التزييت وكراسي التحميل - Lubrication and Bearing

الهدف من التزييت هو تقليل الاحتكاك ، التآكل وسخونه اجزاء الماكينه التي تتحرك بالنسبه لبعضهل البعض . زيت التزييت هو ماده التي أدرجت بين الاسطح المتحركه . في حاله الكراسي المضاده للإحتكاك الحركه النسبيه الاساسيه تكون دواره . التابع يمكن ان ينزلق او يدور علي الكام . اسنان الترس تعشق مع بعضها البعض من خلال مزيد من الدوران والانزلاق . المكابس تنزلق داخل اسطواناتها . جميع هذه التطبيقات تتطلب التشحيم للحد من الاحتكاك ، والتأكل والحراره .

مجال تتطبيق كراسي التحميل مجال واسع . عمود المرفق وذراع التوصيل في محرك السيارات يجب أن يعمل لآلاف الكيلومترات في درجات حراره عاليه وتحت ظروف تحميل مختلفه . ويقال ان كراسي التحميل المستخدمه في التربينات البخاريه في محطات توليد الطاقه يجب ان تنال الثقه وتقترب من 100% . في الطرف الآخر هناك الآلاف من التطبيقات خفيفه التحميل والخدمات غير المهمه نسبيا ، بسيطه ، وسهلة التركيب ،وذلك باستخدام زيت تزييت ضئيل أو معدوم . في مثل هذه الحالات قد تكون الكراسي المضاده للاحتكاك حل غير مرضي بسببب التكلفه ، الحاويات الدقيقه ، السماحيه بسيطه ، المساحه القطريه المطلوبه ، والسرعات العاليه وتأثيرات المعادن الزائده . وبديلا عن كراسي التحميل النايلون والتي لا تتطلب تزييت قد يكون الحل المرضي هو كراسي التحميل ذاتية التزييت أو الكراسي البرونز التي يتم تزييتها بواسطه الحلقه أو الفتيله أو طبقه الزيت الصلب أو الشحم . التطورات الحديثه في علم المعادن المصنعه لكراسي التحميل تكون جنبا إلي جنب مع زيادة المعرفه في عملية التزييت ، والآن من الممكن تصميم كراسي التحميل مع فترة عمر مرضيه .
الكثير من المواد التي درسناها حتي الآن تمت بناءا علي الدراسات الهندسيه الأساسيه مثل الاستاتيكا والديناميكا وميكانيكا المواد الصلبه ومعالجة المعادن والرياضيات وعلم المعادن . عند دراسة التزييت وكراسي التحميل يجب أستخدام دراسات أساسيه إضافيه في تطوير المواد مثل الكيمياء وميكانيكا السوائل والديناميكا الحراريه وانتقال الحراره . مع اننا لا يجب أن نستخدمها جميعا إلا اننا يجب أن نعترف بأهمية دراسه الهندسه الميكانيكيه عن كل الدراسات السابقه وتوجيه جميع الخبرات المتراكمه في إتجاه الوصول إلي الهدف المشترك .

أنواع التشحيم :-
ويمكن تحديد خمسه أشكال متميزه للتزييت :-
1 – هيدروديناميك .
2 – هيدروستاتيك .
3 – مرن هيدروديناميكيا .
4 – حدود .
5 – غشاء صلب .
التزييت الهيدروديناميكي تعني أن يتم فصل أسطح التحميل من خلال طبقه سميكه نسبيا من زيت الإنزلاق ، وذلك لمنع المعادن من الاتصالات المعدنيه ، والي تم الحصول عليها من الاستقرار وبالتالي يمكن التفسير لقوانين ميكانيكا السوائل . هيدروديناميكية التزييت لا تعتمد علي إدخال مواد التشحيم تحت الضغط ، علي الرغم من انها قد تحدث ، ولكنه لا يتطلب وجود إمدادات كافيه في جميع الأوقات . يتم إنشاء ضغط الفيلم من سطح تتحرك نفسها سحب مواد التشحيم في منطقه علي شكل وتد في سرعه عاليه بما فيه الكفايه لخلق الضغط اللازم للفصل بين السطوح ضد الحمل علي الإنجاب . وتسمي أيضا هيدروديناميكية التزييت بكامل الفيلم أو سوائل التشحيم .
يتم الحصول علي التزييت الهيدروستاتيكي من خلال إدخال مواد التشحيم ، والتي هي أحيانا الهواء أو الماء ، في المنطقه المحمله عند ضغط عالي بما يكفي لفصل السطح بطبقه سميكه نسبيا من مواد التشحيم . لذلك ، وعلي عكس تزييت الهيدروديناميكيه ، وهذا النوع من التزييت لا يتطلب حركة الاسطح بالنسبه لبعضها . ونحن ان نتعامل مع التزييت الهيدروستاتي في هذا المقرر ، ولكن ينبغي النظر في هذا الموضوع في تصميم كراسي التحميل حيث السرعات صغيره أو صفر ، وحيث مقاومة الاحتكاك هو أن يكون الحد الأدني المطلق .
التزييت مرن الهيدروديناميكيه هي الظاهره التي تحدث عندما يتم إدخال مواد التشحيم بين الأسطح التي في حاله دوران ، مثل التروس أو رمان البلي . شرح نظريه رياضيه يتطلب معرفة نظرية هيرتزين لربط الاجهاد وميكانيكا الموائع .
مساحه غير كافيه ، وانخفاض في سرعة السطح تتحرك ، والتقليل في كمية زيوت التزييت التي تصل إلي كرسي التحميل ، الزياده في حمل كرسي التحميل أو زياده في درجة حراره مواد التزييت يؤدي إلي إنخفاض في اللزوجه – أي عامل من هذه – قد يمنع من تكون طبقه سميكه بما فيه الكفايه لزيوت التزييت كامل الطبقه . وهذا ما يسمي تزييت الحدود . التغيير من الهيدروديناميكيه لتزييت الحدود ليست في واحده من جميع مفاجئ أو بشكل مفاجئ . ومن المحتمل أن خليط الهيدروديناميكيه وتزييت الحدود يحدث أولا ، وكما أن السطوح تقترب معا ، تزييت الحدود يصبح المهيمن . لزوجة زيوت التشحيم ليست ذات اهميه كبيره مع تزييت الحدود مقارنة بالتركيب الكيميائي .
يجب عندما يتم تشغيل كراسي التحميل في درجات الحراره القصوي ، أن يتم استخدام طبقات التزييت الصلبه مثل الجرافيت أو ثنائي كبريتيد الموليبدينوم لأن الزيوت المعدنيه العاديه ليست مرضيه . حاليا الكثير من البحوث تجري كمحاوله للعثور علي مواد لكرسي التحميل ذات معدلات تآكل قليله وكذلك معاملات احتكاك قليله .

مستقرة التزييت :-
ويمكن تفسير الفرق بين الحدود وتزييت الهيدروديناميكيه في تغير معامل الاحتكاك مقابل خصائص كرسي التحميل P/µN تم الحصول عليها من قبل الأخوه ماكي في الاختيار الفعلي للاحتكاك . هذا الرسم البياني مهم لأنه يعرف استقرار التزييت ويساعدنا علي فهم الهيدروديناميكيه وحدود ، أو الأغشيه الرقيقه ، التزييت .
لنفترض اننا نعمل علي يمين الخط BA وحدث شئ ما ، زياده في درجه حرارة زيت التزييت مثلا . وهذا يؤدي إلي خفض اللزوجه وبالتالي أصغر قيمه ل P/µN . معامل الاحتكاك يقل ، وليس الكثير من الحراره المتولده في قص وزيوت التشحيم ، وبالتالي درجه حرارة زيت التزييت يقل . وهكذا فإن قيمه المنطقه علي يمين خط BA يعرف مستقرة التزييت لأن الاختلافات تصحح ذاتيا .
إلي اليسار من الخط BA ، الانخفاض في اللزوجه يزيد من الاحتكاك . ومن شأن ارتفاع درجه حراره تنجم عنه انخفاض اللزوجه . وهكذا فإن المنطقه علي يسار خط BA يمثل التزييت غير المستقر .
ومن المفيد أيضا أن نري أن اللزوجه الصغيره ، وبالتالي P/µN الصغيره ، يعني أن طبقه التزييت رقيقه جدا ، وأنه ستكون هناك إمكانيه أكبر لبعض المعادن للإتصالات المعدنيه ، وبالتالي المزيد من الاحتكاك . وهكذا نقطة C تمثل ما هو علي الأرجح بدايه المعدن للإتصالات المعدنيه حيث P/µN يصبح أصغر .