Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη...

35
1 Αρχές Λίπανσης ΕΜΠ, Νοέμβριος-Δεκεμβριος 2014 Εισηγητής: Χαράλαμπος Αποστολίδης Αρχές Λίπανσης 2 Οι Αιγύπτιοι χρησιμοποιούσαν υγρά ζωικής ή φυτικής προέλευσης ήδη από το 2400 π.Χ. 18/11/2014 Ιστορία Ιστορία Τα φυτικά / ζωικά λιπαντικά χρησιμοποιήθηκαν μέχρι τον 19ο αιώνα Τα ορυκτέλαια εφαρμόστηκαν κατά τη διάρκεια της βιομηχανικής επανάστασης (19ος αιών) Τα χημικά πρόσθετα και τα συνθετικά λιπαντικά πρωτοεμφανίστηκαν κατά τη διάρκεια και μετά το Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο. 18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 3

Transcript of Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη...

Page 1: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

1

Αρχές Λίπανσης

ΕΜΠ, Νοέμβριος-Δεκεμβριος 2014Εισηγητής: Χαράλαμπος Αποστολίδης

Αρχές Λίπανσης 2

• Οι Αιγύπτιοι χρησιμοποιούσαν υγρά ζωικής ή φυτικής προέλευσης ήδη από το 2400 π.Χ.

18/11/2014

Ιστορία

Ιστορία

• Τα φυτικά / ζωικά λιπαντικά χρησιμοποιήθηκαν μέχρι τον 19ο αιώνα

• Τα ορυκτέλαια εφαρμόστηκαν κατά τη διάρκεια της βιομηχανικής επανάστασης (19ος αιών)

• Τα χημικά πρόσθετα και τα συνθετικά λιπαντικά πρωτοεμφανίστηκαν κατά τη διάρκεια και μετά το Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο.

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 3

Page 2: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

2

Τριβές, φθορές, βλάβες

• Όταν στερεά σώματα, που βρίσκονται σε επαφή και υπό φορτίο ολισθαίνουν μεταξύ τους

• όσο καλά και αν είναι κατεργασμένες οι επιφάνειες τους αποτελούνται από ‘’κορυφές και κοιλάδες’’

• Αναπτύσσονται μεταξύ τους τριβές που προκαλούν υπερβολική αύξηση της θερμοκρασίας, φθορές και βλάβες – Συγκολλήσεις, αποσπάσεις

σωματιδίων, επιφανειακές φθορές, άρπαγμα….

Αρχές Λίπανσης 418/11/2014

Κοιλάδες

Κορυφές που έρχονται σε επαφή:

Τριβές, φθορές, βλάβες

• Τριβή – Είναι η δύναμη που αντιτίθεται στη σχετική κίνηση (ολίσθηση,

κύλιση) δύο σωμάτων σε επαφή/συνεργασία : άξονας-έδρανο, στοιχεία ρουλεμάν, γλίστρες εργαλειομηχανών, οδηγοί, γρανάζια κιβωτίων μετάδοσης, έκκεντρα, κλπ.

• Φθορά– Η αφαίρεση υλικού και η καταστροφή των συνεργαζόμενων

επιφανειών εξαιτίας των τριβών

• Βλάβη– Η απώλεια χρησιμότητας ενός τεχνικού συστήματος

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 5

Τριβές, φθορές, βλάβες

• Η τριβή δεν είναι πάντα ανεπιθύμητο φαινόμενο όπως π.χ. – στη περίπτωση φρένων και ελαστικών τροχών, το κάρφωμα, τη

σύσφιξη κοχλία- περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες, τροχών τριβής, σφιχτές συναρμογές, κλπ.

• Για τα περισσότερα στοιχεία μηχανών όμως όπως, – έδρανα ολίσθησης, οδοντωτοί τροχοί, ελατήρια εμβόλων και

χιτώνια, ρουλεμάν κλπ., η τριβή και η εξ’ αυτής φθορά ή και βλάβη είναι φαινόμενα ανεπιθύμητα μια και προκαλεί

18/11/2014 Αρχές ΛίπανσηςΧ. Αποστολίδης

6

Page 3: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

3

Αρχές Λίπανσης 7

Τριβές, φθορές, βλάβες

Στατική τριβή

Τριβή ολίσθησης

Τριβή κύλισης

F

F

F

18/11/2014

Το Τριβολογικό Σύστημα

• Κάθε σημείο επαφής συνεργαζόμενων μηχανικών σωμάτων είναι – Ένα τριβολογικό ζεύγος– αποτελείται από τέσσερα στοιχεία

818/11/2014

Το Τριβολογικό Σύστημα

9

Page 4: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

4

1018/11/2014Αρχές ΛίπανσηςΧ. Αποστολίδης

Το Τριβολογικό Σύστημα

– Επαφή 1: στοιχείο κυλίσεως – εσωτερικός διάδρομος

– Επαφή 2. στοιχείο κυλίσεως – εξωτερικός διάδρομος

– Επαφή 3: Άξονας – εσωτερικός δακτύλιος

– Επαφή 4: Εξωτερικός δακτύλιος - φωλιά

Τα συνεργαζόμενα στοιχεία μηχανών έχουν συνήθως περισσότερα του ενός σημεία επαφής (τριβής)

Παράδειγμα: ρουλεμάν

1

2

3

4

Τριβές, φθορές, βλάβες

• Διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν τις τριβές στο σημείο διεπαφήςμεταξύ δύο σωμάτων σε σχετική μεταξύ τους κίνηση, όπως:

– Το είδος και η ποιότητα κατεργασία τους • επιφανειακή τραχύτητα

– Η θερμοκρασία • περιβάλλοντος-λειτουργίας π.χ. επηρεάζουν το πάχος της λιπαντικής διαχωριστικής

μεμβράνης

– Το φορτίο • η τριβή μεταβάλλεται άμεσα με το φορτίο. Φορτία που υπερβαίνουν την

προσχεδιασμένη ισχύ αυξάνουν σημαντικά τον συντελεστή τριβής)

– Η σχετική ταχύτητα μεταξύ τους• αύξηση της πέρα από τα προκαθορισμένα ασφαλή όρια , αυξάνει σημαντικά τον

συντελεστή τριβών• Το είδος της σχετικής κίνηση μεταξύ τους τριβή ολίσθηση έναντι κύλισης, επηρεάζουν

τον συντελεστή τριβής

– Τα χαρακτηριστικά των λιπαντικών • βασικό λάδι, ιξώδες, πρόσθετα

11

Τριβές, φθορές, βλάβες

• μια σειρά δυσμενών επιπτώσεων όπως– Αύξηση στην κατανάλωση ενέργειας – Χαμηλό βαθμό απόδοσης – Απώλεια ενέργειας με τη μορφή θερμότητας– Πρόωρες φθορές– Καταστροφή στοιχείων μηχανών– Καταστροφή λιπαντικών κλπ.

18/11/2014 Αρχές ΛίπανσηςΧ. Αποστολίδης

12

Page 5: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

5

Τριβές, φθορές, βλάβες

• Υπάρχουν τρείς βασικές μέθοδοι μείωσης των τριβών και των συνεπεία αυτών ελάττωσης των φθορών και βλαβών– Η επικάλυψη των συνεργαζόμενων επιφανειών (π.χ. εδράνων

ολίσθησης) με αντιτριβικά υλικά που θα φθείρονται στη θέση τους: Λευκά μέταλλα, πλαστικά, δακτύλιοι κλπ.

– Υποκατάσταση της τριβής ολίσθησης με τριβή κύλισης όπως συμβαίνει με τη χρήση ρουλεμάν

– Η λίπανση

18/11/2014 Αρχές ΛίπανσηςΧ. Αποστολίδης

13

Τι είναι λίπανση;

• Η λίπανση είναι μία σημαντική μέθοδος προστασίας των στοιχείων μηχανών από– Τις τριβές, τις φθορές και τις βλάβες

• Με τη παρεμβολή λιπαντικών μεμβρανών μεταξύ των συνεργαζόμενων επιφανειών τους

•18/11/2014 •Αρχές Λίπανσης •14

Oil Film

Normal Service

Oil Film

Normal Service

Τι είναι λίπανση;

• τα λιπαντικά ́ ΄ φθείρονται ΄΄ στη θέση των μεταλλικών επιφανειών

• Αυτός είναι και ο κύριος λόγος • Επιλογής των κατάλληλων προϊόντων• Παρακολούθησης της ποιότητας τους κατά τη λειτουργία

τους• Φροντίδα διατήρησης της ποιότητας• Αντικατάστασης τους όταν πρέπει

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 15

δηλαδή

Page 6: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

6

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 16

Τι είναι λίπανση;

• Από τους βασικούς ρόλους των λιπαντικών, μεταξύ άλλων, είναι

– η δημιουργία, παρεμβολή και διατήρηση διαχωριστικής μεμβράνης

– η υποκατάσταση της μεταλλικής τριβής από την τριβή των υγρών μορίων του λιπαντικού σώματος

– Ψύξη και μεταφορά θερμότητας – Προστασία από τη διάβρωση– Διατήρηση εσωτερικής καθαρότητας κλπ.– Η αύξηση του ωφέλιμου χρόνου ζωής– Η εξασφάλιση της λειτουργικής αξιοπιστίας

ΕΙΔΗ ΛΙΠΑΝΣΗΣ

static

Low speed

1718/11/2014 Αρχές λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 18

Πλήρης υγρή λίπανση - υδροδυναμική

v = 0F = 0 Κινούμενη επιφάνεια

F, v

Υδροδυναμικήπίεση

Η λιπαντική σφήνα που δημιουργείται προκαλεί την ανύψωση της κινούμενης και το διαχωρισμό τους

Ακίνητη επιφάνεια

Κινητή επιφάνεια

Ακίνητη επιφάνεια

Page 7: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

7

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 19

Δύναμη F

Φορτίο Ταχύτητα ν

staticΣταθερή επιφάνεια ν=0

Δύναμη F=0

Φορτίο Ταχύτητα ν=0

staticΣταθερή επιφάνεια

Πλήρης υγρή λίπανση - υδροδυναμική

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 2065

Πλήρης υγρή λίπανση - υδροδυναμική

Σε κατάσταση ηρεμίας ο άξονας "αναπαύεται" πάνω στο έδρανο Με την κίνηση το λιπαντικό

σχηματίζει λιπαντική σφήνα που τροφοδοτεί τη ζώνη πιέσεων όσο διαρκεί η σχετική κίνηση των συνεργαζόμενων επιφανειών

Παροχήλιπαντικού

• Εγκάρσιο έδρανο ολίσθησης

Εγκάρσιο έδρανο ολίσθησης

18/11/2014 Αρχές ΛίπανσηςΧ. Αποστολίδης

21

Page 8: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

8

22 Plain Bearing Lubrication_CH

Εγκάρσιο έδρανο ολίσθησης

• Ο τριβέας μπορεί να αποτελείται από ένα υλικό ή από επάλληλα μεταλλικά στρώματα ανάλογα με την εφαρμογή και τις λειτουργικές απαιτήσεις

Steel

Intermediate layer

Nickel barrier

Overlay

23 Plain Bearing Lubrication_CH

Oil Lubrication

• Οι αυλακώσεις χρησιμεύουν για την καλύτερη διανομή του λιπαντικού σε όλη την επιφάνεια του τριβέα

Πλήρης υγρή λίπανση - υδροδυναμική

Περιστρεφόμενος δίσκος

v=0

Σταθερός δίσκος (τριβέας)

Λιπαντική μεμβράνη

2418/11/2014 Αρχές λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης

• Ωστικό (αξονικό) Έδρανο Ολίσθησης (χωρίς διαμόρφωση)

Page 9: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

9

Πλήρης υγρή λίπανση - υδροδυναμική

Εξοδοςλιπαντικού

Περιστροφή στροφίου

v

Εισοδοςλιπαντικού

v v

Σταθερός δίσκος (τριβέας

2518/11/2014Αρχές λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης

• Ωστικό Έδρανο Ολίσθησης (χωρίς διαμόρφωση)

Πλήρης υγρή λίπανση - υδροδυναμική

26

Περιστρεφόμενος δίσκος V=ω.r

Εισοδοςλιπαντικού

Εξοδοςλιπαντικού

v ’=0

Λιπαντική σφήνα

Τριβέας με διαμορφωμένη επιφάνεια

v

18/11/2014 Αρχές λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης

• Ωστικό Έδρανο Ολίσθησης (με διαμόρφωση ή κινητά πλακίδια)

Πλήρης υγρή λίπανση - υδροδυναμική

• Ωστικό Έδρανο Ολίσθησης (με διαμόρφωση ή κινητά πλακίδια)

18/11/2014 Αρχές λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης 27

Περιστρεφόμενη Επιφάνεια

v

Εισοδοςλιπαντικού

Εξοδοςλιπαντικού

v v ’

Λιπαντική σφήνα

Ακίνητη επιφάνεια

27

18/11/2014

Page 10: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

10

Πλήρης υγρή λίπανση- Υδροδυναμική

• Επειδή η υδροδυναμική μεμβράνη δημιουργείται από τη σχετική κίνηση των δύο συνεργαζόμενων σωμάτων υπάρχει πρόβλημα διαχωρισμού τους– κατά τη εκκίνηση ή το σταμάτημα (φθορές και βλάβες)

• Ή διακοπής λιπαντικής μεμβράνης κατά τη λειτουργία– μείωση στροφών, αυξομειούμενα φορτία

• Δεν μπορούν να παραλάβουν υψηλά φορτία

18/11/2014 Αρχές ΛίπανσηςΧ.Αποστολίδης

28

Πλήρης υγρή λίπανση-Υδροστατική

Προς αποφυγή τέτοιων καταστάσεων , γίνεται χρήση εξωτερικού συστήματος λίπανσης:• Το λιπαντικό προσάγεται

εξαναγκασμένα με αντλία στο έδρανο.• Το φορτίο εξισορροπείται από τη

πίεση που εξασκείται• Στη συνέχεια ξεκινά η περιστροφή• Στο σταμάτημα η αντλία λειτουργεί

μέχρι την οριστική στάση του άξονα

2918/11/2014 Αρχές λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης

Υδροστατικό έδρανο

Αρχές λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης30

Συμπεράσματα - Διαπιστώσεις

• Η πλήρης ή υγρή λίπανση επιτυγχάνεται με την ανάπτυξη πίεσης:– αυτοδημιουργούμενης (υδροδυναμική)– εξωτερικά (υδροστατική)

• Η αποτελεσματικότητα εξαρτάται από 4 παράγοντες:

–Ιξώδες–Φορτίο (πίεση)–Σχετική ταχύτητα ολίσθησης επιφανειών–Θερμοκρασία

18/11/2014

Page 11: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

11

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 31

Το πάχος της λιπαντικής μεμβράνης είναι της τάξεως των επιφανειακών ανωμαλιών

Φορτίο

Σημεία “μερικών επαφών”

Μεταδόσεις κίνησης σε γρανάζια, έδρανα (αργές στροφές, μεγάλα φορτία)

Μικτή λίπανση

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 32

Μικτή λίπανση

• Στην μικτή λίπανση– Δεν επιτυγχάνεται πάντα πλήρης διαχωρισμός των

συνεργαζόμενων επιφανειών– Δυσμενής περίπτωση λίπανσης αν συνδυαστεί με υψηλά

κρουστικά φορτία και θερμοκρασίες– Το λιπαντικό προσάγεται με νέφος ή με κυκλοφοριακό

σύστημα

• Η λίπανση εξαρτάται από • Το ιξώδες (πολύ μεγάλο)• Το φορτίο• Την ταχύτητα • Τη θερμοκρασία και τα αντιτριβικά πρόσθετα (χημικά AW, EP,

στερεά όπως: MoS2 , Γραφίτης, μεταλλικά όπως Χαλκός κλπ.)

Οριακή λίπανση

• Γλίστρες εργαλειομηχανών και οδηγών, αλυσίδες, μεταφορικές ταινίες, χιτώνια-ελατήρια εμβόλων ΜΕΚ, αργές κινήσεις-μεταδόσεις

• Οι συνεργαζόμενες επιφάνειες βρίσκονται σε επαφή

• Το πάχος της λιπαντικής μεμβράνης είναι μικρότερο του ύψους των επιφανειακών ανωμαλιών

• Οι λιπαντικές μεμβράνες είναι ‘’χημικές’’

Αρχές Λίπανσης 3318/11/2014

Επαφές

χαμηλή ταχύτητα

Page 12: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

12

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 34

Οριακή λίπανση

• Στην οριακή λίπανση– Έχουμε σχεδόν πάντα επαφή των

συνεργαζόμενων επιφανειών– Οι επιφάνειες “ολισθαίνουν” η μία πάνω

στην άλλη.– Η δυσμενέστερη περίπτωση λίπανσης– Το λιπαντικό προσάγεται με νέφος, με

κυκλοφοριακό σύστημα, ψεκασμό ή επάλειψη

• Η λίπανση είναι συνάρτηση– του ιξώδους, – του φορτίου και της – θερμοκρασίας, – Τον κύριο ρόλο όμως έχουν τα αντιτριβικά και τα αντικολλητικά

πρόσθετα (anti stick-slip), που επιτρέπουν την ομαλή και αδιάκοπη κίνηση μεταξύ των συνεργαζόμενων επιφανειών (ιδιαίτερα στις εργαλειομηχανές κατεργασίας μετάλλων)

Ελαστο-υδροδυναμική Λίπανση EHL/EHD: Elastohydrodynamic lubrication

• Η Ελαστοϋδροδυναμική λίπανση (EHL) αναφέρεται στη λίπανση μη σύμμορφων επιφανειών όπως είναι:– Τα γρανάζια, τα ρουλεμάν και τα έκκεντρα – Οι επαφές των στοιχείων τους, χωρίς φορτίο, είναι σημεία ή

γραμμές

Σημειακή επαφή Γραμμική επαφή

Ελαστο-υδροδυναμική Λίπανση EHL/EHD: Elastohydrodynamic lubrication

• Υπό την επενέργεια φορτίων τα εφαπτόμενα στοιχεία παραμορφώνονται ελαστικά σχηματίζοντας πολύ μικρές επιφάνειες επαφής (επαφές Hertz)

18/11/2014 Αρχές ΛίπανσηςΧ. Αποστολίδης

36

Page 13: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

13

37

Παρεμβάλλεται το λιπαντικό σχηματίζοντας πλήρη υγρή (υδροδυναμική) μεμβράνη πολύ λεπτού πάχους που τις κρατά διαχωρισμένες κατά τη διέλευση τους από τις ζώνες φορτίσεων (πιέσεων)

Πολύ λεπτή μεμβράνηΠολύ μεγάλες πιέσειςΕλαστική παραμόρφωση

επιφανειών /κατατομών

WΣυνεργαζόμενες επιφάνειες

W

Χωρίς φορτίο

Φορτίο

Ελαστο-υδροδυναμική Λίπανση EHL/EHD: Elastohydrodynamic lubrication

Ελαστο-υδροδυναμική Λίπανση EHL/EHD: Elastohydrodynamic lubrication

38

Λιπαντική σφήνα

Επαφές Hertz

μεμβράνη EHL

Κατανομή πιέσεωνPmax

v2

περιοχή ελαστικήςπαραμόρφωσης

Φορτίοv1

Σχηματισμός λιπαντικής μεμβράνης

Πιέσεις έως 4 Gpascals = 40.000 kgs/cm2

h

Ελαστο-υδροδυναμική Λίπανση EHL/EHD: Elastohydrodynamic lubrication

18/11/2014 Αρχές ΛίπανσηςΧ.Αποστολίδης

39

Χαμηλή περιφερειακή ταχύτητα

Περιοχή

Page 14: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

14

Ελαστο-υδροδυναμική Λίπανση EHL/EHD: Elastohydrodynamic lubrication

Αρχές Λίπανσης 4018/11/2014

Λιπαντικόh

ΔιάδρομοςΣτοιχείο κύλισης

Ελαστο-υδροδυναμική Λίπανση EHL/EHD: Elastohydrodynamic lubrication

Αρχές Λίπανσης 4118/11/2014

Maximum Lift Minimum Lift

Rf

Rc

N

d dRc

Rf

N

Έκκεντρα

Ελαστο-υδροδυναμική Λίπανση EHL/EHD: Elastohydrodynamic lubrication

• Ο σχηματισμός της μεμβράνης EHL εξαρτάται από:– Ιξώδες του λιπαντικού– Την ποιότητα του λιπαντικού (αρχική, λειτουργίας)– Την ταχύτητα– Τη θερμοκρασία– Επιφανειακή τραχύτητα

• Λόγω ελαστικής παραμόρφωσης των συνεργαζόμενων επιφανειών αναπτύσσονται και τριβές ολίσθησης

• Άρα τα λιπαντικά πρέπει να είναι ενισχυμένα και με ειδικά πρόσθετα AW, EP

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 42

Page 15: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

15

Συστήματα λίπανσης

18/11/2014 Αρχές ΛίπανσηςΧ. Αποστολίδης

43

Χειροκίνητη λίπανση

• Είναι η απλούστερη μέθοδος και εφαρμόζεται είτε το λιπαντικό είναι υγρό είτε γράσο. Οι συσκευές που χρησιμοποιούνται απεικονίζονται στο σχήμα 13.

Αρχές ΛίπανσηςΧ.Αποστολίδης

4418/11/2014

Λίπανση με βαρύτητα

Χρησιμοποιούνται λιπαντήρες – Εφαρμόζονται μόνο στην

περίπτωση υγρών λιπαντικών

– Υπάρχουν διαφόρων ειδών λιπαντήρες.

– Σε ορισμένους από αυτούς μπορεί να ρυθμιστεί η ποσότητα παροχής και η συχνότητα λίπανσης

Αρχές ΛίπανσηςΧ.Αποστολίδης

4518/11/2014

Page 16: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

16

Λίπανση με εμβάπτιση/εκτίναξη

• Το λιπαντικό εκτινάσσεται στα σημεία λίπανσης με τη βοήθεια των κινούμενων ή περιστρεφόμενων εξαρτημάτων που μέρος τους βρίσκεται εμβαπτισμένο στο λάδι της ελαιολεκάνης.

• Σε πολλές περιπτώσεις χρησιμοποιούνται δακτύλιοι εκτίναξης που βρίσκονται προσαρμοσμένοι σε άξονα.

Αρχές ΛίπανσηςΧ.Αποστολίδης

4618/11/2014

Αρχές ΛίπανσηςΧ. Αποστολίδης

4718/11/2014

Κύκλωμα λίπανσης Μηχανής Ε.Κ.

Λίπανση με κυκλοφορία λαδιού

• Σε πολλές βιομηχανικές εφαρμογές, ειδικά όπου τα φορτία είναι υψηλά ή όπου τα σημεία λίπανσης είναι πολλά,

• η προσαγωγή του λιπαντικού γίνεται με την βοήθεια κεντρικών συστημάτων, υπό πίεση,

• ώστε να διασφαλίζεται η απαιτούμενη ποσότητα λιπαντικού στα σημεία που χρειάζεται.

• Τα συστήματα αυτά είναι εξοπλισμένα με φίλτρα καθαρισμού και σε ορισμένες περιπτώσεις με ψυγείο νερού για την ψύξη του λιπαντικού.

Αρχές ΛίπανσηςΧ.Αποστολίδης

4818/11/2014

Δευτερεύον σημείο δει γματοληψίας

Κύριο σημε ίο δειγματοληψίας

Γραμμή τροφοδοσίας

Ψυγείο λαδιού

Πρώτο συγκρότημα σταθμού μειωτήρων

Γραμμή επιστροφής

Φίλτρο αναρρόφησηςΕξυδάτωση

Φίλτρο

Δευτερεύον σημείο δει γματοληψίας

Κύριο σημε ίο δειγματοληψίας

Γραμμή τροφοδοσίας

Ψυγείο λαδιού

Πρώτο συγκρότημα σταθμού μειωτήρων

Γραμμή επιστροφής

Φίλτρο αναρρόφησηςΕξυδάτωση

Φίλτρο

Page 17: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

17

4918/11/2014

Κύκλωμα λίπανσης ατμοστροβίλου

Υπερχείλισηιιι

Φίλτρολαδιού

Ψυγείο

Υδραυλικός ρυθμιστήςστροφών

Κύρια αντλία ΛίπανσηςΕξαρτημένη

Εδρανα Στρόβιλος Γεννήτρια

Ελαιοπαγίδα

αντλία ανύψωσηςΑντλία

Αρχικής λειτουργίας

ΕφεδρικήΑντλίαΣταματήματος

Αρχές λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης

50 Plain Bearing Lubrication_CH

Vertical FLS Grinding Mill

Σύστημα λίπανσης εδράνων ελάστρουχαλυβουργίας

18/11/2014 Αρχές ΛίπανσηςΧ.Αποστολίδης

51

Page 18: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

18

18/11/2014 Αρχές ΛίπανσηςΧ.Αποστολίδης

52

Σύστημα λίπανσης Χ/Π μηχανής

18/11/2014 Αρχές ΛίπανσηςΧ.Αποστολίδης

53

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 54

Ανακεφαλαίωση: Είδη λίπανσης

Πλήρης υγρή λίπανσηΥδροδυναμικήΥδροστατική

Μικτή λίπανσηΕλαστουδροδυναμικήΟριακή

Αύξηση δυσκολίας

Page 19: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

19

Είδη λίπανσης (Stribeck’s curve)

푽풊풔풄풐풔풊풕풚 (푽풆풍풐풄풊풕풚푳풐풂풅

= 풛푵푷

Ορι

ακή

Μικ

τή

EHL

Υδρο

δυνα

μική

F

h ≈ 2,5 - 10 μm

h ≈ 0,25 – 1,5 μmh ≈ 0,025 – 0,25μmh ≈ 0,025 ≈ Ra

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 56

Συμπέρασμα

• Τα λιπαντικά είναι από τα πλέον απαραίτητα (υγρά) εξαρτήματα κάθε μηχανισμού

• Χρησιμοποιώντας – μόνο υψηλής ποιότητας λιπαντικά….

• Ακολουθώντας τις διαδικασίες της τακτικής συντήρησης, τις οδηγίες των κατασκευαστών, τη θεωρία και την πράξη– προστατεύετε τα μηχανήματα σας από τις πρόωρες φθορές και

• Αυξάνετε την απόδοση τους

Προέλευση Λιπαντικών

18/11/2014 Αρχές ΛίπανσηςΧ. Αποστολίδης

57

Page 20: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

20

Προέλευση Λιπαντικών

• 80% των λιπαντικών προέρχονται από το αργό πετρέλαιο

• Κατά την κλασματική απόσταξη του αργού πετρελαίου – μετά από διαδικασίες εξευγενισμού – λαμβάνονται οι διάφορες κατηγορίες “βασικών λαδιών”

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 58

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 59

ΣτήληΑπόσταξης

Βασικό πετρέλαιο

Ειδικά βασικά λάδια (HC)

Αέρια+ελαφρά κλάσματα

PAO+ = PAO + Cyclic Hydro CarbonsΣυνθετικά βασικά λάδια

PAO+

LPGαιθυλένιο

Κηροζίνη

Πετρέλαιο

βασικά λάδια

άσφαλτος

σύνθεση

Καταλυτική υδρογόνωσηΑποκήρωση

Βαρύ πετρέλαιο

βενζίνη

Κλασματική απόσταξη πετρελαίου

Κατηγορίες βασικών λαδιών

• Τα “βασικά λάδια” είναι η πρώτη ύλη των λιπαντικών• Η ποιότητα και ο τύπος των βασικών λαδιών

– παίζουν σημαντικό ρόλο στην συνολική απόδοση του λιπαντικού

• Διεθνώς τα βασικά λάδια κατατάσσονται κατά ΑΡΙ σε κατηγορίες (GROUP)

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 60

Page 21: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

21

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 61

Κατηγορίες βασικών λαδιών

Ορυκτέλαια– Συμβατικής τεχνολογίας (GROUP I)

• κυρίως βιομηχανικά λάδια• κινητήρων παλαιάς τεχνολογίας• κινητήρων χωρίς ιδιαίτερες απαιτήσεις

• Ειδικής κατεργασίας και εξευγενισμού– λιπαντικά εξαιρετικής ποιότητας (GROUP II)– συνθετικής τεχνολογίας (GROUP III)

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 62

Κατηγορίες βασικών λαδιών

• Συνθετικά βάσης ΡΑΟ (GROUP IV)– Αποτελούνται από μόρια υψηλής καθαρότητας και

σταθερότητας – Έχουν σχεδόν ιδανικές ιδιότητες– Εξαιρετική συμπεριφορά σε ακραίες συνθήκες (θερμοκρασίας,

καταπόνησης)• Συνθετικά (GROUP V)

– Χημικά υγρά 100% συνθετικά (εστέρες, γλυκόλες κλπ.)

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 63

Κατηγορίες βασικών λαδιών

• Ημισυνθετικά– (Ορυκτέλαιο + X % Συνθετικό)– Καλύτερες ιδιότητες εύκολης ροής στις χαμηλές θερμοκρασίες– Χρησιμοποιήθηκαν πριν και παράλληλα με την παραγωγή

βασικών ανώτερων κατηγοριών

Page 22: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

22

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 64

Σημασία της ποιότητας των βασικών λαδιών

• Η ποιότητα των βασικών λαδιών καθορίζει τη συμπεριφορά ροής των λιπαντικών.

• Έτσι για λιπαντικά ίδιας ρευστότητας κατά ISO ή SAE

– H κατηγορία Ι παρουσιάζει μεγαλύτερη αντίσταση υγρής τριβής (μεγαλύτερη ενέργεια)

– Η κατηγορία ΙΙ χαμηλότερη αντίσταση υγρής τριβής (μικρότερη ενέργεια)

– Οι κατηγορίες ΙΙΙ και IV• πολύ μικρή αντίσταση (πολύ χαμηλή ενέργεια)• Πιο αποτελεσματική προστασία ιδιαίτερα κατά την εκκίνηση

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 65

Σημασία της ποιότητας των βασικών λαδιών

• Η ποιότητα των βασικών λαδιών καθορίζει την ποιότητα των τελικών προϊόντων.

– H κατηγορία Ι

• παρουσιάζει μεγαλύτερη τάση οξείδωσης

– Η κατηγορία ΙΙ

• χαμηλότερη τάση οξείδωσης– Η κατηγορία ΙΙΙ

• πολύ μικρή τάση οξείδωσης– Οι κατηγορίες IV & V

• ελάχιστη τάση οξείδωσης

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 66

Ενίσχυση βασικών λαδιών

• Τα βασικά λάδια, κάθε κατηγορίας, δεν έχουν • ιδιότητες που επαρκούν για τις διάφορες• εφαρμογές

– Οι φυσικές τους ιδιότητες ενισχύονται και νέες προστίθενται με τη βοήθεια χημικών προσθέτων

– Το ολοκληρωμένο προϊόν περνά από πολλούς ελέγχους και δοκιμές πριν κυκλοφορήσει στην αγορά

Page 23: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

23

Κατηγορίες χημικών προσθέτων

• Προστασίας επιφανειών – από φθορές, διάβρωση και σκουριά

• Μείωσης – τριβών και βελτίωσης απόδοσης

• Εξασφάλισης – εσωτερικής καθαρότητας και απορρύπανσης– Εξουδετέρωσης οξέων και προϊόντων καύσης

• Αντιοξειδωτικά• Αντιαφριστικά

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 67

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 68

Χημική Σύσταση λιπαντικών

Πρόσθετο....

Βασικό λάδι

Πρόσθετο 3Πρόσθετο 1

Πρόσθετο 2

Τελικό Προιόν

Βασικό λάδι

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 69

Βασικά χαρακτηριστικά λιπαντικών

Page 24: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

24

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 70

Χαρακτηριστικά και ιδιότητες

• Ιξώδες• Δείκτης ιξώδους• Σημείο ροής• Θερμική σταθερότητα• Χημική σταθερότητα• Απορρυπαντική ικανότητα • Εξουδετέρωση οξέων και άλλων προϊόντων καύσεως• Αντοχή στην οξείδωση• Αντιδιαβρωτική προστασία• Αντιτριβική προστασία

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 71

Ιξώδες (Ρευστότητα)

• Βασική ιδιότητα των ρευστών

• Μετράει το πόσο εύκολα ή δύσκολα ρέει (την εσωτερική αντίσταση)

• Μεταβάλλεται με τη θερμοκρασία:

Όλα τα λιπαντικά γίνονται λεπτόρευστα όταν θερμαίνονται και παχύρευστα όταν ψύχονται

• Τα λιπαντικά κατατάσσονται σύμφωνα με το ιξώδες τους σε συγκεκριμένη θερμοκρασία

θερμοκρασία

Χαμηλή Υψηλήθερμοκρασία

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 72

Ιξώδες (Ρευστότητα)

Θερμοκρασία

Ιξώδες

20 40 60 80 100 1200

100

200

320

400500

1000 ISO 320

Page 25: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

25

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 7365

Κ λ ά σ ε ις ρ ε υ σ τ ό τ η τ α ςκ α τά το σ ύ σ τ η μ αIS O D IN 5 1 5 1 9

Κ ιν η μ α τικ ό ιξ ώ δ ε ςσ ε c s t (m m 2 /s ) 2 0 0 C | 4 0 0 C

Δ υ ν α μ ικ όιξ ώ δ ε ς σ εm P a .s / 4 0 0 C

IS O V G 2 2 ~ 3 ,3 2 ,2 ~ 2 ,0IS O V G 3 3 ~ 5 3 ,2 ~ 2 ,9IS O V G 5 5 ~ 8 4 ,6 ~ 4 ,1IS O V G 7 7 ~ 1 3 6 ,8 ~ 6 ,2IS O V G 1 0 1 0 ~ 2 1 1 0 ~ 9 ,1IS O V G 1 5 1 5 ~ 3 4 1 5 ~ 1 3 ,5IS O V G 2 2 2 2 - 2 2 ~ 1 8IS O V G 3 2 3 2 - 3 2 ~ 2 9IS O V G 4 6 4 6 - 4 6 ~ 4 2IS O V G 6 8 6 8 - 6 8 ~ 6 1IS O V G 1 0 0 1 0 0 - 1 0 0 ~ 9 0IS O V G 1 5 0 1 5 0 - 1 5 0 ~ 1 3 5IS O V G 2 2 0 2 2 0 - 2 2 0 ~ 2 0 0IS O V G 3 2 0 3 2 0 - 3 2 0 ~ 2 9 0IS O V G 4 6 0 4 6 0 - 4 6 0 ~ 4 1 5IS O V G 6 8 0 6 8 0 - 6 8 0 ~ 6 2 0IS O V G1 0 0 0

1 0 0 0 - 1 0 0 0 ~ 9 0 0

IS O V G 1 5 0 0 1 5 0 0 - 1 5 0 0 ~ 1 3 5 0

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 74

Κλάση SAE Μέγιστο φαινόμενο ιξώδεςσε mPa . s και °C

Χαμηλότερη Θερμοκρασίαάντλησης °C

Κινηματικό ιξώδες

Ελάχιστο Μέγιστο

0W 3250 στους -30 - 35 3,8 -

5W 3500 στους -25 - 30 3,8 -

10W 3500 στους -20 - 25 4,1 -

15W 3500 στους -15 - 20 5,6 -

20W 4500 στους -10 - 15 5,6 -

25W - - 10 9,3 -

20 - - 5,6 <9,3

30 - - 9,3 <12,5

40 - - 12,5 <16,3

50 - - 26,3 <21,9

60 - - 21,9 -

Σύστημα κατάταξης SAE

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 75

Δείκτης ιξώδους

• Χαρακτηρίζει τον τρόπο μεταβολής του ρευστότητας του λιπαντικού

• Τη φυσική συμπεριφορά του δηλαδή ανάλογα με τη θερμοκρασία

Page 26: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

26

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 76

Δείκτης ιξώδους

20 40 60 80 100 1200100

200320

400

500

Θερμοκρασία

Ιξώδες

70

1000ISO 320

ISO 320

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 77

Δείκτης ιξώδους

• Όσο υψηλότερος είναι ο δείκτης ιξώδους τόσο καλύτερη η συμπεριφορά των λιπαντικών στις χαμηλές και υψηλές θερμοκρασίες.– Τα συνηθισμένα λιπαντικά έχουν δείκτη ιξώδους 100 (VI=100)– Τα πολύτυπα λιπαντικά έχουν ‘’υψηλό δείκτη ιξώδους’’σε

σύγκριση με τα μονότυπα (>125) και οφείλεται σε χημικά πρόσθετα

– Τα συνθετικά λιπαντικά έχουν πολύ υψηλό δείκτη ιξώδους (>150) που οφείλεται στη δομή τους

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 78100 oC (Θερμοκρασία λειτουργίας)

22

32

46

ISO grades

κρύο λάδι ζεστό λάδι

-20 oC (Θερμοκρασία εκκίνησης)

Παχύρρευστο λάδιΚαλή λίπανση

Λεπτόρρευστο λάδι

Κίνδυνος φθοράς

ΕύκολοξεκίνημαΆμεση

λίπανση

ΔύσκολοξεκίνημαΦθορές

Ιδανικό

Δείκτης ιξώδους

Page 27: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

27

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 79100 oC (Θερμοκρασία λειτουργίας)

5W10W15W20W20

30

40

50

SAE grades

κρύο λάδι ζεστό λάδι

-20 oC (Θερμοκρασία εκκίνησης)

Παχύρρευστο λάδιΚαλή λίπανση

Χαμηλή κατανάλωση

Λεπτόρρευστο λάδιΥψηλή κατανάλωσηΚίνδυνος φθοράς

ΕύκολοξεκίνημαΆμεση

λίπανση

ΔύσκολοξεκίνημαΦθορές

Ιδανικό

Δείκτης ιξώδους

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 80

Βελτιωτικά Δείκτη Ιξώδους

θερμοκρασίαχαμηλή Υψηλή

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 81

Αντοχή στην οξείδωση

• Η οξείδωση είναι η κύρια αιτία καταστροφής λιπαντικού και οφείλεται στις υψηλές θερμοκρασίες.

• Πρόκληση σημαντικών φθορών• Δημιουργία καταλοίπων και εξανθρακωμάτων• Τα αντιοξειδωτικά πρόσθετα επιβραδύνουν σημαντικά την

φυσική τάση των λιπαντικών να οξειδώνονται και να καταστρέφονται.

• Πρακτικός κανόνας – Για κάθε 10 °C αύξηση της θερμοκρασίας του λιπαντικού

(πάνω από τους 70 °C) υποβαθμίζεται η ωφέλιμη ζωή του λιπαντικού κατά 50%

– Αυτό θα μπορούσε να περιορίσει την ισχύ π.χ. των κιβωτίων μετάδοσης λόγω χαμηλότερου θερμικού συντελεστή (ητ = ηth x ηm )

Page 28: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

28

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 82

Θερμική Σταθερότητα

-C

+C

°C

150°C

Μέτρηση ιξώδους του λιπαντικού μετά από θερμική καταπόνηση - High Temperature High Shear (HTHS)

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 83

-C

+C

°C

Η χαμηλότερη θερμοκρασία στην οποία ένα λιπαντικό ρέει και να λιπαίνει

Σημείο ροής

Πρόσθετα AW (Antiwear) καιΕΡ (Extreme Pressure)

• AW πρόληψη της επαφής μετάλλου με μέταλλο

– Επικαλύπτουν τις επιφάνειες με χημική μεμβράνη που δημιουργείται σε υψηλές θερμοκρασίες κατά τις μεταξύ τους τριβές.

• ΕΡ σχηματίζουν προστατευτική μεμβράνη στις ζώνες υψηλών φορτίσεων (και της στιγμιαίας αύξησης θερμοκρασίας) εμποδίζοντας τις μεταλλικές επαφές

– λόγω υψηλών κρουστικών φορτίων ή σε περιπτώσεις διακοπής της λιπαντικής μεμβράνης

18/11/2014 Αρχές ΛίπανσηςΧ. Αποστολίδης

84

Page 29: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

29

Διαχωρισμός νερού (Demulsibility )

• Η δυνατότητα του λιπαντικού να διαχωρίζει το νερό • Επιθυμητή ιδιότητα για:

• Υδραυλικά λιπαντικά • Λιπαντικά στροβίλων• Γραναζοκιβώτια• Κυκλοφοριακά συστήματα

18/11/2014 Αρχές ΛίπανσηςΧ. Αποστολίδης

85

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 86

Απορρυπαντική και διασκορπιστική ικανότητα (TΒN)

• Διατήρηση εσωτερικής καθαρότητας • Αποφυγή δημιουργίας επικαθήσεων

Κυριότερες Κατηγορίες λιπαντικών

Βιομηχανικά λιπαντικάΑνάλογα με την χρήση τους τα Βιομηχανικά υγρά λιπαντικά (λάδια), χωρίζονται στις παρακάτω κατηγορίες.Κυκλοφοριακά• Τα λιπαντικά της κατηγορίας αυτής είναι σχεδιασμένα για την

λίπανση μέσω κυκλοφοριακών συστημάτων όπως είναι το υδραυλικό σύστημα, το σύστημα λίπανσης κινητήρα, μεγάλα γραναζοκιβώτιακ.λπ.

• Χρειάζεται όμως να προσδιορίζεται το ιξώδες και η ποιότητα που χρειάζεται σε κάθε εφαρμογή. Συνήθεις ρευστότητες για κλειστά κυκλοφοριακά συστήματα, σύμφωνα με το σύστημα ISO : 100, 150, 220.

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 87

Page 30: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

30

Κυριότερες Κατηγορίες λιπαντικών

Κιβωτίων/ μειωτήρων• Τα λιπαντικά αυτής της κατηγορίας είναι σχεδιασμένα να

αντιμετωπίζουν τις ισχυρές τριβές που αναπτύσσονται μεταξύ των επιφανειών των οδόντων των γραναζιών όταν βρίσκονται σε εμπλοκή.

• Είναι συνήθως λιπαντικά με υψηλό ιξώδες (παχύρρευστα) ενισχυμένα με ειδικά αντιτριβικά πρόσθετα και πρόσθετα υψηλής πιέσεως.

• Στις περισσότερες βιομηχανικές εφαρμογές, οι κατηγορίες ως προς το ιξώδες, που χρησιμοποιούνται σύμφωνα με το σύστημα ISO, είναι οι παρακάτω: 150, 220, 320, 460.

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 88

Κυριότερες Κατηγορίες λιπαντικών

Μηχανέλαια• Είναι λιπαντικά απλών βιομηχανικών εφαρμογών, ανοιχτών

λιπάνσεων, ολικής απώλειας. Χρησιμοποιούνται συνήθως στη λίπανση ρουλεμάν, κουζινέτων, οδηγών, γλυστρών, αξόνων και εργαλειομηχανών. Μπορεί να είναι ενισχυμένα και με ειδικά πρόσθετα ανάλογα με την εφαρμογή. Συνήθεις ρευστότητες κατά ISO: 32, 46, 68.

• Αεροσυμπιεστών– Είναι λιπαντικά με ειδικά πρόσθετα κατάλληλα για την λίπανση

συμπιεστών κάθε τύπου. Συνήθεις ρευστότητες κατά ISO:– 32, 46, για κοχλιοφόρους και πτερυγιοφόρους– 46, 68, 100 για εμβολοφόρους– 100, 150, 220 για περιστροφικούς με λοβούς

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 89

Κυριότερες Κατηγορίες λιπαντικών

Ειδικών χρήσεων• Υπάρχει ένας αρκετά μεγάλος αριθμός λιπαντικών σχεδιασμένων για

την αντιμετώπιση διαφόρων περιπτώσεων. Οι κυριότερες κατηγορίες είναι:– Μεταφοράς θερμότητας, Μετασχηματιστών , Επιφανειακής

προστασίας,– Κοπής μετάλλων, Μη αναφλέξιμα κ.λπ.

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 90

Page 31: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

31

Κυριότερες Κατηγορίες λιπαντικών

• Λιπαντικά Βιομηχανίας τροφίμων• Όσα φυσικά ή χημικά υλικά, όπως είναι τα λιπαντικά, που χρησιμοποιούνται

άμεσα ή έμμεσα στην παραγωγή, υπάρχει περίπτωση να έρθουν σε τεχνικά μη αποτρέψιμη, απρόβλεπτη ή τυχαία επαφή με τα τρόφιμα, πρέπει να επιλέγονται με βάση τα παρακάτω κριτήρια:

– Να μην είναι τοξικά– Να είναι φυσιολογικά αδρανή– Να είναι άοσμα και άγευστα– Να είναι εγκεκριμένα από διεθνείς οργανισμούς– Να συμφωνούν με το νομικό πλαίσιο

• H1. Για τα λιπαντικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη βιομηχανία ειδών διατροφής όπου είναι πιθανή και μη αποτρέψιμη επαφή του προϊόντος με το λιπαντικό (10ppm ≈ 0,001% wt max.

• H2. Για τα λιπαντικά που είναι κατάλληλα για εφαρμογές στη βιομηχανία ειδών διατροφής, εφόσον δεν υπάρχει καμία πιθανότητα επαφής του προϊόντος με το λιπαντικό.

• H3. Για τα διαλυτά υγρά παράγωγα του πετρελαίου όπως π.χ. οι φαρμακευτικές παραφίνες που χρησιμοποιούνται στα εναίσιμα ή τις καλλυντικές κρέμες, βιομηχανία χαρτιού tissue, κλπ.

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 91

Κυριότερες Κατηγορίες λιπαντικών

Ψυκτικών μηχανών• Χρησιμοποιούνται στη λίπανση ψυκτικών συμπιεστών και μπορεί να

είναι ορυκτέλαια ή συνθετικά λιπαντικά. Υπάρχει επί πλέον και μία νέα ειδική κατηγορία συνθετικών λιπαντικών , εστέρες πολυόλης, κατάλληλων για τη λίπανση συμπιεστών που χρησιμοποιούν οικολογικά ψυκτικά υγρά (HFC). Συνήθεις ρευστότητες κατα ISO: 22, 32, 68, 100.

Υδραυλικά • Είναι λιπαντικά ενισχυμένα με αντιτριβικά πρόσθετα και πρόσθετα

υψηλής πίεσης. Περιέχουν επίσης αντιαφριστικά, αντιοξειδωτικά και αντισκωριακά πρόσθετα. Συνήθεις ρευστότητες κατά ISO: 32, 46, 68.

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 92

Κυριότερες Κατηγορίες λιπαντικών

Κινητήρων Ε.Κ.• Ιξώδες σύμφωνα με τους πίνακες SAE. Ποιοτική

κατάταξη σύμφωνα με τα συστήματα – ACEA (ευρωπαίοι κατασκευαστές), και – SAE (αμερικάνοι κατασκευαστές).

18/11/2014 Αρχές Λίπανσης 93

Page 32: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

32

Επιλογή λιπαντικώνΕφαρμογή

Συνθήκες

Φορτίο

Ταχύτητα

Θερμοκρασία

Περιβάλλον

Επιλογή λιπαντικών ως προς το ιξώδες

17.3.2007 Στοιχεία λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης 95

Μεγάλο φορτίο, μικρή ταχύτητα μεγάλο ιξώδες

Μικρό φορτίο, μεγάλη ταχύτητα μικρό ιξώδες

Υψηλές θερμοκρασίες μεγάλο ιξώδες

Χαμηλές θερμοκρασίες μικρό ιξώδες

Ποιοτική κατάταξη λιπαντικών

Page 33: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

33

Στοιχεία λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης 97 17.3.2007

Βιομηχανικά λιπαντικά

• Σύστημα ISO ISO 6743– Με τις ανάλογες υποκατηγορίες

• Υδραυλικών ISO 6743/4 κατηγορία Η• Μειωτήρων (ISO 6743/6 κατηγορία C• Αεροσυμπιεστών ISO 6743/3 κατηγορία D• Στροβίλων ISO 6743/5 κατηγορία Τ• Γράσων ISO 6743/9 κατηγορία Χ

• Σύστημα AGMA (μειωτήρων)

Στοιχεία λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης 9817.3.2007

DIN QUALITY STANDARDS 1

2

3

4

5

6

7

GR Nr

OUP Name

Type of Lubricant Letter Code

Relevant Standard

Type(s)specified Group Symb

ol AN λιπαντικά απλών εφαρμογών AN DIN 51501 L- AN (1) Λιπαντικά αυτόματης μετάδοσης ATF B Λιπαντικά γενικής λίπανσης B DIN 51513 BA, BB, BC C Κυκλοφοριακά λιπαντικά C DIN 51517 parts1-3 C,CL,CLP

1 Mineral CG Λιπαντικά γλυστρών και οδηγών CG (2) lubr. D Λιπαντικά αεροεργαλείων D Oils F Λιπαντικά φίλτρων αέρος F FS Λιπαντικά καλουπιών FS H Υδραυλικά λιπαντικά H DIN 51524 Parts

1,2 HL, HLP

HV Υδραυλικά λιπαντικά HV DIN 51524 Part 3 HVLP (2)

W Λιπαντικά ελάσεως μετάλλων W Z Λιπαντικά ατμομηχανών Z DIN 51510 ZA, ZB, ZD Οργανικοί εστέρες E Synthet

or Συνθετικοί υδρογονάνθρακες HC

3 Semis. Φωσφατικοί εστέρες PH Fluids Πολυγλυκόλες PG Silicone oils SI

Βιομηχανικά λιπαντικά (DIN 51502)

Στοιχεία λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης 99 17.3.2007

Ευρωπαϊκό Σύστημα Ποιότητας

• Την κατηγορία ACEA A/Β - 2010– για βενζινοκινητήρες– για πετρελαιοκινητήρες επιβατικών και μικρών φορτηγών

• Την κατηγορία ACEA C (low SAPS) 2010– για κινητήρες νέας αντιρρυπαντικής τεχνολογίας

επαγγελματικών και επιβατικών οχημάτων

• Την κατηγορία ACEA E 2010– για πετρελαιοκινητήρες μεγάλων οχημάτων

Page 34: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

34

Στοιχεία λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης 10017.3.2007

SH

SA SB SC SD

SE SF SG

1993

SJ1996

SL 2001

SM2003

API ‘S’ – Service, gasoline

SΝ2010

Στοιχεία λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης 10117.3.2007

CBCA CCCD

CG-4

CF-4

CE

CF CF-2

CD II

CΗ-4

CI-4

2001

2002

1998

CJ-4

API ‘C’ – Commercial, diesel

CI-4+

2006

Στοιχεία λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης 102 17.3.2007

Συμπεράσματα

• Τα λιπαντικά αποτελούν πολύτιμα εξαρτήματα κάθε μηχανικού συνόλου

• Σχεδιάζονται ώστε να ανταποκρίνονται σε συνθήκες λειτουργίας

• Τα λιπαντικά πρέπει να επιλέγονται – με γνώμονα τις απαιτήσεις της κάθε εφαρμογής – τις συστάσεις των κατασκευαστών– το βέλτιστο αποτέλεσμα

Page 35: Αρχές Λίπανσηςcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/2. Arxes...σύσφιξη κοχλία-περικοχλίου, μετάδοσης κίνησης με ιμάντες,

35

Στοιχεία λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης 103 17.3.2007

Συμπεράσματα

Η χρήση ακατάλληλων λιπαντικών οδηγεί πάντα

σε σημαντικές φθορές και βλάβες

πολλές φορές σε ακριβές επισκευές και

απαξιώνει την αξιοπιστία και αξία του εξοπλισμού

Η τάση προμήθειας του “φθηνότερου” λιπαντικού

αποστερεί τη δυνατότητα χρησιμοποίησης λιπαντικών εξελιγμένης τεχνολογίας

Στοιχεία λίπανσης - Χ.Αποπστολίδης 104 17.3.2007

Συμπεράσματα

• Η Λίπανση είναι ο ακρογωνιαίος λίθος προληπτικής συντήρησης Το κατάλληλο λιπαντικό,

Η κατάλληλη ποιότητα

Η κατάλληλη ποσότητα,

Στην κατάλληλη θέση

Την κατάλληλη στιγμή

είναι η πεμπτουσία της λίπανσης