درباره روغن دنده

طبقه‏بندي روغن‌دنده

روغن‌دنده‏ها به‌طور کلي به دو دسته‌ي روغن‌دنده‏هاي صنعتي و روغن‌دنده‏هاي خودرو تقسيم‏ مي‏شوند.

روغن‌دنده‏ي خودرو

روغن‌دنده‏هاي خودرو که در ايران به واسکازين معروفند، شامل دو نوع معمولی (دستی) و اتوماتيک (ATF) هستند.

روغن‌دنده‏ي معمولی

روغن‌دنده‏هاي معمولی در خودروهايي که جعبه‌دنده‏ي معمولی يا دستي دارند مورد استفاده قرار مي‏گيرند. مواد افزودني مورد استفاده در روغن‌دنده‏هاي معمولی عبارتند از ضدزنگ، ضدكف، پايين‌آوردنده‏ي نقطه‏ي ريزش، بازدارنده‏ي اکسيداسيون و در برخي موارد نيز مواد افزودني بهبود‏دهنده‏ي خواص اصطکاکي و موادEP. از خصوصيات مهم عملکرد روغن‌دنده‏هاي معمولی مي‌توان به ظرفيت تحمل بار و گرانروي اشاره كرده روغن‌دنده‏ها را براساس اين ويژگي طبقه‏بندي مي‏کنند. مهمترین و معروف ترین طبقه بندی روغنهای دنده معمولی توسط انجمن نفت آمريکا (API) ارایه شده است که در زیر مشخص است.

API-GL-1

روغن‌دنده‏هايي با اين سطح کيفيت در انتقال‏دهنده‏هاي دستي با شرايط عملکرد متوسط (فشار پايين و سرعت لغزش بسيار کم) مورد استفاده قرار مي‏گيرند. به‌دليل شرايط عملکرد سبک و ملايم اين روغن‏ها استفاده از نفت خام و يا روغن تصفيه‌شده در آنها مقدور است.در صورت نياز از مواد افزودني بازدارنده‏ي اکسيداسيون، ضدزنگ و پايين‌آورنده‏ي نقطه‏ي ريزش براي بهبود خواص روانکاري در اين روغن‏ها استفاده مي‏شود. در اين روغن‏ها نبايد از مواد افزودني بهبود‏دهنده‏ي خواص فيزيکي و فشارپذير استفاده کرد. اين روغن براي استفاده در انتقال‏دهنده‏‏هاي دستي ماشين‏هاي سواري مناسب نيست و در برخي از انتقال‏دهنده‏هاي دستي تراکتورها و کاميون‏هاي استفاده مي‏شود. این دسته از روغنها امروزه مورد استفاده قرار مي‏گيرد.

API-GL-2

روغن‌‌دنده‌هايي با اين سطح کيفيت براي اتومبيل‌هايي با محورهاي دنده حلزوني که روغن‌ها با سطح مرغوبيت API-GL-1 براي سرعت لغزش، بار و درجه‌حرارت آنها مناسب نيستند، استفاده مي‌شود. اين روغن‌ها شامل مواد افزودني ضدسايش يا بهبود‌دهنده‌هاي استحکام لايه و مقدار کمي مواد افزودني فشارپذير که دنده‌هاي حلزوني را محافظت مي‌کنند، مي‌باشند. این دسته از روغنها امروزه مورد استفاده قرار نمي‏گيرد.

API-GL-3

روغن‌دنده‌هايي با اين سطح کيفيت براي انتقال‌دهنده‌هاي دستي و محورهاي دنده مخروطي- مارپيچ که شرايط عملکرد نسبتاً سختي (متوسط تا سخت) از نظر سرعت و بار دارند، به‌کارمي‌روند. با توجه به اين شرايط عملکرد، روغنی مناسب است که ظرفيت تحمل بار آن بيشتر از روغن با سطح کيفيتAPI-GL-1 و کمتر از روغن با سطح کيفيت API-GL-4 باشد. روغن با سطح کيفيت API-GL-3 براي دنده‌هاي هيپوئيد به‌کار نمي‌رود. این دسته از روغنها امروزه مورد استفاده قرار نمي‏گيرد

 

.

API-GL-4

روغن‌دنده‌هايي با اين سطح کيفيت در محور‌هايي با دنده‌ي هيپوئيد و دنده‌هاي مخروطي مارپيچ که شرايط عملکرد نسبتاً سختي (متوسط تا سخت) از نظر سرعت و بار دارند، استفاده مي‌شود. اين روغن‌ها مي‌توانند در سيستم‌هاي انتقال‌دهنده‌ي دستي و ميل کاردان به‌کار مي‌روند. این دسته از روغنها امروزه مورد استفاده قرار مي‏گيرد.

API-GL-5

روغن‌دنده‌هايي با اين سطح کيفيت در دنده‌ها به‌ويژه دنده‌هاي هيپوئيد و در محور‌هايي که تحت شرايط عملکرد سرعت بالا، بار ناگهاني يا سرعت پايين و يا گشتاور بالا قرار مي‌گيرند، به‌کار مي‌روند. این دسته از روغنها امروزه مورد استفاده قرار مي‏گيرد.

API-GL-6

روغن‌دنده‌هايي با اين سطح کيفيت براي دنده‌هايي با چرخ‌دنده‌هاي بسيار کوچک (پينيون‌ها) مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اين چرخ‌دنده‌ها به محافظت بيشتري در برابر خوردگي نياز دارند. روغن‌هايي با سطح کيفيتAPI-GL-6 بيشتر از روغن‌هايي با سطح کيفيت API-GL-5 مي‌توانند از چنين دنده‌هايي حفاظت کنند.اين سطح کيفيت براي روغن‌ها کم‌کم منسوخ شده‌است و کاربرد چنداني ندارد.

API-MT-1

روغن‌هايي ا سطح کيفيت API-MT-1براي استفاده در ميل‌کاردان‌ها و انتقال‌دهنده‌هاي همزمان ماشين‌هاي سواري و کاربردهايي با شرايط سخت مناسب نيستند. بايد از استفاده‌ی مخلوط روغن با اين سطح کيفيت و روغن‌موتور اجتناب کرد.امروزه مورد استفاده قرار مي‏گيرد.

 

طبقه‌بندي بر اساس گرانروي

طبقه‌بندي گرانروي روغن‌دنده‌هاي معمولی‌ خودرو بر اساس طبقه‌بندي انجمن مهندسين اتومبيل (SAE) صورت گرفته‌است. طبق اين طبقه‌بندي روغن‌‌دنده‌ها به هفت دسته تقسيم‌بندي مي‌شوند. در طبقه‌بندي SAE گرانروي در درجه‌حرارت‌هاي بالا و پايين اندازه‌گيري شده‌است.

در درجه‌حرارت بالا گرانروي سينماتيک و برحسب سانتي‌استوک است. در درجه‌حرارت‌هاي پايين، گرانروي به‌وسيله‌ي روش بروکفيلد (گرانروی ديناميک) اندازه‌گيري مي‌شود و واحد آن سانتي‌پوآز است. گرانروي در درجه‌حرارت‌هاي بالا (°C 40 و°C 100) مربوط به خواص سايشي، صدا و نشتي روغن مي‌باشد و در درجه‌حرارت‌هاي پايين مربوط به بررسي خواص جريان است

روغن‌دنده‌هايی که درجه‌هاي گرانروي آنها با حرف W همراه هستند، براي کاربرد در درجه‌حرارت‌هاي پايين (زمستان) و روغن‌دنده‌هايی که درجه‌هاي گرانروي آنها فاقد حرف W است، براي کاربرد در درجه‌حرارت‌هاي بالا (تابستان) طراحي شده‌اند.

 

 

 

روغن‌دنده‌ي اتوماتيک(ATF)

اين روغن‌ها در سيستم‌هاي انتقال هيدروليک خودروهايي که جعبه‌دنده‌ي آنها اتوماتيک است، مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اين سيستم‌ها امروزه در بيشتر ماشين‌هاي سواري و برخي از کاميون‌ها به‌کار گرفته مي‌شوند.فرمولاسيون روغن‌دنده‌هاي اتوماتيک نسبت به روغن‌دنده‌هاي معمولی پيچيدگي بيشتري دارد و گاهي مواد افزودني موجود در آن به 15 نوع مي‌رسد. روغن‌پايه‌ي به‌کاررفته در ساختار روغن‌دنده‌ي اتوماتيک بسيار سبک است و مقدار زيادي مواد افزودني دارد که موجب مي‌شود دنده‌ها به راحتي جابه‌جا شوند.

مهمترين خواص روغن‌دنده‌هاي اتوماتيک عبارتند از:

- انتقال حرارت

- مقاومت در برابر اکسيدشدن

- قابليت سازگاری با کاسه‌نمدها

- جلوگيري از سايش (جهت محافظت از دنده‌ها)

- روغن‌کاري

- مقاومت در برابر کف‌کردن

- شاخص گرانروی بالا

- خاصيت ضدخوردگی

- کيفيت خوبب انتقال قدرت

روغن‌دنده‌هاي اتوماتيک گرانروي کمي دارند و براي به‌کارگيري در سيستم‌هاي انتقال قدرت مناسب‌اند. در مورد روغن‌‌دنده‌هاي اتوماتيک طبقه‌بندي خاصي وجود ندارد و شرکت‌هاي سازنده‌ي خودرو، خود استانداردهاي خاصي را براي روغن‌هاي مورد استفاده تعريف کرده‌اند. برخي از اين استانداردها عبارتند از:

Mercon (مربوط به شرکت فورد موتور)

Dexron (مربوط به شرکت جنرال موتور)

 

 

 

 

دنده ها و روانکاری

دنده ها اجزایی مکانیکی هستند که شامل انتقال‌دهنده‌ها، گردنده‌ها و افزايش‌دهنده‌های قدرت مي‌باشند. هدف از روانکاري دنده‏ها و استفاده از روغن‌دنده‏، جلوگيري از لغزش بين داندانه‏ها و جدا‌ نگهداشتن سطوح فلزي که روي يکديگر حرکت ميكنند، کاهش ضريب‌اصطکاک و سايش، ممانعت از خوردگی، جلوگيری از افزايش دما (بر اثر اصطکاک لغزشی- غلتشی)، کاهش سر‌و‌صدا در حين کار، تعويض راحت دنده در درجه‌حرارت‌هاي پايين، بهبود انتقال حرارت، فراهم‌آوردن شرايط نرم و آسان برای انتقال قدرت توسط دنده‌ها و افزايش طول عمر دنده‏ها است.

مشخصات عمومی لازم برای روغنهای دنده شامل موارد ذیل است:

گرانروی مناسب: روغن‌دنده بايد داراي گرانروي مناسب براي تشکيل يک لايه‌ی پايدار روغن در يک سرعت و درجه‌حرارت مشخص باشد. گرانروی يکي از اساسي‏ترين ويژگي‏ها براي اطمينان از ايمنی دنده‏ها و کارکرد بدون صداي آنها مي‏باشد.گرانروی مناسب در درجه‌حرارت عملکرد تضمينی بر توزيع روغن به تمام سطوح و تشکيل لايه‌های روغن در سرعت‌ها و فشارهای موجود می‌باشد.

خواص ضدزنگ و ضدخوردگی: خاصيت ضد‌زنگ‌ برای محافظت سطوح فلزی در برابر زنگ‌زدگی است. روغن‌دنده‌ها نبايد خورنده‌ باشند، بلكه بايد از خوردگی شيميايی سطوح‌ فلزی جلوگيری کنند. به منظور جلوگيري از خوردگی و مخلوط‌شدن مواد حاصل از زنگ‏زدگی و خوردگی با روغن، روانکار و محيط روانکاری بايد از نظر شيميايی خنثی باشند.

پايداری در برابر کف‌کردن (جلوگيری از تشکيل کف): از آنجا که در صورت تلاطم و هم‌خوردن روانکار و در نتيجه ايجاد کف در روغن، لايه‏ي روغن مناسب و خوبي بر روي دندانه‏ها و دنده تشکيل نمي‏شود، بنابراين ضدکف بودن از نيازهاي بسيار مهم و اصلي روانکار است. اين ويژگی از تشکيل مقادير بيش از حد کف در مخازن و جعبه‌دنده‌ها جلوگيری می‌کند.

آبگريزی: از آنجا که رطوبت موجود در محيط اطراف سيستم دنده به هنگام پايان کار دنده‏ها تمايل به ميعان دارند، از اين‌رو روانکار بايد توانايی جداسازی و دفع آب و يا رطوبت را داشته باشد. روغن‌ بايد دارای قدرت جداشدن سريع از آب و حفاظت در برابر تشکيل امولسيون‌ داشته باشد.

حفاظت سطوح در برابر خراش: روغن‌دنده بايد مانع خراشيدگي سطوح دندانه‏هاي تحت فشار و بار زياد شود.

جلوگيری از سايش سطوح: اين ويژگي در روانکار موجب کاهش سايش، آسيب‌ديدن و از کار افتادن زود هنگام دنده‏ها می‏شود.

پايداری : اين ويژگي در روغن امکان استفاده از آنرا براي مدت طولاني‏تری فراهم مي‏کند.

روان‏سازی: اين ويژگی در کاهش اصطکاک مؤثر است.

چسبندگی: چسبندگی روغن‏‌دنده‌ از هدر‌رفتن روغن در اثر نيروي گريز از مرکز در سرعت‌هاي بالا جلوگيری مي‏کند.

سازگاري با کاسه‏نمدها و آب بندها: سازگاری روغن‌دنده با کاسه‌نمدها، از امکان واکنش يا تخريب روغن و کاسه‌نمد جلوگيری می‌کند.

ساختار شيميايي روغن‌دنده:

روغن‌دنده از مخلوط‌کردن روغن‌پايه‏ها (سنتزي، معدني) با مواد افزودني (عوامل EP، ضدسايش و...) به‌دست می‌آيد، که بسته به نوع روغن‌دنده ترکيب درصد اين مواد متفاوت است.

روغن‌پايه‌ها‌:روغن‌پايه‏هاي مورد استفاده در روغن‌دنده، روغن‏هاي معدنی و سنتزی مي‌با‏شند.

در دنده‏هاي صنعتی که احتمال خراشيدگي کم است و شرايط درگيري دندانه‏ها در هم شديد نيست، از روغن‌پايه‏های معدنی بيشتر استفاده می‌شود. انتخاب روغن‌معدنی با گرانروي مناسب به قدرت منتقل‌شده و سرعت چرخدنده ها بستگی دارد.

روغن‌پايه‏هاي سنتزي‏که به‌طور عمده در روغن‌دنده به‌کار مي‏روند، روغن‏هاي استري، هيدروکربن‌های سنتزشده ، پلي‌گليکول‏ها و برخي از آروماتيک‏هاي‌آلکيله‌ هستند.

از مزاياي روانکارهاي سنتزي بر روانکارهاي معدني مي‏توان به بهبود‏ کارايي بر اثر کاهش اتلاف اصطکاکي دنده‏ها، اتلاف کمتر در دنده‏ها به کمک کاهش اصطکاک و به‌کار بردن انرژي کمتر، کاهش دماهاي عملکرد تحت بار موجود، افزايش طول عمر، عدم نياز به سيستم خنک‏کننده و نياز به تعويض روغن 3 تا 5 برابر کمتر نسبت به روغن‏هاي معدني اشاره کرد.

 

مواد افزودني:

علاوه بر نوع روغن‏‌پايه، نوع و مقدار مواد افزودني (که به مقدار زيادي به روغن‌پايه‏ي به‌کار رفته بستگي دارد) اثر ويژه‏اي بر عملکرد و طول عمر انتقال‌دهنده‏ها (دنده‏ها) دارد. بسته به نوع کارکرد روغن‌دنده افزودني‏هاي به‌کار رفته در ساختار آن تغيير مي‏کند. به‌طور کلي در ساختار روغن‌دنده‏ها به منظور بهبود خواص تحمل بار، گرانروي، مقاومت در برابر خراش، خوردگي و ... از مواد افزودني استفاده مي‏شود.

افزودني‏هايي که معمولاً در روغن‌دنده (برحسب کاربرد) استفاده مي‏شوند عبارتند از: افزودني‏هاي ضدزنگ، ضدسایش، بازدارنده‏هاي اکسيداسيون، عوامل EP یا فشارپذیر، بازدارنده‏هاي خوردگي، بهبود‏دهنده‏هاي شاخص گرانروي، متفرق‏کننده‏‏ها، ضدکف‌ها‏، پايين‌آوردنده‏هاي نقطه‏ي ريزش و بهبود‏دهنده‏هاي خواص اصطکاکي.

عواملEP يکي از اجزاء مهم برخي از روغن‌دنده‏ها هستند که از سطوح دندانه‏هاي دنده محافظت مي‏کنند و موجب افزايش طول عمر دنده مي‏شوند. متفرق‏کننده‏ها براي حفظ تميزي و پاکيزگي در سيستم دنده به روغن‌دنده افزوده مي‏شوند. در شرايطي که دنده‏ها تحت بارهاي بسيار زياد هستند به‌کاربردن افزودني‏های EP ضروري است. روغن‌دنده‏هاي ساده، مخروطي، حلزوني و مارپيچ با بارهاي خيلي زياد، حاوي افزودني‏هاي سولفور کلر و یا فسفردار هستند. اين افزودني‏ها خواص ضدسايش و فشارپذيري بسيار‌خوبي در محدوده‏ي وسيعي از شرايط ايجاد می‏کنند.