شاخص ویسکوزیته چیست و چرا مهم است ؟ شرکت تامین روانکار کارو
آموزش اطلاعات روغن صنعتی(گریس،روغن موتور)

شاخص ویسکوزیته چیست و چرا مهم است ؟

شاخص ویسکوزیته چیست و چرا مهم است ؟

شاخص ویسکوزیته یا VI که مخفف کلمه انگلیسی Viscosity Index است یکی از مهمترین پارامتر های انتخاب روغن صنعتی می باشد . نادیده گرفتن شاخص ویسکوزیته در انتخاب روغن صنعتی و روانکار صنعتی می تواند مشکلات عدیده ایی را به همراه داشته باشد .

ویسکوزیته روغن صنعتی و روانکار های صنعتی را با توجه به ساختار مولکولی آن از نقطه نظر طول زنجیره هیدروکربن می سنجند . هر چه طول زنجیره هیدروکربن بلندتر باشد به علت وجود اصطجاک بین مولکولی برای حرکت مولکول ها ، مقدار  ویسکوزیته ماده بیشتر می باشد .

اهمیت شاخص ویسکوزیته یا VI ، در روانکاری مربوط به تعیین حداقل ضخامت فیلم روغن برای جلوگیری از سایش فلز با فلز می باشد .

همانطور که احتمالاً می دانید ویسکوزیته با دما رابطه عکس دارد . به عبارت دیگر هرچه دما بالاتر برود میزان ویسکوزیته کاهش می یابد و بالعکس . لذا برای منظور سنجش ویسکوزیته یا گرانروی در یک دمای مشخص انجام می شود که به صورت قراردادی تعین شده است و در ادامه با آنهـا بیشتر آشنا می شویم .

 

اهمیت شاخص ویسکوزیته در تریبولوژی چیست ؟

تریبولوژی چیست ؟ تریبولوژی شاخه ایی از علم مهندسی است که به بررسی رفتار حرکت نسبی دو سطح نسبت به یکدیگر می پردازد . تریبولوژی به مطالعه کاربرد اصطحکاک ، روانکاری و سایش در حرکت بین سطوح می پردازد .

منحنی استریبک (Stribeck Curve) یکی از شناخته شده ترین منحنی های است که به بر مفهوم تریبولوژی (Tribology) پرداخته است . این منحنی نشان می دهد که اصطکاک بین دو سطح روانکاری شده یک رفتــار خطی ندارد بلکه متاثر از نیروی بارگذاری ، شاخص ویسکوزیته و سرعت دوران می باشد .

بین دو سطح روانکاری شده با استفاده از روانکاری سیال ، منحنی استریبک یک شاخص بدون بعد و ضریب به نام عدد هرسی (Hersey number) معرفی می کند که به صورت زیر تعریف می شود .

عدد هرسی

در رابطه فوق ، η ویسکوزیته دینامیکی سیال ، N سرعت سیال و P نیروی بارگذاری می باشد . اگر فرض شود در یک مجموعه کامل از یاتاقان به علاوه  یا رولبرینگ نیروی بارگذاری و ویسکوزیته سیال ثابت باشد می توان نشان داد که چگونه اصطکاک با افزایش سرعت تغییر می کند و شکل زیر نگـاه کنید که بر اساس آن روانکاری به ۳ دسته زیر تقسیــم بندی می شود .

 

تقسیم بندی نوع لایه روانکاری

۱) روانکاری مرزی

روانکاری مرزی یا Boundary lubrication به روانکاری گفته می شود که پستی و بلندی های بین دو سطح بر میزان اصطکاک تاثیر می گذارد .

۲) روانکاری ترکیبی

روانکاری ترکیبی یا Mixed lubrication به روانکاری گفته می شود که پستی و بلندی های بین دو سطح و کیفیت روانکاری هر دو بر میزان اصطکاک تاثیر می گذارد .

۳) روانکاری هیدرودینامیکی

روانکاری هیدرودینامیکی یا Hydrodynamic lubrication به روانکاری گفته می شود که پستی و بلندی های بین دو سطح کمترین تاثیر را در میزان اصطحکاک بین دو سطح دارد .

تعریف شاخص ویسکوزته

شاخص ویسکوزیته یا VI ، یک عدد بدون بعد و واحد است که تغییرات ویسکوزیته را با توجه به تغییرات دما نشان می دهد . شاخص ویسکوزیته یکی از پارامترهای مهم در خرید روغن های صنعتی و روانکار های صنعتی می باشد .

شاخص ویسکوزیته هر چه پائین تر باشد بیشتر تحت تاثیر تغییرات دما قرار می گیرد به عبارت دیگر شدت تغییرات گرانروی در اثر تغیرات دما در روغن های صنعتی با شاخص ویسکوزیته کم بیشتر است . و هر چه شاخص گرانروی بالاتر باشد تغیرات دما اثر کمتری بر روی میزان ویسکوزیته دارد .

برای درک درست شاخص ویسکوزیته به شکل زیر نگاه کنید ، دو روغن ISO VG 150 یکی با شاخص گرانروی ۹۵ و دیگری با شاخص گرانروی ۱۵۰ موجود است . همانطور که می بینید تغییرات گرانروی روغن با شاخص ۹۵ در تغییرات دما ، شدید تر است .

 

از آنجایی که اکثر ماشین آلات صنعتی در طیف وسیعی از دما باید ایفای نقش کنند بسیار مهم است که روانکار صنعتی مورد استفاده در آن بتواند به درستی وظیفه خود را انجام دهد . برای مثال در موتور خودرو هنگامی که سرد است ممکن است دما صفر یا منفی باشد و هنگامی که موتور در حال کارکردن است دمای آن می تواند تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد بالا برود پس بسیار مهم است که روغن موتور ، طوری طراحی شده باشد که بتواند وظیفه مورد انتظار را در این محدوده ی دمایی انجام بدهد .

طبقه بندی شاخص ویسکوزیته

یکی از اولین طبقه بندی های شاخص ویسکوزیته توسط انجمن مهندسان خودرو یا SAE که مخفف کلمه انگلیسی Society of Automotive Engineers است انجام شده است . آنها برای دو دمای مرجع که ۱۰۰ و ۲۱۰ درجه فارنهایت است (تقریباً برابر ۳۸ و ۹۹ درجه سانتی گراد ) را به عنوان دمای مرجع برای سنجش شاخص ویسکوزیته انتخاب کردند . در ابتدا شاخص گرانروی بین عدد صفر تا ۱۰۰ گروه بندی می شد اما امروزه با رایج شدن روغن های سنتیک با کیفیت تر ممکن است شاخص گرانروی تا ۴۰۰ نیز وجود داشته باشد .

همانطور که اشاره شد دما نقش بسیار مهمی بر ویسکوزیته دارد ، لذا برای همین منظور سنجش گرانروی در دمای مشخصی انجام می شود . مطابق شکل زیر اگر فرض شود روغنی دارای گرانروی سینماتیکی ۱۰۰ سانتی استوک در دمای ۴۰ درجه سانتی گراد دارد . هرچه شاخص ویسکوزیته بالاتر باشد شیب تغییرات گرانروی نسبت به تغییرات دما کمتر است .

 

محاسبه شاخص ویسکوزیته

معتبرترین استانداردی که برای محاسبه شاخص ویسکوزیته ارائه شده است ، استاندارد ASTM D2270 می باشد . بر طبق این استاندارد که در پائین همین مقاله می توانید آن را به رایگان دانلود کنید فرمول محاسبه شاخص گرانروی به شرح زیر است .

محاسبه شاخص ویسکوزیته

در فرمول فوق U ویسکوزیته دینامیکی در دمای ۴۰ درجه سانتیگراد است و L وH ویسکوزیته دینامیکی در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد است که باید مقدار آن را از استاندارد نام برده شده استخراج کنید و سپس می توانید با استفاده از مقادیر داده شده شاخص گرانروی را محاسبه کنید .

بخش بعدی

Rate this post

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

15 − هشت =