گریس چیست؟ بررسی تخصصی انواع گریس، استانداردها و کاربرد آن در ماشین‌آلات راهسازی و معدنی

مقدمه

گریس یکی از مهم‌ترین روانکارهای مورد استفاده در ماشین‌آلات صنعتی، راهسازی و معدنی است. در بسیاری از قسمت‌های ماشین‌آلات سنگین، شرایطی وجود دارد که استفاده از روغن روانکار به دلیل نشتی، فشار بالا، حرکت آهسته یا طراحی قطعه امکان‌پذیر نیست. در چنین شرایطی گریس می‌تواند روانکاری مناسب و حفاظت طولانی‌مدت قطعات را فراهم کند.

گریس در بخش‌هایی مانند بلبرینگ‌ها، رولبرینگ‌ها، بوش‌ها، پین‌ها، مفصل‌ها، شاسی و نقاط گریس‌خور ماشین‌آلات استفاده می‌شود.

وظیفه گریس فقط کاهش اصطکاک نیست؛ بلکه باید در برابر فشار، بار ضربه‌ای، آب، گردوغبار، حرارت، خوردگی و شسته‌شدن نیز مقاومت مناسبی داشته باشد.

گریس چیست؟

گریس یک روانکار نیمه‌جامد یا جامد نرم است که معمولاً از ترکیب سه بخش اصلی تشکیل می‌شود:

روغن پایه + غلیظ‌کننده + مواد افزودنی

روغن پایه وظیفه اصلی روانکاری را انجام می‌دهد.

غلیظ‌کننده باعث می‌شود روغن پایه در محل موردنظر باقی بماند و به‌راحتی جاری نشود.

مواد افزودنی نیز ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر سایش، فشار شدید، خوردگی، اکسیداسیون و آب را بهبود می‌دهند.

به زبان ساده:

روغن = عامل اصلی روانکاری

غلیظ‌کننده = نگه‌دارنده روغن در محل

افزودنی = تقویت‌کننده عملکرد گریس

اجزای اصلی گریس

۱. روغن پایه

روغن پایه معمولاً حدود بخش عمده‌ای از ساختار گریس را تشکیل می‌دهد.

روغن پایه می‌تواند:

• معدنی

• سنتزی

• یا در برخی محصولات زیست‌پایه

باشد.

نوع روغن پایه روی ویژگی‌هایی مانند:

• ویسکوزیته

• محدوده دمایی

• مقاومت اکسیداسیون

• عملکرد در دمای پایین

• مصرف انرژی

تأثیر مستقیم دارد.

۲. غلیظ‌کننده گریس

غلیظ‌کننده همان بخشی است که ساختار نیمه‌جامد گریس را ایجاد می‌کند.

غلیظ‌کننده‌ها انواع مختلفی دارند که مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

• Lithium

• Lithium Complex

• Calcium

• Calcium Complex

• Aluminum Complex

• Polyurea

• Sodium

نوع غلیظ‌کننده تأثیر زیادی بر رفتار گریس در برابر دما، آب و بار دارد.

۳. مواد افزودنی

افزودنی‌ها برای بهبود عملکرد گریس استفاده می‌شوند.

از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به:

• ضدسایش (AW)

• فشار شدید (EP)

• ضدخوردگی

• ضدزنگ

• آنتی‌اکسیدان

• چسبندگی‌دهنده

• مواد کاهش‌دهنده اصطکاک

اشاره کرد.

برای ماشین‌آلات راهسازی و معدنی، افزودنی‌های EP و AW اهمیت زیادی دارند؛ زیرا بسیاری از نقاط روانکاری تحت بارهای زیاد و ضربه‌ای قرار دارند.

انواع گریس بر اساس غلیظ‌کننده

گریس لیتیوم

گریس‌های لیتیومی از پرکاربردترین گریس‌های صنعتی هستند.

این گریس‌ها معمولاً تعادل مناسبی بین:

• پایداری مکانیکی

• مقاومت در برابر آب

• عملکرد دمایی

• قابلیت پمپاژ

دارند.

به همین دلیل در بسیاری از ماشین‌آلات صنعتی و متحرک استفاده می‌شوند.

گریس لیتیوم کمپلکس

Lithium Complex نسخه پیشرفته‌تری از گریس‌های لیتیومی است.

این گریس‌ها معمولاً نقطه قطره‌ای بالاتری نسبت به گریس‌های لیتیومی معمولی دارند و در دماهای بالاتر عملکرد بهتری ارائه می‌کنند.

کاربردهای رایج آن‌ها شامل:

• یاتاقان‌ها

• ماشین‌آلات سنگین

• تجهیزات صنعتی

• نقاط روانکاری با دمای بالا

است.

گریس کلسیم

گریس‌های پایه کلسیمی مقاومت خوبی در برابر آب دارند و برای برخی کاربردهای عمومی مناسب هستند.

اما مقاومت دمایی بسیاری از گریس‌های کلسیمی معمولی نسبت به گریس‌های لیتیوم کمپلکس کمتر است.

بنابراین انتخاب آن باید بر اساس شرایط کاری انجام شود.

گریس کلسیم کمپلکس

گریس‌های Calcium Complex معمولاً مقاومت بسیار خوبی در برابر آب و دمای بالا دارند.

به همین دلیل می‌توانند برای برخی تجهیزات سنگین و شرایط مرطوب مناسب باشند.

گریس آلومینیوم کمپلکس

این نوع گریس می‌تواند چسبندگی خوب و مقاومت مناسب در برابر آب داشته باشد.

در برخی کاربردهای صنعتی و تجهیزات خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گریس پلی‌یوریا

گریس‌های Polyurea معمولاً برای یاتاقان‌ها و کاربردهایی که به پایداری حرارتی و عمر طولانی نیاز دارند استفاده می‌شوند.

یکی از کاربردهای مهم آن‌ها در برخی موتورهای الکتریکی و یاتاقان‌های با سرعت بالا است.

گریس EP چیست؟

EP مخفف:

Extreme Pressure

به معنی فشار شدید است.

گریس EP دارای افزودنی‌هایی است که در شرایط بار زیاد از سطوح فلزی محافظت می‌کنند.

این ویژگی برای ماشین‌آلات راهسازی و معدنی بسیار مهم است.

برای مثال، نقاطی مانند:

• پین و بوش بیل مکانیکی

• مفصل‌های لودر

• اتصالات بوم

• نقاط تحت بار و ضربه

می‌توانند به گریس دارای ویژگی EP نیاز داشته باشند.

گریس AW چیست؟

AW مخفف Anti-Wear یا ضدسایش است.

افزودنی‌های AW برای کاهش سایش در شرایطی استفاده می‌شوند که تماس و بار مکانیکی بین سطوح وجود دارد.

البته EP و AW یکسان نیستند و عملکرد آن‌ها در شرایط مختلف متفاوت است.

NLGI چیست؟

یکی از مهم‌ترین مشخصات گریس، درجه NLGI است.

NLGI مخفف:

National Lubricating Grease Institute

است.

NLGI درجه سفتی یا قوام گریس را مشخص می‌کند.

درجه‌های رایج شامل:

NLGI 000، 00، 0، 1، 2، 3

هستند.

هرچه عدد NLGI بالاتر باشد، گریس معمولاً سفت‌تر است.

گریس NLGI 2 چیست؟

NLGI 2 یکی از رایج‌ترین درجات گریس است.

این گریس از نظر قوام در محدوده متوسط قرار دارد و در بسیاری از ماشین‌آلات صنعتی و متحرک استفاده می‌شود.

بسیاری از گریس‌های چندمنظوره ماشین‌آلات سنگین در گرید NLGI 2 تولید می‌شوند.

اما NLGI 2 به‌تنهایی مشخص نمی‌کند گریس برای چه کاری مناسب است.

برای مثال دو گریس NLGI 2 ممکن است از نظر:

• نوع غلیظ‌کننده

• روغن پایه

• افزودنی EP

• مقاومت در برابر آب

• دمای کاری

کاملاً متفاوت باشند.

تفاوت NLGI 00، 0، 1، 2 و 3

این جدول فقط یک راهنمای عمومی است و انتخاب واقعی باید طبق مشخصات تجهیز انجام شود.

استانداردهای مهم گریس

برای شناخت و مقایسه گریس‌ها استانداردهای مختلفی وجود دارد.

یکی از مهم‌ترین سیستم‌های طبقه‌بندی، ASTM است.

همچنین NLGI برای درجه قوام گریس استفاده می‌شود.

در اروپا نیز استاندارد DIN 51502 برای شناسایی و کدگذاری برخی گریس‌ها اهمیت دارد.

استانداردهای ISO 6743-9 نیز گریس‌های روانکار را طبقه‌بندی می‌کند.

DIN 51502 چیست؟

DIN 51502 یک سیستم شناسایی برای گریس‌های روانکار است.

در این سیستم، حروف و اعداد روی گریس اطلاعاتی درباره نوع گریس و محدوده کاربرد آن ارائه می‌کنند.

برای مثال ممکن است روی یک گریس عبارتی مانند:

KP2K-30

مشاهده شود.

این کد را نمی‌توان صرفاً یک نام تجاری دانست؛ هر بخش از آن اطلاعات فنی مشخصی درباره گریس ارائه می‌دهد.

معنی KP در استاندارد DIN

در کدهای DIN، حرف K به گریس‌هایی برای روانکاری عمومی اشاره دارد.

حرف P نشان‌دهنده وجود ویژگی‌های عملکردی اضافی مانند مواد افزودنی مناسب برای شرایط بار و فشار است.

بنابراین گریس KP معمولاً به گریس روانکار صنعتی با ویژگی‌های عملکردی بالاتر اشاره دارد.

عدد 2 در KP2K چه معنایی دارد؟

در کد:

KP2K

عدد 2 مربوط به درجه قوام NLGI است.

بنابراین:

KP2K

یعنی گریس در گروه KP قرار دارد و قوام آن NLGI 2 است.

حرف پایانی نیز بخشی از طبقه‌بندی دمایی و عملکرد گریس است.

برای تفسیر دقیق یک کد DIN باید کل کد بررسی شود.

گریس مناسب ماشین‌آلات راهسازی و معدنی

ماشین‌آلات راهسازی و معدنی معمولاً در شرایط سخت کار می‌کنند.

بنابراین گریس مورد استفاده باید بسته به محل مصرف ویژگی‌های مناسبی داشته باشد.

برای مثال در پین و بوش بیل مکانیکی معمولاً موارد زیر اهمیت دارند:

• تحمل بار بالا

• مقاومت در برابر ضربه

• چسبندگی مناسب

• مقاومت در برابر آب

• مقاومت در برابر شسته‌شدن

• حفاظت ضدسایش

در این شرایط، یک گریس چندمنظوره معمولی ممکن است عملکرد کافی نداشته باشد.

گریس مخصوص پین و بوش

پین و بوش در بیل‌های مکانیکی، لودرها و سایر ماشین‌آلات سنگین تحت بارهای بسیار بالا و حرکت‌های رفت‌وبرگشتی قرار دارند.

این شرایط با یک بلبرینگ پرسرعت تفاوت زیادی دارد.

برای این نقاط معمولاً گریسی با:

EP بالا + چسبندگی مناسب + مقاومت خوب در برابر آب و بار ضربه‌ای

مورد توجه قرار می‌گیرد.

آیا گریس EP برای همه قطعات مناسب است؟

خیر.

این تصور که هرچه EP بیشتر باشد، گریس بهتر است، اشتباه است.

گریس باید با نوع قطعه، سرعت، دما، بار و جنس فلزات سازگار باشد.

برخی افزودنی‌های EP ممکن است برای بعضی کاربردها یا فلزات خاص مناسب نباشند.

بنابراین انتخاب گریس باید بر اساس توصیه سازنده انجام شود.

آیا می‌توان دو گریس مختلف را با هم مخلوط کرد؟

اختلاط گریس‌ها بدون بررسی سازگاری توصیه نمی‌شود.

دو گریس ممکن است از نظر غلیظ‌کننده با یکدیگر سازگار نباشند.

برای مثال ترکیب برخی گریس‌های:

• لیتیوم

• پلی‌یوریا

• کلسیم

• آلومینیوم کمپلکس

می‌تواند باعث تغییر ساختار گریس و کاهش عملکرد آن شود.

اگر نوع گریس قبلی مشخص نیست، بهترین روش بررسی مشخصات فنی و در صورت نیاز پاک‌سازی مناسب سیستم قبل از تغییر گریس است.

گریس و روغن؛ کدام بهتر است؟

نمی‌توان گفت گریس همیشه بهتر از روغن است یا برعکس.

انتخاب به طراحی سیستم بستگی دارد.

روغن برای سیستم‌هایی که نیاز به گردش، خنک‌کاری و انتقال حرارت دارند مناسب‌تر است.

گریس برای نقاطی مناسب است که روغن نمی‌تواند به‌خوبی در محل باقی بماند.

در ماشین‌آلات سنگین، معمولاً هر دو مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برای مثال:

موتور و گیربکس → روغن

پین، بوش و برخی یاتاقان‌ها → گریس

البته نوع دقیق روانکار باید طبق مشخصات سازنده تعیین شود.

جمع‌بندی

گریس یک روانکار نیمه‌جامد است که از روغن پایه، غلیظ‌کننده و مواد افزودنی تشکیل می‌شود. انتخاب گریس مناسب تنها بر اساس رنگ یا نام تجاری انجام نمی‌شود و عواملی مانند نوع غلیظ‌کننده، ویسکوزیته روغن پایه، گرید NLGI، ویژگی EP و AW، مقاومت در برابر آب، دمای کاری و استاندارد مورد نیاز باید بررسی شوند.

در ماشین‌آلات راهسازی و معدنی، شرایط کاری معمولاً بسیار سخت‌تر از تجهیزات عادی است؛ بنابراین گریس باید بتواند در برابر بار بالا، ضربه، آب، گردوغبار و تغییرات دمایی مقاومت کند.

شناخت استانداردهایی مانند NLGI، DIN 51502 و ISO 6743-9 به انتخاب دقیق‌تر گریس کمک می‌کند. با این حال، مهم‌ترین معیار همیشه مشخصات فنی قطعه و توصیه سازنده ماشین‌آلات است.

به‌عبارت ساده، یک گریس خوب لزوماً گریسی با بالاترین NLGI یا بیشترین EP نیست؛ گریس مناسب، گریسی است که دقیقاً برای شرایط کاری همان قطعه طراحی شده باشد.