درک سایش مکانیکی
تعریف: سایش مکانیکی چیست؟
سایش مکانیکی سایش عبارت است از حذف تدریجی مواد از سطوح جامد از طریق عمل مکانیکی، زمانی که سطوح تحت بار در حرکت نسبی هستند. در ماشین‌آلات دوار، سایش بر یاتاقان‌ها، چرخ‌دنده‌ها، آب‌بندها، کوپلینگ‌ها و هر قطعه‌ای که تماس لغزشی یا غلتشی دارد، تأثیر می‌گذارد. برخلاف خرابی‌های ناگهانی ناشی از خستگی یا شکستگی، سایش یک فرآیند تخریب تدریجی است که باعث افزایش فاصله بین قطعات، کاهش دقت ابعادی و تغییر ویژگی‌های سطح در طول زمان می‌شود.
درک مکانیسم‌های سایش برای قابلیت اطمینان ماشین‌آلات اساسی است زیرا سایش در تمام سیستم‌های مکانیکی با قطعات متحرک اجتناب‌ناپذیر است. اگرچه نمی‌توان آن را به طور کامل حذف کرد، اما طراحی، روانکاری، انتخاب مواد و شیوه‌های نگهداری مناسب می‌تواند نرخ سایش را به حداقل و عمر قطعات را به حداکثر برساند.
مکانیسم‌های سایش اولیه
۱. سایش ساینده
رایج‌ترین مکانیزم سایش در ماشین‌آلات صنعتی:
- سایش دو جسمی: ذرات سخت چسبیده به یک سطح، سطح مقابل را می‌تراشند (مانند سمباده)
- سایش سه‌گانه: ذرات سست بین سطوح به عنوان واسطه سنگ زنی عمل می کنند
- ظاهر: سطوح صاف و صیقلی با خراش‌های جهت‌دار
- نرخ: متناسب با سختی ذرات، بار، فاصله لغزش
- رایج در: بلبرینگ, چرخ دنده ها, ، آب‌بندهایی که در معرض آلودگی قرار دارند
۲. سایش چسبنده (زائده/خش‌دار شدن)
زمانی رخ می‌دهد که لایه روان‌کننده از بین برود:
- مکانیسم: تماس مستقیم فلز به فلز، جوش‌های میکروسکوپی ایجاد می‌کند
- روند: اتصالات جوش داده شده از هم جدا می‌شوند و مواد را بین سطوح منتقل می‌کنند.
- ظاهر: سطوح ناهموار و پاره شده؛ مواد آغشته یا منتقل شده
- پیشرفت: می‌تواند به سرعت پس از شروع تشدید شود (در موارد شدید فاجعه‌بار است)
- پیشگیری: روانکاری کافی، افزودنی‌های EP (فشار شدید)، عملیات سطحی
۳. سایش فرسایشی
حذف مواد توسط جریان سیال با ذرات معلق:
- علت: مایع یا گاز با سرعت بالا که ذرات ساینده را حمل می‌کند
- رایج در: پروانه‌های پمپ، نشیمنگاه شیرها، خمیدگی‌های لوله‌کشی
- ظاهر: سطوح فرسایش یافته هموار، اتلاف مواد در جهت جریان
- نرخ: متناسب با سرعت ذرات، سختی، غلظت
۴. سایش خورنده
حمله شیمیایی همراه با عمل مکانیکی:
- خوردگی، لایه اکسید یا ترکیبات دیگر را روی سطح تشکیل می‌دهد.
- عمل مکانیکی لایه را از بین می‌برد و فلز تازه را نمایان می‌کند
- خوردگی روی سطح تازه نمایان شده ادامه دارد
- اثر هم‌افزایی: نرخ سایش بالاتر از هر یک از مکانیسم‌ها به تنهایی
- رایج در محیط‌های شیمیایی تهاجمی
5. ساییدگی فرتینگ
در سطوح مشترک ظاهراً ثابت رخ می‌دهد:
- مکانیسم: حرکت نوسانی با دامنه کوچک (میکرومتر) بین سطوح فشرده شده به یکدیگر
- نتیجه: تشکیل ذرات اکسید، ایجاد حفره در سطح، و در نهایت شل شدن
- ظاهر: پودر قهوه‌ای مایل به قرمز (اکسید آهن) یا سیاه؛ ایجاد حفره در سطح
- مشترک در: اتصالات پرسی، اتصالات پیچی، اتصالات انقباضی که دچار لرزش می‌شوند
- پیشگیری: افزایش تداخل، کاهش ارتعاش، عملیات سطحی
۶. فرسایش کاویتاسیونی
- فروپاشی حباب بخار باعث ایجاد فشارهای موضعی شدید می‌شود
- مواد را از طریق بارگذاری شوک مکرر حذف می‌کند
- رایج در پروانه‌های پمپ و شیرآلات
- ظاهر متمایز و حفره‌دار
عوامل مؤثر بر نرخ سایش
شرایط عملیاتی
- بار: بارهای بالاتر، نرخ سایش را افزایش می‌دهند (اغلب رابطه خطی)
- Speed: مسافت لغزش در واحد زمان بر سایش تأثیر می‌گذارد
- دما: دماهای بالاتر اکثر مکانیسم‌های سایش را تسریع می‌کنند
- روغن کاری: روانکاری کافی به طور چشمگیری سایش را کاهش می‌دهد
خواص مواد
- سختی: مواد سخت‌تر در برابر سایش مقاومت بهتری دارند
- استحکام: در برابر سایش چسبنده و ضربه مقاوم است
- Compatibility: مواد غیرمشابه کمتر از مواد یکسان ساییده می‌شوند
- پرداخت سطح: سطوح صاف‌تر اغلب کندتر ساییده می‌شوند (اصطکاک کمتری دارند)
عوامل محیطی
- میزان آلودگی (گرد و غبار، ذرات معلق)
- رطوبت و عوامل خورنده
- افراط دما
- وجود مواد فرآیندی ساینده یا خورنده
تشخیص سایش
نظارت بر ارتعاش
- افزایش تدریجی: به طور کلی لرزش سطح آن به آرامی در طول ماه‌ها/سال‌ها افزایش می‌یابد
- محتوای فرکانس بالا: افزایش ارتعاش پهنای باند ناشی از زبری سطح
- اثرات ترخیص کالا: چندگانه هارمونیک ها از افزایش بازی
- مختص به هر قطعه: فرکانس‌های یاتاقان برای سایش بلبرینگ؛; فرکانس مش دنده برای سایش دنده
آنالیز روغن
- شمارش ذرات: افزایش غلظت ذرات نشان دهنده سایش فعال است
- آنالیز طیف‌سنجی: ترکیب عنصری، منابع سایش (آهن از چرخ‌دنده‌ها، مس از یاتاقان‌ها و غیره) را شناسایی می‌کند.
- فروگرافی: ریخت‌شناسی ذرات، انواع سایش (برش، سایش، خستگی) را از هم متمایز می‌کند.
- پرطرفدار: نرخ افزایش، شدت سایش را نشان می‌دهد
اندازه‌گیری ابعادی
- اندازه‌گیری‌های لقی (لقی یاتاقان، لقی چرخ‌دنده)
- اندازه‌گیری قطر شفت در محل یاتاقان‌ها
- اندازه‌گیری ضخامت دندانه چرخ‌دنده
- با ابعاد و محدودیت‌های سایش جدید مقایسه کنید
نظارت بر دما
- افزایش اصطکاک ناشی از سایش، دما را افزایش می‌دهد
- روند دمای یاتاقان یا چرخ دنده
- تغییرات ناگهانی نشان دهنده گذار به سایش شدید است
پیشگیری و کنترل
روانکاری
- موثرترین روش پیشگیری از سایش
- سطوح را با فیلم روان کننده جدا کنید
- از ویسکوزیته صحیح برای شرایط استفاده کنید
- حفظ نظافت
- تعویض منظم روان کننده
کنترل آلودگی
- آب‌بندی مؤثر برای جلوگیری از ورود ذرات ساینده
- فیلتراسیون در سیستم‌های روانکاری گردشی
- شیوه‌های مونتاژ و نگهداری تمیز
- حفاظت از محیط زیست (محوطه‌ها، پوشش‌ها)
انتخاب مواد
- استفاده از مواد مقاوم در برابر سایش برای کاربردهای با سایش بالا
- عملیات سطحی (سخت‌کاری، پوشش‌دهی، نیتریده کردن)
- سازگاری مواد (از مواد یکسان در تماس کشویی خودداری کنید)
- سطوح سایش فداشونده که به راحتی قابل تعویض هستند
بهینه‌سازی طراحی
- فشارهای تماسی را از طریق مساحت کافی به حداقل برسانید
- کاهش لغزش (در صورت امکان از تماس غلتشی استفاده کنید)
- بهینه سازی پرداخت سطح
- روانکاری کافی را برای سطوح سایش فراهم کنید
سایش مکانیکی در تمام ماشین‌آلات دارای قطعات متحرک اجتناب‌ناپذیر است، اما می‌توان میزان آن را از طریق روانکاری مناسب، کنترل آلودگی، مواد مناسب و طراحی خوب کنترل کرد. نظارت بر پیشرفت سایش از طریق تجزیه و تحلیل ارتعاش، تجزیه و تحلیل روغن و اندازه‌گیری‌های ابعادی، استراتژی‌های تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده را امکان‌پذیر می‌کند که اجزای فرسوده را قبل از خرابی جایگزین می‌کنند و هم قابلیت اطمینان تجهیزات و هم هزینه‌های تعمیر و نگهداری را بهینه می‌کنند.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 