گریس چیست؟

روغن های مینرال نفتی، درصد بالایی از گریس های صنعتی را تشکیل می دهند. معمولا نرخ تبخیر آن باید بسیار پایین و نزدیک به صفر باشد و از این ماده روانکار، کارکرد بالایی حتی در دمای زیر صفر درجه انتظار می ‌رود. روغن های پایه تشکیل دهنده گریس، از بازه ویسکوزیته سینماتیک در دمای 40 درجه سانتی گراد انتخاب می ‌شوند. 

از این بازه بیشتر برای گریس های چند منظوره بهره می گیرند که از متداول ترین نوع گریس در صنعت خودرو می باشد و مقاومت بالایی در برابر نفوذ آب دارد. ولی برای مصارفی با مقادیر گرمای زیاد کارایی ندارد.  

انجمن نفت ایالات متحده نیز مانند بازه‌ های ویسکوزیته، درجه بندی مخصوص خود را برای روغن های پایه ارائه نموده است. این انجمن، روغن های پایه گریس های صنعتی را به چند گروه تقسیم می ‌کند:

گروه اول: روغن های پایه نفتنیک و پارافینیک که به میزان زیادی از مولکول های اشباع نشده یا ناپایدار تشکیل شده‌ اند که به راحتی با اکسیژن ترکیب می ‌شوند و کامپاند های پایداری را از محصولات اکسیداسیون تشکیل می ‌دهند.

موردی که در اینجا وجود دارد و جزو زیر مجموعه همین گروه است، روغن های پایه هیتروسایکلیک می باشند که بیشتر ساختار آنها را کامپاند ها، نیتروژن اکسیژن و سولفور تشکیل می ‌دهند و از نظر شیمیایی هم قطبی و واکنش پذیر می باشند.

گروه دوم: این گروه روغن های مینرال تصفیه شده که از زنجیره های مولکولی پایدار شده توسط هیدروژن تشکیل می ‌شود را شامل می‌ شوند.

گروه سوم: جهت تولید زنجیره پایدار از هیدروکربن ها، روغن‌های هیدروکربن سنتتیک که از چند زنجیره مولکولی هیدروکربنی کوتاه ساخته شده ‌اند، به صورت مصنوعی به یکدیگر متصل می شوند.

گروه چهارم: این گروه شامل روغن های پایه ای می شود که در برابر تنش های حرارتی و اکسیداسیون، مقاومت زیادی دارند و مسیر تخریبی آنها از دیگر بخش ‌های ذکر شده کاملا متفاوت است.

باید بدانید که زمان انجام گریس کاری مجدد، طبق دمای عملکرد برینگ می باشد. به این صورت که وقتی دمای عملکردی بالا می‌ رود، عمر گریس کم می ‌شود. لذا گریس کاری مجدد، زودتر باید انجام پذیرد. آن چیزی که برای گریس در انتخاب روغن پایه با اهمیت می ‌باشد، این است که روغن ها بر اساس ویسکوزیته سینماتیک، مورد انتخاب واقع می ‌شوند.

گریس، برای ماشین آلاتی که در شرایط دمایی بالا و فشار هستند، با ایجاد بالشتک های غشایی ضخیم، کاربرد اساسی دارد. ولی غشاهایی که روغن به وجود می آورد بسیار نازک هستند و کارایی مناسبی در این زمینه ندارند. همچنین با توجه به اینکه مقاومت خوبی در برابر نفوذ آب دارد، عملکردی شبیه درزگیری دارد که در بال برینگ چرخ و چرخ دنده ها در صنعت خودروسازی دارای کاربرد فراوانی می باشد.

در این بین، گریس با میزان سفتی و قوامی که دارد، در نظر گرفته می‌ شود و هیچ ربطی به ویسکوزیته روغن پایه ندارد. مثلاً جهت تولید گریس گرید 2 می توان از دو نوع روغن  ISO VG 10 و ISO VG 1000 استفاده کرد که بستگی به عملکرد گریس دارد.

در صورتی که برای یک گریس، کاربرد این روغن های پایه، بسیار متفاوت می ‌باشد. اختلاف در انتخاب روغن پایه و روغن های روانکار برای ساختار گریس، ترکیب چند روغن پایه جهت رسیدن به ویسکوزیته مورد نیاز در دمای 40 درجه سانتی گراد می باشد. 

این روان کننده در دو نوع معمولی و مصنوعی وجود دارد که تفاوت زیادی در نتایج آنها مشاهده می شود. نوع مصنوعی آن در برابر اکسیداسیون، یک محافظ قوی می باشد و همچنین در انواع آب و هوا پوشش قابل انعطافی ارائه می نماید. 

در تولید یک گریس، روغن پایه با ویسکوزیته خاص را می توان از ترکیب یک روغن با ویسکوزیته سینماتیک پایین و روغن دیگر با ویسکوزیته بسیار بالا به دست آورد. به عنوان نمونه، برای رسیدن به روغن پایه با ویسکوزیته سینماتیک 110 در دمای 40 درجه، از ترکیب یک روغن با ویسکوزیته بین 40 تا 75 با روغن دیگر که ویسکوزیته آن از 175 تا 200 است، بهره می گیرند.

ولی ویسکوزیته روغن پایه که جهت تولید گریس استفاده می شود، کاربرد آن را تعیین می ‌کند. برای مثال به روغن پایه ای که ویسکوزیته سینماتیک بالایی دارد اشاره می کنیم که بیشتر برای گریس هایی استفاده می ‌شود که در وسایلی از جمله ژورنال برینگ، گیربکس، مفاصل، کویلینگ و میل راهنما به کار برده شود و همه آنها دارای مشخصه مشترک باشند.

مثلاً در همگی سرعت چرخشی کم و بارگذاری سنگین یک مشخصه می باشد که در سرعت پایین، تنش های تماسی بالا را متحمل می شوند. پس استفاده از ادتیو های EP در ساختار این گریس ها کاملاً طبیعی است. 

با این توضیحات، اگر جهت روانکاری بال برینگ های معمولی که سرعت چرخش بالا و بارگذاری متوسطی دارند، گریسی را مورد استفاده قرار دهیم که ویسکوزیته روغن پایه آن بر اساس ویژگی ‌های بالا باشد، موجب ماسیده شدن گریس و در نتیجه داغ شدن بال برینگ می ‌شود.

پس سرعت چرخشی بالا، عمر کوتاه گریس را به دنبال دارد و در سرما عملکرد خود را حفظ می نماید. روغن های پایه ای که ویسکوزیته پایینی در 40 درجه دارند، معمولاً برای گریس هایی استفاده می ‌شوند که محدودیتی برای عملکرد در سرما نداشته باشند و همچنین با روانکاری سیستم ‌های دورانی، سرعت دوران بالا و بارگذاری هم سبک بوده است.

از ویژگی های سیستم های دورانی مانند بال برینگ و رول برینگ این است که جهت پاکسازی ساختار گریس می ‌توان زمانی که عمر آن رو به اتمام است، با مقدار کمی روغن روانکار، قفسه برینگ را شارژ کرد. 

بهره گیری از این روش، به این علت است که این نوع از روغن های پایه نسبت به روغن های ویسکوزیتی دیگر، وزن مولکولی پایین تری دارند. لذا از پایداری کمتری نسبت به بخار در دماهای بالا برخوردار می باشند که عمر گریس را کاهش می دهد.

بنابراین شرایط عملکردی برینگ و همچنین ساختار آن، بر روی انتخاب ویسکوزیته روغن های پایه موثر می باشد که حدود ۲ درصد از گریس های صنعتی، در ساختارشان روغن های سنتتیک به کار می ‌رود که باعث می ‌شود قیمت آنها نسبت به روغن ‌های معمولی بالاتر باشد. اما باز هم به کاربردشان بستگی دارد.

باید بگوییم که این نوع از گریس در سرمای پایین و در گرمای بالا، عملکرد خوبی دارند که به هیچ عنوان با روغن ‌های معمولی نمی توان مقایسه کرد. در بین انواع مختلف روغن های سنتتیک، استر ها و انواع PAO، کاربرد بیشتری دارند.

ویسکوزیته گریس با ویسکوزیته روغن پایه آن، از نظر بهره وری فرق می ‌کنند. مثلاً جهت روانکاری برینگ، استفاده از روغن EP220 مورد پسند نمی باشد ولی یک گریس که از همین روغن تشکیل شده، استفاده آن بسیار معمول می باشد. 

محاسبه سرعت چرخشی، بهترین روش انتخاب حداقل ویسکوزیته مربوط به آن می باشد که با دو شاخص نمایش داده می شوند و هدف از آن، در نظر گرفتن مقیاسی جهت سرعت چرخشی جسم صلب و ویسکوزیته مناسب روانکار آن است.

تفاوت دو شاخصی که نمایش داده می ‌شوند، در ورودی آنها می باشد. به گونه ای که یکی از شاخص ها در برینگ هایی که المان های غلتشی یکسانی ندارند، قطر گام را جایگزین قطر داخلی برینگ می نمایند که مضربی از سرعت چرخشی به حساب می ‌آید.

روانکار گریس، باعث به وجود آوردن یک غشا برای کاهش اصطکاک بین سطوح مختلف می شود تا بتواند سایش و اصطکاک آنها را کنترل نماید. بنابراین به صاف نمودن ناهمواری های دو سطح می پردازد و آنها را به بهترین نحو صاف می کند و چون ساختار نیمه جامد دارد، به راحتی تغییر شکل می دهد.

بنابراین حداقل ویسکوزیته سینماتیک گریس مورد نظر را می توان به راحتی با محاسبه فاکتور سرعت و دمای عملکردی موجود، تعیین نمود. به طور کلی با آگاهی از دمای عملکردی تجهیز، حداقل ویسکوزیته سینماتیک روغن های پایه ای که گریس را تشکیل می ‌دهند، مشخص می گردد.