روانکاری گیربکس‌ها و ریدوسرهای تجهیزات کمکی؛ پیشگیری از داغی و شکست دنده

فومینگ یعنی تشکیل و پایداری حباب های هوا در روغن که باعث افت فیلم روغن، افزایش دما و کاهش توان انتقال حرارت می شود. روانکاری گیربکس ها و ریدوسرهای تجهیزات کمکی (از نوارنقاله ها و میکسرها تا فن ها، پمپ های فرآیندی، بالابرها و وینچ ها) در ظاهر یک کار روتین است: سطح روغن را چک کن، روغن را به موقع عوض کن، تمام. اما در عمل، بخش زیادی از داغی گیربکس و شکست دنده ها از همین نقطه شروع می شود: انتخاب گرید نادرست، روش روغن دهی نامناسب برای سرعت و بار، آلودگی ذرات، و خطاهای ساده در سرویس. در این مقاله با رویکرد تحلیلی-مقایسه ای، روش های روانکاری، معیارهای انتخاب روغن و چک لیست های پیشگیری را طوری کنار هم می گذاریم که بتوانید تصمیم را از حد تجربه فردی به تصمیم مهندسی و قابل دفاع تبدیل کنید.

چرا گیربکس های تجهیزات کمکی داغ می کنند و دنده می شکنند؟ (مکانیزم خرابی)

داغی و شکست دنده معمولا یک علت واحد ندارد؛ یک زنجیره علّی است. وقتی دما بالا می رود، گرانروی روغن کم می شود، ضخامت فیلم (EHL) افت می کند و تماس فلز-فلز بیشتر می شود. این تماس، سایش و میکروپیتینگ را تشدید می کند و در نهایت به پوسته پوسته شدن (spalling) یا شکست دنده زیر بار ضربه ای ختم می شود. در کنار آن، دمای بالا اکسیداسیون را سرعت می دهد و لجن/رسوب ایجاد می کند؛ رسوب می تواند مسیر روغن دهی را تنگ کند و دوباره دما را بالاتر ببرد.

در گیربکس های تجهیزات کمکی در ایران چند عامل میدانی پررنگ است: گرد و غبار (معادن، سیمان، فولاد)، رطوبت (شمال و بنادر)، شوک بار (نوارنقاله های راه اندازی-توقفی)، و تهویه ضعیف (نصب داخل کاور یا اتاقک). نتیجه این می شود که روغن خیلی زودتر از انتظار پیر می شود یا آلودگی می گیرد.

• افت گرانروی در دمای کار و ناکافی شدن فیلم روغن روی دنده و یاتاقان
• کف/فومینگ و هواگیری ضعیف که باعث کاویتاسیون و کاهش انتقال حرارت می شود
• آلودگی ذرات (سیلیس، براده، زنگ) که مثل سمباده عمل می کند
• آب در روغن (کندانس، شست وشو، نفوذ باران) و افزایش خوردگی و پیتینگ
• تنظیم نبودن هم محوری و لقی ها که بارگذاری نقطه ای دنده را زیاد می کند

پس اگر هدف پیشگیری از داغی و شکست دنده است، باید همزمان به سه محور فکر کنیم: روش روغن رسانی، انتخاب درست نوع و گرید روغن، و کنترل آلودگی/دما.

مقایسه روش های روغن کاری گیربکس: حمامی، پاششی، سیرکولاسیون

روش روانکاری باید با سرعت دورانی، تلفات همزن (churning losses)، و نیاز انتقال حرارت هماهنگ باشد. انتخاب روش اشتباه می تواند دقیقا همان چیزی را ایجاد کند که از آن فرار می کنیم: داغی.

نکته کلیدی: خیلی از داغی های مزمن در گیربکس های حمامی، از سطح روغن بالاتر از حد یا گرانروی بیش از نیاز می آید. روغن زیاد یا خیلی غلیظ، تلفات همزن را زیاد می کند و دما را بالا می برد. برعکس، روغن کم یا خیلی رقیق، فیلم را می شکند و سایش را بالا می برد. بنابراین در روش حمامی، کنترل سطح و گرید، نقش حیاتی دارد.

انتخاب روغن دنده صنعتی: ISO VG، EP، پایه معدنی یا سنتتیک

برای گیربکس ها و ریدوسرهای صنعتی، چارچوب انتخاب معمولا با کلاس گرانروی ISO VG شروع می شود و سپس به نوع افزودنی (EP/Anti-wear) و نوع روغن پایه می رسد. در ایران، اشتباه پرتکرار این است که فقط ISO VG را می گیرند و به شرایط شوک بار، دما و سازگاری سیل ها توجه نمی کنند.

ISO VG را با دمای کاری و سرعت تنظیم کنید

هدف این است که در دمای پایدار کارکرد، گرانروی کافی برای تشکیل فیلم داشته باشید. اگر گیربکس دائما بالای دمای طراحی کار می کند، گرید بالاتر همیشه راه حل نیست؛ گاهی باید روش روانکاری را اصلاح کرد (سیرکولاسیون/کولر) یا علت تلفات را پیدا کرد (سطح روغن، هم محوری، بارگذاری).

EP (Extreme Pressure) برای دنده های تحت بار ضروری است

گیربکس های تحت بار و شوک (مثل نوارنقاله های سنگین یا میکسرها) به روغن دنده EP نیاز دارند تا از جوش خوردگی سطحی و اسکورینگ جلوگیری شود. اما EP هم نسخه واحد نیست: نوع افزودنی و سازگاری آن با برنز/مس در برخی طراحی ها مهم است. پس رجوع به توصیه سازنده گیربکس و دیتاشیت روغن ضروری است.

معدنی یا سنتتیک؟ تصمیم اقتصادی-فنی

روغن های سنتتیک (مثل PAO) معمولا پایداری حرارتی و اکسیداسیونی بهتر و عملکرد بهتر در سرما دارند و می توانند دمای کار و رسوب را کاهش دهند؛ اما هزینه اولیه بالاتر است و تعویض نوع روغن نیازمند مدیریت سازگاری و شست وشوی مناسب است. برای تجهیزاتی با توقف خط پرهزینه یا دمای بالا، سنتتیک می تواند از نظر هزینه کل مالکیت توجیه پذیر باشد.

در انتخاب تامین و استاندارد روغن برای کاربردهای صنعتی، استفاده از یک مرجع متمرکز برای روغن صنعتی کمک می کند گزینه ها را بر اساس گرید، شرایط دما و نوع کاربری سریع تر غربال کنید، بدون اینکه تصمیم صرفا سلیقه ای شود.

کنترل کف و هوادهی: رابطه مستقیم با داغی و شکست دنده

کف پایدار فقط یک مشکل ظاهری نیست. هوای محبوس در روغن باعث کاهش ظرفیت انتقال حرارت، نوسان فشار فیلم، و افزایش احتمال تماس فلز-فلز می شود. در گیربکس های کوچک تجهیزات کمکی، کف گاهی از سه خطا می آید: سطح روغن بالا، سرعت زیاد در روش حمامی، یا استفاده از روغنی که برای گیربکس فرموله نشده است.

• نشانه های میدانی: بالا رفتن دمای پوسته، صدای غیرعادی، رنگ شیری/کدر روغن، کاهش سطح روغن بعد از توقف (به علت نشست کف)
• علت های فنی: همزن شدید، مکش هوا از شفت سیل، برگشت نامناسب روغن در سیرکولاسیون، آلودگی به شوینده ها یا مخلوط شدن روغن های ناسازگار
• اقدام اصلاحی: تنظیم سطح، بازبینی ونت/تنفسی، بررسی مسیر برگشت، و جلوگیری از اختلاط روغن ها

یک نکته عملی برای PM: اگر دمای گیربکس بعد از تعویض روغن ناگهان بالاتر رفت، فقط به گرید شک نکنید؛ احتمال ناسازگاری و افزایش هوادهی یا خطای سطح روغن را هم بررسی کنید. در بسیاری از کیس ها، مشکل از «پُر کردن بیش از حد» است نه کیفیت روغن.

فیلتراسیون، آب بندی و آلودگی ذرات: دشمن شماره یک عمر دنده

در تجهیزات کمکی، چون توان و ابعاد کمتر است، گاهی تصور می شود حساسیت هم کمتر است؛ در حالی که خیلی از شکست های زودرس دقیقا از آلودگی می آید. ذرات سخت (سیلیس، اکسید آهن، براده) در تماس غلتشی-لغزشی دنده، سطح را خط می اندازند و شروع پیتینگ را جلو می اندازند. آب هم با کاهش فیلم و افزایش خوردگی، اوضاع را بدتر می کند.

به جای تعویض زودهنگام، آلودگی را مدیریت کنید

در گیربکس های سیرکولاسیون، فیلتراسیون آنلاین ارزش بالایی دارد. در گیربکس های حمامی، حداقل باید از روش های ساده استفاده کرد: تمیزکاری دهانه ها، قیف و ظروف اختصاصی، ونت مناسب با فیلتر تنفسی، و پیشگیری از ورود آب.

1. بازبینی تنفسی: ونت باز و کثیف یعنی مکش گرد و غبار به داخل
2. کنترل نشتی شفت سیل: نشتی فقط خروج روغن نیست؛ مسیر ورود هوا و رطوبت هم هست
3. درپوش ها و ناحیه اطراف گیج سطح را قبل از باز کردن تمیز کنید
4. اگر محیط مرطوب است، برنامه نمونه برداری و بررسی آب را اضافه کنید

برای کارگاه ها و ناوگان هایی که در چند شهر فعالیت می کنند، دسترسی سریع و تامین پایدار روانکار به اندازه انتخاب درست مهم است؛ مثلا در پروژه های صنعتی جنوب، استفاده از پوشش تامین روغن صنعتی در شهر بندرعباس می تواند ریسک توقف به علت کمبود یا اختلاف بچ روغن را کاهش دهد.

پایش وضعیت و آنالیز روغن: چه زمانی روغن را عوض کنیم تا دنده نشکند؟

تعویض روغن بر اساس کیلومتر/ساعت ثابت، در گیربکس های تجهیزات کمکی همیشه بهینه نیست. دو گیربکس مشابه می توانند به علت تفاوت گرد و غبار، شوک بار یا دما، نرخ تخریب کاملا متفاوتی داشته باشند. پایش وضعیت یعنی شما شاخص های کلیدی را اندازه می گیرید و بر اساس داده تصمیم می گیرید.

• گرانروی در 40/100 درجه: افت یا افزایش غیرعادی می تواند نشانه برش، اکسیداسیون یا آلودگی باشد
• آلودگی ذرات: افزایش ذرات آهن و سیلیس با روند صعودی، هشدار سایش و ورود گرد و غبار است
• آب: حتی مقادیر کم می تواند پیتینگ و خوردگی را تشدید کند
• نشانه های میدانی: دمای پوسته، صدای گیربکس، تغییر رنگ و بوی روغن

از نظر اجرایی، اگر امکان آنالیز آزمایشگاهی محدود است، یک برنامه حداقلی هم مفید است: ثبت دمای پوسته در بار ثابت، ثبت سطح روغن، و بازدید چشمی از کف و تغییر رنگ. این داده های ساده، برای تشخیص روند داغی قبل از شکست دنده کافی است.

در کنار روانکارهای صنعتی، در تجهیزاتی که همزمان ناوگان و سرویس های خودرویی هم دارید (مثلا شرکت های معدنی و پیمانکاری)، یکپارچه سازی تامین اقلام مصرفی مثل روغن موتور کمک می کند فرآیند تدارکات منظم تر و ریسک تامین کمتر شود، بدون اینکه تیم فنی درگیر بازار متفرقه شود.

چالش ها و راه حل های رایج در ایران (کیس های پرتکرار)

در پروژه های صنعتی و کارگاهی ایران، چند الگوی پرتکرار دیده می شود که اگر به صورت سیستماتیک اصلاح شوند، هم دما پایین می آید و هم شکست دنده ها کمتر می شود.

پیشگیری از شکست دنده بیشتر از آنکه وابسته به یک برند خاص باشد، وابسته به درست کردن «سیستم روانکاری» است: سطح درست، روش درست، روغن درست، و کنترل آلودگی.

جمع بندی

برای پیشگیری از داغی گیربکس و شکست دنده در ریدوسرهای تجهیزات کمکی، باید سه تصمیم را همزمان مهندسی کنید: انتخاب روش روانکاری (حمامی، پاششی یا سیرکولاسیون)، انتخاب روغن دنده مناسب (ISO VG، نوع EP و پایه معدنی یا سنتتیک) و برنامه کنترل آلودگی (کف، ذرات و آب). تجربه میدانی نشان می دهد بخش بزرگی از خرابی ها از خطاهای ساده مثل سطح روغن نامناسب، تنفسی ضعیف و اختلاط روغن های ناسازگار شروع می شود و با پایش دما و روند آلودگی می توان خیلی زود جلوی آن را گرفت.

موتورازین با رویکرد داده محور و فنی، به شما کمک می کند روانکار مناسب گیربکس و ریدوسر را بر اساس شرایط واقعی کارکرد، استانداردها و اقتصاد نگهداری انتخاب کنید. اگر هدف شما کاهش توقفات، افزایش عمر دنده و مدیریت هزینه روغن است، موتورازین می تواند نقش مرجع دانش و تامین کننده قابل اتکا را در کنار تیم تعمیرات و تدارکات شما ایفا کند. همچنین با پوشش تامین در شهرهای مختلف، مسیر تامین پایدار و یکنواخت روانکار برای پروژه ها ساده تر می شود.

سوالات متداول

آیا برای کاهش دمای گیربکس همیشه باید گرید روغن را بالاتر ببرم؟

خیر. بالا بردن ISO VG ممکن است تلفات همزن را بیشتر کند و دما را بالاتر ببرد، مخصوصا در روش حمامی و در گیربکس های سرعت بالاتر. اول سطح روغن، تهویه، هم محوری، بارگذاری و احتمال کف را بررسی کنید. اگر دما به علت بار/توان بالا است، ارتقا به سیرکولاسیون و خنک کاری یا انتخاب روغن سنتتیک پایدارتر می تواند راه حل مهندسی تری باشد.

چه نشانه هایی می گوید کف یا هوادهی داریم؟

بالا رفتن دمای پوسته بدون تغییر بار، صدای غیرعادی، کدر شدن روغن، یا کاهش سطح ظاهری بعد از خاموشی (نشست کف) از نشانه های رایج است. کف پایدار می تواند از پر بودن بیش از حد، مکش هوا از سیل ها، یا اختلاط روغن های ناسازگار ایجاد شود. بازبینی سطح، مسیر برگشت روغن و تنفسی، نقطه شروع خوبی است.

روغن EP برای همه گیربکس ها لازم است؟

برای بسیاری از گیربکس های صنعتی تحت بار، روغن دنده EP توصیه می شود، چون از اسکورینگ و سایش شدید در شرایط بار بالا محافظت می کند. اما در برخی طراحی ها (مثلا وجود قطعات برنزی یا الزامات خاص سازنده)، نوع افزودنی و سازگاری اهمیت دارد. بهترین کار این است که مشخصات سازنده گیربکس و دیتاشیت روغن بررسی شود و تصمیم صرفا بر اساس اسم EP گرفته نشود.

اگر آب وارد روغن گیربکس شود، چه کار کنیم؟

اول منبع ورود آب را پیدا و رفع کنید (کندانس، شست وشو، نفوذ از تنفسی یا سیل). سپس وضعیت روغن را ارزیابی کنید: اگر امولسیون/کدری واضح دارید یا مقدار آب بالاست، تخلیه و شست وشوی کنترل شده و جایگزینی روغن معمولا ضروری است. آب می تواند خوردگی و پیتینگ دنده را خیلی سریع جلو بیندازد، بنابراین تعلل در این مورد ریسک شکست را بالا می برد.

حداقل برنامه پایش وضعیت برای یک کارگاه کوچک چیست؟

اگر امکان آنالیز آزمایشگاهی ندارید، یک برنامه ساده هم موثر است: ثبت دمای پوسته در بار ثابت (هفتگی)، ثبت سطح روغن، و بازدید چشمی از کف، تغییر رنگ و بوی سوختگی. هر تغییر روندی را با رخدادهای عملیاتی (بارگذاری، توقفات، سرویس) تطبیق دهید. اگر امکان دارید، نمونه گیری دوره ای و بررسی گرانروی و ذرات، تصمیم تعویض را بسیار دقیق تر می کند.

منابع:

ISO 12925-1:2018 Lubricants, industrial oils and related products (class L) — Family C (gears) — Specifications for lubricants for enclosed gear drives
AGMA 9005-F16 Industrial Gear Lubrication