شناسایی مشکلات ناشی از عدم وجود سیلینگ ( آب بند) به منظور پیشگیری از خرابی مستمر بوش یاتاقان و شفت در نقاله های مارپیچی و ارائه راه کارهای مناسب

شناسایی مشکلات ناشی از عدم وجود سیلینگ ( آب بند) به منظور پیشگیری از خرابی مستمر بوش یاتاقان و شفت در نقاله های مارپیچی و ارائه راه کارهای مناسب

صابر انتظارمهدی
کارشناس مهندسی مکانیک با گرایش طراحی جامدات، شاغل در واحد مکانیک
شرکت سیمان سفید ارومیه

آزاد غفاری
کارشناس ارشد مهندسی مکانیک بیوسیستم با گرایش طراحی و ساخت، شاغل در واحد نوسازی
شرکت سیمان سفید ارومیه

چکیده
یاتاقان وسیله‌ای است که اجازه حرکت نسبی مشخصی را بین دو یا بیشتر از دو قطعه را می‌دهد که به طور نمونه به صورت چرخش یا حرکت خطی است. یاتاقان‌ها می‌توانند به صورت گسترده‌ای بر طبق حرکتی که مجازند داشته باشند یا براساس اصول کاریشان و همچنین جهت بارهای اعمالی که می‌توانند تحمل کنند، طبقه‌بندی شوند. اولین یاتاقان غلتکی اتاق‌دار عملی در اواسط دهه ۱۷۴۰ میلادی بوسیله جان هریسون که ساعت‌ساز بود ابداع شد. پژوهش حاضر در پاییز و زمستان سال ۱۳۹۶ و در شرکت سیمان سفید ارومیه صورت پذیرفت. در خصوص ایرادات وارد بر سیستم کنونی خاطرنشان می¬گردد که عدم وجود سیلینگ ( آب بند) جهت جلوگیری از ورود مواد به حد فاصل بوش و یاتاقان شفت اسکرو سبب سایش و ایجاد کلوخه در صورت عدم تزریق مستمر روانکار در محل بوش و شفت گردیده و با جذب رطوبت باعث خوردگی و فرسایش بیشتر در این ناحیه می گردد. لازم به ذکر است که علاوه بر از هزینه های مواد اولیه و نفر ساعت مورد نیاز جهت تعمیرات، توقفات غیر منتظره و خارج از pm از دیگر مشکلات و مضرات می باشد. اتلاف روانکار در صورت ایجاد لقی در یاتاقان نیز از دیگر موارد است. همچنین با شدت یافتن عبور مواد از محل بوش و شفت و افزایش میزان لقی شفت اسکرو، تنش در ناحیه ی یاتاقان های محرک و متحرک بیشتر شده در نتیجه سبب خوردگی ساچمه ها واز بین رفتن شانه بلبرینگ و نهایتا خرابی بلبرینگ و حتی یاتاقان می گردد که با احتساب هزینه تعمیر، نفر ساعت مورد نیاز و توقف فرآیند انتقال به نظر می رسد چاره اندیشی در این خصوص امری ضروری است. بدین منظور کاهش عیوب ناشی از روانکاری مستمر بوش و یاتاقان از یک درپوش فلزی دایره ای شکل از جنس ورق سیاه آهنی st37 استفاده گردید تا مواد منتقل شده از قسمت نقاله موجب خرابی بوش و یاتاقان نگردد. با نصب این قطعه، با کاهش چشمگیر خرابی بوش و یاتاقان، کاهش هزینه های ناشی از توقف و کاهش هزینه های ناشی از تعمیر و نگه داری خواهیم بود.
واژه های کلیدی: یاتاقان میانی، نقاله مارپیچی، کاور، روانکاری
۱- مقدمه
یاتاقان وسیله‌ای است که اجازه حرکت نسبی مشخصی را بین دو یا بیشتر از دو قطعه را می‌دهد که به طور نمونه به صورت چرخش یا حرکت خطی است. یاتاقان‌ها می‌توانند به صورت گسترده‌ای بر طبق حرکتی که مجازند داشته باشند یا براساس اصول کاریشان و همچنین جهت بارهای اعمالی که می‌توانند تحمل کنند، طبقه‌بندی شوند. یک نوع متقدم از یاتاقان‌های خطی از سه بدنه استفاده می‌کند که بر روی هم و در زیر قلم‌بند قرار دارند. گرچه هیچ مدرک قاطعی وجود ندارد اما این فناوری ممکن است به قدمت ساخت هرم گیزا باشد. یاتاقان‌های خطی مدرن از اصول مشابهی استفاده می‌کنند با این تفاوت که بعضی مواقع از ساچمه به جای غلتک استفاده می‌شود.
اجزای نخستین ساچمه‌های ساده و غلتکی، چوب بوده‌است اما سرامیک، یاقوت کبود و شیشه نیز کاربرد داشتند. آهن، برنز، بابیت و فولادهای دیگر، سرامیک‌ها و پلاستیک (برای مثال نایلون، پلی‌اکسی‌متیلن و تفلون) همگی امروز معمولند. یک ساعت جیبی مرصع برای کاهش اصطکاک از سنگ‌ها استفاده می‌کند و با این کار اجازه می‌دهد که زمان دقیق‌تر نگه داشته‌شود. حتی مواد قدیمی هم می‌توانند دوام خوبی داشته باشند. برای مثال، یاتاقان‌های چوبی امروزه هنوز هم می‌توانند در آسیاب‌های آبی قدیمی دیده بشوند که آب، سرد و روانکاری‌اش را تامین می‌کند.
یاتاقان‌های چرخشی برای بسیاری از کاربردها مورد نیازند، از کاربردهای سنگین در محور چرخ‌ها و شفت‌های ماشین گرفته تا قسمت‌های دقیق ساعت‌ها. ساده‌ترین یاتاقان چرخشی یاتاقان بوش است که فقط یک سیلندر است که بین چرخ و محورش وارد می‌شود، این ساختار بوسیله یاتاقان غلتشی ادامه پیدا کرد که در آن بوش بوسیله تعدادی غلتک سیلندری جایگزین شد. هر غلتک به عنوان یک چرخ جدا رفتار می‌کند.
اولین یاتاقان غلتکی اتاق‌دار عملی در اواسط دهه ۱۷۴۰ میلادی بوسیله جان هریسون که ساعت‌ساز بود ابداع شد. این وسیله از یاتاقان برای یک حرکت نوسانی بسیار محدود استفاده می‌کرد ولی او همچنین در همان زمان از یک یاتاقان مشابه در یک وسیله واقعاً دوار در یک ساعت معمولی نیز استفاده کرد.
یک مثال قدیمی از بلبرینگ چوبی که یک میز چرخنده را پشتیبانی می‌کرد، از کشتی رومی نمی در دریاچه نمی به جا مانده‌است. خرابی کشتی به ۴۰ قبل از میلاد برمی گردد. گفته می‌شود لئوناردو دا وینچی یک نوع یاتاقان ساچمه‌ای را در حدود سال ۱۵۰۰ شرح داده‌است. مسئله‌ای در ارتباط با بلبرینگ‌ها، مالش ساچمه‌ها در مقابل یک دیگر است که موجب اصطکاک مضاعف می‌شود. اما مالش می‌تواند بوسیله محبوس کردن ساچمه‌ها درون یک قفس جلوگیری شود. یاتاقان غلتشی اتاق‌دار در اصل بوسیله گالیله در دهه ۱۹۶۰ شرح داده شد. قرار دادن یاتاقان‌ها در یک ردیف تا سال‌های زیاد بعد از آن انجام نشد. اولین امتیاز حق ثبت کاسه ساچمه متعلق به فیلیپ وگان از کارمارتن در ۱۷۹۴ بود.
ایده فردریش فیشر در سال ۱۸۸۳ برای فرزکاری و سنگ زدن ساچمه‌ها در اندازه‌ها و گردی یکسان به کمک وسیله‌ای با ماشین تولید مناسب، اساس خلق یک صنعت مستقل بلبرینگ‌سازی را ایجاد داد.
یک حق امتیازی که به عنوان اولین حق امتیاز گزارش شده‌است، به یک تعمیرکار دوچرخه پاریسی در آگوست ۱۸۶۹ رسید. این یاتاقان‌ها سپس در دوچرخه‌ای که بوسیله جیمز مور در اولین دوره مسابقات جهانی دوچرخه‌سواری در جاده پاریس-روان در نوامبر ۱۸۶۹ به مقام قهرمانی رسید، گنجانده‌شد. طراحی مدرن یاتاقان خودتنظیم به اسون وینگوئیست از شرکت تولیدکننده بلبرینگ اس‌کی‌اف در سال ۱۹۰۷ مربوط می‌شد.
هنری تیمکن، یک رویاگرا و مبتکر در صنعت حمل و نقل در قرن ۱۹، امتیاز یاتاقان با غلتک مخروطی را در ۱۸۹۸ به ثبت رساند. سال بعد، او یک شرکت تأسیس کرد تا ابداعش را به تولید برساند. در طول یک سده، شرکت آنقدر رشد کرد که یاتاقان‌ها را از همه نوعی درست می‌کرد، به‌خصوص فولاد و ارائه محصولات و خدمات مربوطه‌اش.
اریش فرانکه در سال ۱۹۳۴ بلبرینگ کاسه سیمی را اختراع و به ثبت رساند. توجه او در طراحی یاتاقان بر کوچک بودن سطح مقطع تا حداقل مقدار ممکن بود که بتواند در یک طراحی بسته جمع بشود. بعد از جنگ جهانی دوم او به همراه گرهارد هیدریچ، شرکت فرانک و گرهارد را تأسیس کرد تا به تولید و بسط بلبرینگ کاسه سیمی سرعت ببخشد.
شرکت تیمکن، شرکت اس‌کی‌اف، گروه شافلر (خصوصی)، شرکت ان‌اس‌کی، و شرکت یاتاقان‌سازی ان‌تی‌ان در حال حاضر بزرگ‌ترین تولیدکنندگان یاتاقان در جهانند.
امروزه، یاتاقان‌ها در کاربردهای متنوعی به کار می‌روند. یاتاقان‌های فوق سریع در قطعات دستی دندانپزشکی به کار می‌رود، یاتاقان‌های هوافضایی در مریخ‌نورد به کار رفته‌اند و یاتاقان‌های خمشی در سیستم‌های همتراز نوری استفاده شده‌اند.
دلایل خرابی یاتاقان ها
۱- خرابی ناشی از جازدن
خرابی محلی در شیارهای یاتاقان ناشی ازعیب جازدن یاتاقان می باشد.این خرابی برای نمونه زمانی رخ می دهد که رینگ داخلی یاتاقان غلتشی استوانه ای به خوبی در رینگ خارجی آن جا زده نشود و یا نیروی جا زدن یاتاقان در وسط اجزای یاتاقان وارد شود. حوزه بار رینگ یاتاقان، ناشی از بارهای خارجی اعمال شده وشرایط گردش یاتاقان است که این حوزه با کدر شدن شیارهای یاتاقان مشخص میشود. شیارهای غیرعادی روی یاتاقان، ناشی ازپیشبار مخربی است که از جا زدن خیلی محکم یاتاقان ویا تنظیم غیر دقیق یاتاقان روی محور،می باشد.
۲- آلودگی
ذرات خارجی که روی سطح یاتاقان قرار می گیرند موجب خستگی زودرس در یاتاقان می شوند.ذرات خارجی که دارای خاصیت سایندگی هستند خرابی یاتاقان را تسریع می بخشند وباعث خشن شدن سطوح و کند شدن یاتاقان می شوند.سایش زیاد موجب لقی بیش از اندازه در یاتاقان می شود.
انواع آلودگی ها:
۱- قطعات آلوده
۲- گرد وخاک
۳- درز گیری ناکافی
۴- روانساز های آلوده
۵- خرده فلز های قطعات دیگر که همراه روانسازها به یاتاقان منتقل میشود.

۳- خوردگی
خوردگی در یاتاقان های غلتشی ممکن است به شکل های مختلف وبه دلایل گوناگون رخ دهد. خرابی ناشی از خوردگی با سر وصدای یاتاقان هنگام کارکردن آشکار می شود.زنگ زدگی حاصل از خوردگی توسط اجزای یاتاقان ساییده می شوند وباعث سایش سطح یاتاقان می شود.
عوامل خوردگی:
۱- آب بندی نا کافی در برابر رطوبت و بخار آب
۲- روانسازهایی که حاوی اسید می باشند
۴- محیط نامناسب انبار نگهداری یاتاقان ها
سایش ساچمه ها با شیار یاتاقان با خراش هایی در سطح غلتک یاتاقان ظاهر می شود. این خراش ها در مقایسه با دندانه شدن اجزای یاتاقان در اثر نصب نا مناسب دارای لبه های برآمده نیستند.
سایش میان ساچمه ها و شیار یاتاقان در اثر ارتعاشات در سطح هایی از یاتاقان که ساکن هستند باعث ساییدگی شدید می شوند.چنین خرابی در ماشین هایی که در حال سکون در معرض ارتعاشات هستند به وجود خواهد آمد که راه بر طرف کردن آن ایجاد لبه های مناسب در یاتاقان ویا استفاده از ابزار مناسبی برای محافظت یا تاقان در هنگام دوران می باشد.
خوردگی که سطح یاتاقان را از میان می برد در سطوحی رخ می دهد که انطباق آن ها با سایر اجزاء به صورت آزاد می باشد.حرکت های ریزی که در چنین سطوحی رخ می دهد باعث سایش زیادی می شود که حرکت یاتاقان را کند کرده وبه سطح محور آسیب می رساند. را ه حل بر طرف کردن این مشکل استفاده از انطباق محکم میان این سطوح می باشد.
۴- عبور جریان الکتریسیته
عبور مداوم جریان الکتریسیته از یاتاقان باعث ایجاد خراش های قهوه ای رنگ موازی با محور در تمام محیط غلتک و سایر اجزای غلتشی یاتاقان می شود.
۵-روانسازی ناقص
روانسازی ناقص در اثر تامین نا کافی روانساز ویا استفاده از روانسازهای نا مرغوب ایجاد می شود.
اگر لایه روغن کافی میان سطوح تامین نشود حرکت لغزشی وسایش به وجود خواهد آمد که علت تشکیل حفره های ریز و پوست پوست شدن سطح در غلتک های یاتاقان می باشد. در مواردی که عمل روانسازی بیش از اندازه انجام می شود ،روانساز به دلیل حرکات شدید یاتاقان گرم شده وخاصیت خود را از دست می دهند و باعث خرابی شدید در یاتاقان می شوند .باید از نگهداشتن روانسازها در یاتاقان به خصوص در سر عت های بالا پرهیزکرد.

علائم علت ها چند مثال:
۱٫ حرکت نا متعادل
۲٫ خراب شدن رینگ ها و ساچمه ها
۳٫ آلودگی
۴٫ لقی بیش از حد لنگ زدن چرخ در وسایل نقلیه
۵٫ افزایش ارتعاشات در فن ها
۶٫ ارتعاشات درمیل لنگ در موتور های احتراقی
۷٫ کاهش دقت
۸٫ سایش در اثر آلودگی یا روغنکاری نا کافی
۹٫ تکان های شدید آسیاب ها
۱۰٫ سر وصدا با فرکانس زیاد هنگام کار کردن لقی مجاز نا کافی
۱۱٫ سروصدا یاتاقان ها در گیر بکس موتورهای الکتریکی
۱۲٫ سر وصدا نا منظم لقی بیش از حد
۱۳٫ روغنکاری نا کافی
۱۴٫ تغییرات منظم در سر وصدا تغییر لقی به علت تغییر دما
۱۵٫ خرابی غلتک ها

عیب های یاتاقانها

۱- خراشهای بوجود آمده توسط ذرات خارجی
الف: خراشهای بوجود آمده در امتداد سطح داخلی یاتاقان
ب: پدید آمدن حفره های بر روی سطح داخلی یاتاقان
علل پیدایش
الف : آلودگی روغن
ب: تمیز نکردن دقیق قطعات موتور هنگام مونتاژ آن

۲- وارد شدن بار به لبه های یاتاقان
شکل ظاهری :
ایجاد شدن خراشهای شدید در یک طرف هر دو نیم یاتاقان
علل پیدایش
الف: مخروطی بودن محل تماس میل لنگ با یاتاقان متحرک
ب: مخروطی بودن نشیمن یاتاقان ثابت
ج: بزرگتر از حد معمول بودن شعاع گردی میل لنگ
د: خوب موازی نبودن صحیح میل لنگ
ه : کج بودن شاتون
۳- بوجود امدن خراشهای شدید در قسمت میانی و همچنین امکان ترک برداشتن لایه روئی یاتاقان
کنده و جمع شدن لایه روئی یاتاقان
شکل ظاهری :
الف: سائیدگی شدید موضعی در قسمت میانی یاتاقان بطوریکه وارد شدن بار بیش از حد مجاز بر یاتاقان به ترک برداشتن و ایجاد شکاف در لایه روئی یاتاقان می انجامد
ب: جابجایی موضعی فلز سطح روئی یاتاقان
علل پیدایش
الف : محدب بودن محل تماس میل لنگ با یاتاقان متحرک
ب: محدب بودن نشیمن یاتاقان ثابت

۴- ایجاد سائیدگی هایی به شکل نوار نازک در قسمت انتهایی یاتاقان
شکل ظاهری :
سائیدگی شدید به صورت اثری نازک در قسمت انتهایی یاتاقان بدین ترتیب که بین لبه یاتاقان و اثربوجود امده به علت سائیدگی اثری دیگر از منتبح از حرکت میل لنگ مشاهده نمی شود اثرهای بوجود امده به علت سائیدگی می توانند در یک انتهای یاتاقان ظاهر شوند
علل پیدایش
میل لنگهایی که ناصحیح صیقل داده شده اند

۵- جابجا شدن کپه شاتون
شکل ظاهری :
سائیدگی لایه روی یاتاقان بر اثر ایجاد اصطکاک شدید در اطراف سطح های بر روی هم افتاده دو نیم یاتاقان بطور قرینه
علل پیدایش
جابجا شدن کپه شاتون بر اثر اشتباه مونتاژ کردن انها

۶- زنگ زدگی
شکل ظاهری :
خورده شدن و از بین رفتن سطح روئی یاتاقان بصورت سوراخهای پراکنده و یا بطور کامل
علل پیدایش
الف : بکار بردن مواد اضافی در روغن که هماهنگی لازم را با نحوه عمل روغن ندارد
ب: آلوده شدن روغن توسط ورود احتمالی مواد قلیایی از طریق واشرها
ج: بموقع عوض نکردن روغن

۷- اشتباه قرار دادن یاتاقان در محل نشستن آن در رابطه با سوراخهای تامین کننده روغن

شکل ظاهری:
سائیده شدن و خوردگی شدید سطح داخلی یاتاقان بعلت نرسیدن روغن لازمه به آن

علل پیدایش
توجه نکردن و عدم دقت کافی در هنگام قرار دادن و مونتاژ کردن یاتاقانها

۸- اشتباه مونتاژ کردن در رابطه با میله کوتاه (خار) نگهدارنده یاتاقان

شکل ظاهری :
به علت بلندتر از حد معمول بود میله کوتاه (خار) نگهدارنده در محل جا افتادن این خار در پشت یاتاقان همین امر موجب اصطکاک زیاد و سائیدگی موضعی در همین قسمت سطح روئی یاتاقان می گردد

علل پیدایش
اشتباه مونتاژکردن و بلندتر از حد لازم بودن (خار)نگاه دارنده یاتاقان

خرابی های ناشی از گریس
خرابی هایی که در ارتباط با مسایل گریسکاری در یاتاقانها روی می دهد دلایل مختلفی دارد که در زیر به آنها پرداخته شده است.
– فقدان روانکاری: این حالت هنگامی رخ می دهد که یا حفره گریس در یاتاقان به طور صحیح با گریس پر نشده باشد, یا در زمان تعیین شده, یاتاقان گریسکاری نشود و یا روغن موجود در گریس به دلیل گرم شدن بیش از حد یاتاقان, تبخیر و خارج شود.
– ناسازگاری گریسها: تغلیظ کننده گریسها از ترکیبات مختلفی مانند لیتیم یا پلی اوره تشکیل شده اند. تمامی گریسها با یکدیگر سازگار نیستند و این نکته که در طول عمر یاتاقان, از همان گریس اولیه یا گریسهای سازگار با آن استفاده شود از اهمیت خاصی برخوردار است.
– گریس نامناسب: استفاده و بکارگیری گریس مناسب بسیار مهم است. در بعضی از شرایط و در بعضی از انواع یاتاقانها, گریسهای چندمنظوره کفایت می کند در حالیکه در مواردی, تنها گریسهای EP جوابگو هستند. انتخاب نادرست گریس در گریسکاری اول و یا گریسکاری مجدد, منجر به خرابی زودهنگام یاتاقان می شود.
– تحت فشار قرار گرفتن بیش از حد صفحات محافظ یاتاقان: در زمان ورود گریس به داخل حفره گریس, حجم گریس و فشار حفره افزایش می یابد. در صورتی که اگر در حین گریسکاری مجدد, گریس به سرعت اضافه شود, صفحات محافظ یاتاقانهای Single shielded یا Double shielded آسیب خواهند دید. هنگامی که موتور در سرویس قرار می گیرد, گریس به دلیل گرما منبسط می شود. اگر حفره گریس کاملاً پر باشد, انبساط گرمایی منجر به فشار مخرب بر روی صفحات محافظ یاتاقان می شود. در چنین حالتی, صفحات محافظ تحت فشار از جای خود خارج شده یا صفحه محافظ بیرونی تحت فشار گریس به محفظه یاتاقان فشرده می شود که در نهایت به خرابی یاتاقان منجر می شود.
اگر حفره گریس کاملاً پر باشد و در عین حال باز هم گریسکاری انجام شود, گریس اضافی به سمت فضای بین کلاهک یاتاقان و محور موتور حرکت کرده و در نهایت به درون موتور راه پیدا می کند. این پدیده باعث می شود تا گریس فضای انتهایی سیستم عایق را پر کرده و در نهایت منجر به خرابی عایق بندی و یاتاقان شود.
ساچمه های یک یاتاقان همانند پمپهای بسیار ریز گرانروی عمل کرده که بر روی حجم محدودی از فیلم روغن بین ساچمه ها و پوسته می چرخند.
هنگامی که گریس بیش از حد مورد نیاز باشد, توسط ساچمه ها به شدت به هم می خورد و در نتیجه موجب افزایش دمای عملیاتی و هدر رفتن انرژی شده و احتمال خرابی یاتاقان را افزایش می دهد.
مسئله ای که در ارتباط با الکتروموتورها وجود دارد, این است که مسیر خروج گریس اضافی از حفره یاتاقان محدود است.

خرابی مرتبط با روغن
خرابی یاتاقان (مرتبط با روغن) معمولاً ناشی از یکی از دو منبع فقدان روانکاری یا وجود آشغال در روغن است.
فقدان روغن یا قحطی روغن بدین معنا است که به اندازه کافی فیلم روغن بین یاتاقان و یاتاقان گرد میل لنگ ایجاد نمی شود. اگر موتور برای مدت طولانی کار کند و فیلم روغن به اندازه کافی در قسمت های موتور ایجاد نشود، خرابی به سرعت تا جایی پیشرفت می کند که ابتدا یاتاقان سیاه و لکه دار، سپس خش دار شده، و در نهایت می چسبد. اولین مرحله این نوع آسیب دیدگی سیاه و لکه دار شدن یاتاقان است. این مرحله جدا شدن لایه پوششی سرب- قلع را نشان خواهد داد(معمولاً در مرکز یاتاقان). در مرحله دوم آسیب دیدگی(خش دار شدن)، آلومینیوم موجود در مرکز یاتاقان جدا می شود. مراحل نهایی خرابی منجر به چسبیدن کامل یاتاقان می شود. در سه مرحله مذکور، یاتاقان گرد مقداری از مواد یاتاقان را از قسمت تاج آن جدا کرده و به طرف سطح خارجی همجوار هر یک از دو نیمه یاتاقان می برد. مقدار مواد جدا شده بستگی به اندازه شدت فقدان روانکاری دارد.
آلودگی روغن باعث سایش شده و منجر به خراشیدگی سطح خارجی یاتاقان می شود، و این وضعیت در نتیجه کم شدن مقداری از فیلم روغن نیز صورت می گیرد. زمانی که سطوح یاتاقان و یاتاقان گرد دچار سایش می شود، فاصله های مجاز افزایش پیدا کرده و ضخامت فیلم روغن تغییر می کند که منجر به تقویت و پشتیبانی نابرابر سطوح یاتاقان و یاتاقان گرد می شود. روغنی که بیش از اندازه آشغال گرفته می تواند حتی بعد از تعویض روغن باعث آسیب دیدگی قطعات بشود. برخی مواد ساینده قدیمی ممکن است در سطح یاتاقان ها باقی بمانند، که باعث می شوند یاتاقان های میل لنگ مانند سنگ سنباده (وسیله تیزکن) عمل کنند.
در بررسی یک دستگاه کمپرسی بسیار مستهلک، با اولین نمونه گیری، آلودگی شدید سوخت (۶/۶% گازوییل در روغن) در نتیجه کاهش چشمگیر ویسکوزیته بدون آثار فرسایش جدی، مشاهده شد. به فاصله دو هفته بعد موتور دستگاه یاتاقان زد. اینجا این پرسش مطرح است که چرا با داشتن یک نمونه، هیچگونه فرسایش غیرطبیعی عناصر دیده نشد؟
جواب آنست که ، معلوم است که فرسایش غیرنرمال یاتاقان میل لنگ، مدت ها قبل شروع شده و ما زمانی نمونه گیری کرده ایم که لایه بابیت و مس از سطح یاتاقان آرام آرام کنده شده و با تعویض های روغن از مجرا و مخزن کارتر روغن خارج شده و یاتاقان به لایه اصلی یعنی آهن رسیده است.
متأسفانه از آنجایی که مدت ها این مشکل ادامه داشته(کاهش ویسکوزیته و قحطی روغن) میل لنگ نیز آسیب جدی دیده به طوری که دیگر قابل استفاده نبوده است. در حالیکه اگر دستگاه زودتر تحت آنالیز روغن می بود، زودتر رسیدگی شده و نهایتاً با تعویض به موقع یاتاقان، میل لنگ صدمه نمی دید. البته اگر دستگاه باز نمی شد حتماً براثر فقدان روغنکاری و اصطکاک فوق العاده حرارت بالا رفته و با بار وارده برآن یاتاقان به میل لنگ چسبیده و موتور گریپاژ می کرد
بررسی علل خرابی یاتاقانهای لغزشی :

۱٫روغنکاری نامناسب :
این پدیده شامل کیفیت روانساز مورد استفاده و همچنین دفعات تعویض روغن میباشد.
۲٫ خنک کاری نا مناسب روانساز :
این پدیده در اثر اشکال در سیستم خنک کاری یا قصور اپراتور در باز کردن شیر مستقیم مایع خنک کننده قبل از راه اندازی پمپ بوجود می آید.
۳٫ عدم هم محوری:
چناچه پمپ جهت تعمییر یا نگهداری پیاده شود این اشکال بعد از سوار نمودن آشکار می شود عدم هم محوری می تواند در اثر ماندن آلودگی بین پایه یاتاقان و محفظه پمپ ویا با توجه به ناهمواریها در اثر ضربه یا سفت نمودن غیر یکسان مهره ها حاصل شود همچنین ممکن است در اثر بار های اضافی وارده بر یاتاقانها ،خم شدن محور یا برخورد فلزی بین قطعات ثابت وچرخیدن که غالبا منجر به سایش زیاد و گریپاژ می شود حاصل گردد. عدم هم محوری، از بیرون خود را توسط حرارت زیاد و محفظه یاتاقانآشکار می سازد.
۴٫ پیچهای شل:
منبع دیگر مشکلات که توسط یاتاقان بوجود می آید زمانی است که پیچهای نگهدارنده پایه یاتاقان بطور یکسان و کافی سفت نشده اند و یا در حین کار پمپ شل شده اند در این موارد ممکن است یاتاقان آنقدر از محور خود جابجا شود که تمام بار ها برروی رینگهای پروانه یا آب بند وارد شود.

۲- مواد و روش ها
پژوهش حاضر در پاییز و زمستان سال ۱۳۹۶ و در شرکت سیمان سفید ارومیه صورت پذیرفت. در خصوص ایرادات وارد بر سیستم کنونی خاطرنشان می گردد که عدم وجود سیلینگ ( آب بند) جهت جلوگیری از ورود مواد به حد فاصل بوش و یاتاقان شفت اسکرو سبب سایش و ایجاد کلوخه در صورت عدم تزریق مستمر روانکار در محل بوش و شفت گردیده و با جذب رطوبت باعث خوردگی و فرسایش بیشتر در این ناحیه می گردد. لازم به ذکر است که علاوه بر از هزینه های مواد اولیه و نفر ساعت مورد نیاز جهت تعمیرات، توقفات غیر منتظره و خارج از pm از دیگر مشکلات و مضرات می باشد. اتلاف روانکار در صورت ایجاد لقی در یاتاقان نیز از دیگر موارد است. همچنین با شدت یافتن عبور مواد از محل بوش و شفت و افزایش میزان لقی شفت اسکرو، تنش در ناحیه ی یاتاقان های محرک و متحرک بیشتر شده در نتیجه سبب خوردگی ساچمه ها واز بین رفتن شانه بلبرینگ و نهایتا خرابی بلبرینگ و حتی یاتاقان می گردد که با احتساب هزینه تعمیر، نفر ساعت مورد نیاز و توقف فرآیند انتقال به نظر می رسد چاره اندیشی در این خصوص امری ضروری است. در صورت ادامه روند سایش و عدم تشخیص و تعمیر به موقع، نامتعادلی اسکرو نیز امری بدیهست که نیاز به ترمیم پره های اسکرو را نیز سبب می شود.
ایجاد یک مانع در مقابل نفوذ هرچه بیشتر مواد به حد فاصل بوش و شفت اسکرو در محل یاتاقان مزایایی به شرح زیر دارد:
جلوگیری از سایش بوش یاتاقان و خوردگی در ناحیه ی انباشت مواد.
بهینه سازی روانکاری یاتاقان و در نتیجه افزایش دوره سرویس و بالتبع افزایش بهره وری.
کاهش هزینه های تعمیرات و انرژی و وقت مورد نیاز.
کاهش میزان مصرف روانکار و افزایش دوره روانکاری
جلوگیری از خرابی زودهنگام بلبرینگ و یاتاقان های شفت.
بالابردن سطح ایمنی پرسنل درگیر به صورت غیر مستقیم با کاهش تعداد بازدیدها و سرویس ها.
و بسیاری موارد دیگر که مستقیم و غیر مستقیم در ارتباط هستند و نیز مطالعاتی کارشناسانه می طلبند.
از منظر اقتصادی می بایست ابتدا ابعاد خرابی و موارد مطرح در تعمیر را در نظر گرفته سپس با بررسی هزینه های هر یک، بتوان برآورد هزینه نمود.
همانطور که در شکل (الف) مشاهده می شود بخش های مختلف و مهم یک نقاله ی مارپیچی نمایش داده شده است. با توجه به اینکه فاصله ا ی بین فلنج و یاتاقان میانی وجود دارد لذا به دلیل نبود یک حلقه و درپوش، مواد با گریس ترکیب شده و وارد یاتاقان میانی می گردد که موجب خوردگی و از بین رفتگی یاتاقان می شود شکل (ب) . چانچه برای نگه داری گریس به منظور روانکاری با ثبات و پایداری بیشتر و نیز پیشگیری از ورود مواد آغشته به گریس از یک حلقه ی دایره ای که کل شفت را فرا می گیرد و یک درپوش استفاده گردد عمر مفید یاتاقان میانی به صورت چشمگیری افزایش خواهد یافت.

شکل (الف): بخش های تشکیل دهنده ی یک نقاله ی مارپیچی

شکل (ب): محل نصب کاور

شکل (ب): آسیب دیدگی و خوردگی بوش یاتاقان میانی

۱-    نتایج و بحث

سایش یاتاقان میانی در نتیجه عدم وجود آب بند مناسب برای جلوگیری از نفوذ مواد علاوه بر ایجاد خرابی در خود یاتاقان میانی، در میان مدت سبب سایش پره های اسکرو در اثر برخورد با کاور اسکرو و نیز خرابی بلبرینگ ها در اثر تنش حاصله از لقی و نیز نامتعادلی اسکرو نیز می شود. همچنین  متریال و لوازم موردنیاز هزینه نیروی لازم جهت رفع خرابی و نیز ضرر ناشی از افزایش مدت زمان لازم جهت تعمیرات و در نتیجه کاهش بهره وری را نیز باید اظافه نمود. بنابراین با حساب سر انگشتی می توان دریافت ایجاد آب بند ساده ولی کارآمد طبق طراحی های صورت گرفته در این زمینه با هزینه ی نه چندان چشمگیر می توان بازدهی قابل قبول و فراتر از حد انتظار را داشت لذا با استفاده از این به اصطلاح افزونه در محل یاتاقان های میانی می توان چندین آیتم درگیر در پروسه را از خرابی نجات داد.

به منظور کاهش عیوب ناشی از روانکاری مستمر بوش و یاتاقان از یک درپوش فلزی دایره ای شکل از جنس ورق سیاه آهنی st37 استفاده گردید تا مواد منتقل شده از قسمت نقاله موجب خرابی بوش و یاتاقان نگردد. با نصب این قطعه، با کاهش چشمگیر خرابی بوش و یاتاقان، کاهش هزینه های ناشی از توقف و کاهش هزینه های ناشی از تعمیر و نگه داری خواهیم بود.

 

۲-    منابع و مرجع

 

۱٫      حشمتی، یاتاقان ها، دانشگاه یزد، دانشکده مهندسی مکانیک

۲٫      علی ذبیحی، بررسي اثر جرقه هاي الكتريكي و خرابي ياتاقانها در ماشينهاي الكتريكي،  دانشكده صنعت آب و برق (شهيد عباسپور)،‌گروه آموزشي مهندسي مكانيك نيروگاه تهران

 

۱- alger.P.L . and Samson ,H .W .,”shaft Currents in Electric Mechanic ,”Transaction A.I.E.E . Febrary 1924,Vol.43,pp.235-45.

۲- Wileok , D  .F. ,”Bearing Wear Caused by Electric Current”, Electrical Manufacturing, Feb .1949,pp.108-110

۳- Walp,H.O.”Intrpreting Service Damage in Rolling Type Bearings .”ASLE Publication, 1593,pp.20-22

۴- Kaufman .H.N. and Boyd.J .” The  conduction of Current in Bearing “.ASLE ,Tran , 1959,Vol 2,No 1.

۵- Walker, P,”Preventig Motor Shaft Current Bearing Failure” ,Plant Engg-100, Des.12,1991.

۶- Zabihi . A ,”Investigation of Electrical Electrical Efects in Roller Bearinges Through Condition  Monitoring Techniques” ,ICEAM-92. sharif Uni., 9-12 june 1992, Tehran ,Iran