miller, 3 loại mỡ bôi trơn nhất được sản xuất cho các ứng dụng có độ ồn thấp được thử nghiệm bằng phương pháp biến đổi Kluber với hơn 300 gram hạt rắn trên mỗi kg. Giá trị này tương đương với khối lượng tương đương khoảng 80 mg / L (tính toán dựa trên trọng lượng mỡ danh nghĩa là 7,2 lbs. Mỗi gallon), nghĩa là mức độ sạch của ISO khoảng 23/19.

Phương pháp này, hoặc một phương pháp tương tự, có thể được sử dụng để đo các chất gây ô nhiễm rắn trong mỡ bôi trơn tại chỗ, với lời cảnh báo rằng các vấn đề lấy mẫu có thể gây hiểu lầm cho đội bảo trì trừ khi được tính đến.

Stefan Daegling với Shell Research lưu ý 4 vào năm 1999 rằng có khoảng 18 tỷ vòng bi đang hoạt động ở đâu đó trên thế giới, và phần lớn, có lẽ 90% như Bill Herguth ghi nhận, được bôi trơn bằng mỡ.

Các nhà sản xuất vòng bi đã làm rất tốt khi chứng minh cho người dùng mang khả năng kiểm soát ô nhiễm cực kỳ quan trọng trong việc đạt được L10 (L10 là phương pháp đo vòng đời thống kê được sử dụng để dự đoán vòng đời của vòng bi). Tuy nhiên, cho đến nay, vẫn chưa có nhu cầu lớn đối với các loại mỡ siêu tinh khiết hoặc yên tĩnh ngoài các ứng dụng công nghệ cao như vòng bi động cơ đầu đọc ổ cứng máy tính.

Các nhà khai thác máy móc lớn trong ngành công nghiệp ô tô, thép, giấy và sản xuất điện đã bỏ ra một số lượng lớn công sức và tiền bạc để làm sạch vòng bi để đạt được độ tin cậy tốt hơn. Dựa trên những gì chúng ta đã thấy, có vẻ như cùng một máy có thể được bôi trơn bằng dầu hoạt động trong phạm vi ISO 15/12 sẽ được hỗ trợ bởi vòng bi bôi trơn bằng mỡ với xếp hạng độ sạch trong phạm vi ISO 23/19.

Vì vậy, nơi nào chúng ta đi từ đây? Một vài gợi ý bao gồm:

Kỹ thuật viên bảo trì và kỹ sư cần phát triển sự hiểu biết tốt hơn về bản chất của chất gây ô nhiễm rắn (nồng độ, hình thái, kích thước hạt và phân phối) trong các sản phẩm công nghiệp, sau đó xác định xem sản phẩm của họ có đáp ứng mục tiêu hay không.

Người mua dầu nhờn cần tuân theo sự dẫn dắt của các kỹ sư đáng tin cậy; và chỉ định và sẵn sàng trả tiền cho dầu mỡ ở mức chất lượng sạch sẽ được xác định trước.

Ngành công nghiệp cần phát triển các phương pháp kiểm tra định lượng sẽ hữu ích trong việc đo lường hiệu quả các chất gây ô nhiễm rắn trong các sản phẩm công nghiệp sử dụng chung.

Các tiêu chuẩn thử nghiệm bổ sung (ASTM, DIN, ISO, v.v.) cần được phát triển để đo lường chất gây ô nhiễm rắn mỡ tương quan hiệu quả với các biện pháp làm sạch hiện có.

Các nhà sản xuất dầu nhờn có thể củng cố nhu cầu về nguyên liệu thô có độ tinh khiết cao, bao gồm cả chất làm đặc, sẽ hỗ trợ các tiêu chuẩn sạch cao trong thành phẩm.

Tài liệu tham khảo

Herguth, Phân tích mỡ B. B. - Theo dõi khả năng phục vụ của mỡ và tình trạng ổ trục . Tạp chí Phân tích dầu thực hành . Tháng 3/2002.
Galary, W. Hồi Để Lọc hoặc Ultrafilter: Đó là Câu hỏi. Ney Nye Lubricants, Inc.
Miller, H. Đặc tính tiếng ồn của mỡ bôi trơn vòng bi. Kỹ thuật bôi trơn . Tháng 10/2002.
Daegling, S. Mười Eurogreas. Hội nghị ELGI. Oslo, tháng 6 năm 1999. Nghiên cứu Shell. Giải pháp toàn cầu của Shell.
Kuhl, R. và Haag, C .. Tiếng ồn mỡ trong vòng bi lăn. Tiếng ồn tạo ra trong vòng bi và ảnh hưởng của nó, ảnh hưởng của dầu mỡ bôi trơn, máy kiểm tra tiếng ồn dầu mỡ, quy trình kiểm tra và yêu cầu.