כלי הנדסי חינמי
מחשבון צמיגות שמן-טמפרטורה
חשבו צמיגות קינמטית בכל טמפרטורה באמצעות משוואת Walther (ASTM D341). מדד צמיגות (Viscosity Index) לפי ASTM D2270. טווח הפעלה אופטימלי.
מחשבון זה פותח ואומת על ידי צוות ההנדסה של Vibromera, יצרנית מכשירי האיזון הניידים Balanset.
תוצאות צמיגות
משוואת Walther (ASTM D341)
כאשר ν היא הצמיגות הקינמטית ב-mm²/s (cSt), T היא הטמפרטורה המוחלטת (K), ו-A ו-B הם קבועים שנקבעו משתי נקודות ייחוס.
מדד צמיגות (ASTM D2270)
VI משווה את התנהגות הצמיגות-טמפרטורה של השמן לשני שמני ייחוס: L (VI=0, נפטני) ו-H (VI=100, פרפני). VI גבוה יותר = שינוי צמיגות קטן יותר עם הטמפרטורה.
דוגמה מעשית
נתון: ν₄₀=68 cSt, ν₁₀₀=8.7 cSt
Walther: A=9.3097, B=3.6244
ב-80°C (353.15 K): log log(ν+0.7)=9.3097−3.6244×log(353.15)=9.3097−9.2348=0.0749
ν = 10^(10^(0.0749))−0.7 = 14.7 cSt
VI ≈ 98 (שמן מינרלי טיפוסי)
טבלת ייחוס ISO VG
| ISO VG | ν ב-40°C (cSt) | ν ב-100°C (cSt) | יישום אופייני |
|---|---|---|---|
| VG 10 | 10 | 2.6 | שמני ציר, הידראוליקה |
| VG 22 | 22 | 4.4 | מערכות הידראוליות |
| VG 32 | 32 | 5.4 | הידראוליקה, מיסבים קלים |
| VG 46 | 46 | 6.8 | הידראוליקה, מיסבים כלליים |
| VG 68 | 68 | 8.7 | הידראולי כבד, הילוכים קלים |
| VG 100 | 100 | 11.4 | מערכות סירקולציה, הילוכים קלים |
| VG 150 | 150 | 15 | גלגלי שיניים, מיסבים |
| VG 220 | 220 | 19 | גלגלי שיניים תעשייתיים |
| VG 320 | 320 | 24.5 | הילוכים כבדים, תמסורות חלזוניות |
| VG 460 | 460 | 31 | הילוכים עמוסים בכבדות |
| VG 680 | 680 | 40 | גלגלי שיניים כבדים מאוד |
| VG 1000 | 1000 | 52 | הילוכים פתוחים |
| VG 1500 | 1500 | 68 | גלגלי שיניים פתוחים, חבלי תיל |
💡 טווח אופטימלי: רוב המיסבים והגלגלי השיניים פועלים בצורה הטובה ביותר בטווח צמיגות של 13–100 cSt. מתחת ל-13 cSt קיים סיכון לשימון גבולי; מעל 100 cSt קיים ערבוב יתר של השמן.
משוואת Walther (ASTM D341): log log(ν+0.7) = A − B × log(T). היא מפיקה קו ישר על נייר התרשים של ASTM לצמיגות כפונקציה של טמפרטורה.
מדויקת מאוד עבור שמני מינרל בטווח של −20°C עד 150°C. פחות מדויקת עבור שמנים סינתטיים עתירי תוספים, וכן קרוב לנקודת הנזילה או קרוב לנקודת ההבזקה.
VI מציין עד כמה הצמיגות משתנה עם הטמפרטורה. ערך גבוה יותר = יציבות רבה יותר.
- VI < 80: נמוך (בסיס נפתני)
- VI 80–100: שמן מינרלי רגיל
- VI 100–120: טוב (HVI או חצי-סינתטי)
- VI 120–160: טוב מאוד (סינתטי PAO)
- VI > 160: מצוין (רב-דרגתי, משופר VI)
ברוב המסבים וממסרות ההילוכים: 13–100 cSt בטמפרטורת העבודה.
- מתחת ל-13 cSt: סיכון לשימון גבולי, שחיקה מוגברת
- 13–30 cSt: מסבים הידרודינמיים, ממסרות מהירות
- 30–100 cSt: ממסרות ומסבים תעשייתיים כלליים
- מעל 100 cSt: עלולים להיגרם הפסדי ערבול ומומנט התנעה גבוה
צמיגות קינמטית: 1 cSt = 1 mm²/s בדיוק.
צמיגות דינמית: η = ν × ρ. יחידות: mPa·s = cSt × g/cm³. עבור שמן טיפוסי ב-15°C: ρ ≈ 0.87 g/cm³, ולכן 100 cSt = 87 mPa·s.
SUS (Saybolt): בקירוב SUS ≈ 4.6 × cSt (עבור cSt > 50).
נקודת הנזילה היא הטמפרטורה הנמוכה ביותר שבה השמן עדיין זורם. מתחת לנקודת הנזילה, התגבשות שעווה הופכת את השמן סמיך מכדי לשאיבה. היא חשובה בתנאי התנעה בקור, בציוד חיצוני וביישומים ארקטיים.
שמנים מינרליים: בדרך כלל −15 עד −30°C. שמנים סינתטיים PAO: −40 עד −60°C.
ההליכים המתוארים בעמוד זה פותחו ונבדקו בשטח על ידי צוות Vibromera באמצעות ה-Balanset-1A, מאזן דו-ערוצי נייד ומנתח רטט לאיזון רוטורים באתר העבודה.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko הוא מהנדס ניתוח רעידות, ומייסד ומנכ״ל Vibromera. יותר מ-15 שנה הוא מאזן ציוד מסתובב בשטח ולא על שולחן בדיקה: מגרסות ענפים, מאווררים תעשייתיים, מגרסות, צנטריפוגות, פירים וצירים. מתוך העבודה הזו צמחו מכשירי Balanset — הם תוכננו ככלי שמומחה יכול לשאת אל המכונה ולהפעיל לבדו, במקום, ולא כציוד מעבדה. Vibromera נוסדה ב-2017 ומאז 2023 מקום מושבה בפורטו, פורטוגל. הפיתוח, ההרכבה והתמיכה של קו Balanset מתבצעים כולם כאן. המכשיר המוביל הוא Balanset-1A, מכשיר ניתוח נייד לאיזון במישור אחד ובשני מישורים ולאבחון רעידות. Nikolai מעורב אישית בתמיכת הלקוחות, בטיפול במקרי איזון מורכבים ובפיתוח התוכנה. הוא עובד עם לקוחות ברחבי העולם, בכל שפה.
