up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله سايش PDF
QR code - سايش

سايش

سايش و اثرات آن

تريبولوژي، تکنولوژي وعلمي است که در خصوص سطوح در حال حرکت، کنش و واکنش هاي آن بحث مي کند. مجموعه اي از علوم شامل رياضي، فيزيک، مکانيک جامدات، مکانيک سيالات، شيمي آلي و علم مواد در توسعه و گسترش تريبولوژي نقش دارند و همين امر گستردگي اين دانش را نشان مي دهد.
سايش، اصطکاک و روانکاري به طور مستقيم با تريبولوژي در ارتباط هستند و بحث سايش و اصطکاک تقريباً در همه جا قابل رويت مي باشد که تعدادي از آنها را به شرح زير مي توان خلاصه کرد:
- لاستيک اتومبيل و سطح جاده در حالي که اصطکاک بالا مورد نياز است.
- ياتاقان ها در حالي که اصطکاک و سايش کم مدنظر مي باشد.
- ترمز و ديسک ترمز در حالي که اصطکاک کنترل شده مدنظر است
در عين حال اين نکته مشخص است که هدف از طرح مباحث تريبولوژيک، کنترل اصطکاک و سايش و تبعات جانبي آن مي باشد. تحقيقات انجام شده در کشورهاي صنعتي، صرف هزينه اي بالغ بر۵ تا۱۰ درصد از توليد ناخالص ملي در برخورد با مساله سايش و اصطکاک را نشان مي دهد.
در اينجا براي نشان دادن اهميت موضوع ذکر توليد ناخالص ملي چند کشور حائز اهميت مي باشد.
ايالات متحده امريکا۱۱۰۰۰ ميليارد دلار
ژاپن۴۸۰۰ ميليارد دلار
انگليس۱۲۰۰ ميليارد دلار
ايران۱۱۰ ميليارد دلار
● ايده ال اما دست نيافتني
کاهش هزينه ها در صنعت همواره از اهم موضوعات مورد نظر مهندسين بوده است. اگر چه کاهش تبعات ناشي از سايش و اصطکاک مشغوليت هاي فراواني را براي طراحان و دست اندرکاران امور بهره برداري ماشين آلات داشته است، ليکن بايد پذيرفت که کاهش سايش و اصطکاک به صفر، امري ايده ال اما دست نيافتني است.
بر اساس تجربيات با اعمال روش هاي صحيح و ملحوظ کردن نکات لازم در زمينه کنترل سايش و اصطکاک، پتانسيل کاهش يک درصد از هزينه هاي مستقيم سايش وجود دارد.
تفکيک ميزان صرفه جويي هاي به عمل آمده ناشي از اعمال برنامه صحيح کنترل سايش در تعدادي از کشورهاي صنعتي به شرح زير مي باشد.
۱) کاهش در مصرف انرژي ناشي از کم کردن اصطکاک:۵ درصد
۲) کاهش در هزينه هاي نيروي انساني:۲ درصد
۳) کاهش در هزينه هاي روانکار:۲ درصد
۴) کاهش در هزينه هاي تعمير و نگهداري و جايگزين قطعات:۴۵درصد
۵) کاهش در هزينه هاي ناشي از توقف دستگاه ها و ماشين آلات:۲۲ درصد
۶) صرفه جويي ناشي از افزايش راندمان:۴درصد
۷) صرفه جويي در سرمايه گذاري به دليل افزايش طول عمر ماشين آلات:۲ درصد
براي نشان دادن اثرات بهينه کردن روند مربوط به کنترل سايش و اصطکاک نمودار ذيل مفيد مي باشد.
● کاهش يا افزايش سايش
همان طور که گفته شد در شرايط متعارف، سايش معمولي و متناسب، امري اجتناب ناپذير است و اين امر نيز روشن است که سايش غير معمول و زياد از حد، متضاد با کارکرد صحيح ماشين آلات مي باشد. ماشين آلات صنعتي به طور متوسط داراي زمان متوسط بين تعميرات (MTBF) حدود۴۰ هزار ساعت مي باشد. بدين لحاظ کاهش يا افزايش سايش از مقادير متوسط و معمول، به طور مستقيم به اين زمان و طول عمر ماشين آلات تاثير مي گذارد.
سايش کنترل شده نشان دهنده وجود ذرات کمتر از۵ ميکرون در شرايط کاري مي باشد بيشتر اين ذرات از جنس اکسيد فلزات تشکيل دهنده سطوح مي باشد. در عين حال سايش بيش از حد مويد افزايش غلظت ذرات بزرگتر از۵ ميکرون مي باشد.
در مجموع۷ نوع سايش و صدمات ناشي از آن وجود دارد که به طور مختصر عبارتند از:
۱) abrasion
۲) adhesion
۳) fatigue
۴) corrosion
۵) cavitation
۶) erosion
۷) fretting
از ميان موارد ياد شده، چهار نوع اول، سايش اساسي تر و جدي تر هستند و سهم به مراتب بيشتري در صدمات وارده به ماشين آلات دارند.
ساييدگي يا abrasion ؛ شايع ترين نوع سايش است که به شدت بر طول عمر ماشين آلات اثر مي گذارد. وجود آلاينده ها مهم ترين دليل ايجاد اين نوع سايش است. فيلتراسيون و روش هاي جلوگيري از ورود آلاينده ها بالاخص گرد و غبار اتمسفر که حاوي مقادير متنابهي سيليس است از اصلي ترين روش هاي کنترل اين نوع سايش مي باشد.
لازم به ذکر است که اثر آلاينده سيليس با توجه به منحني آن بر روي فلزاتي مثل آهن مانند اثر يک چاقو بر کره مي باشد.
از اين رو از آنجا که اين نوع سايش، ناشي از انتقال ذرات سخت برروي سطوح فلزي مي باشد، جلوگيري از ورود اين ذرات عامل اساسي و مهم در اين خصوص مي باشد.
مثال روشن در اين خصوص، افزايش عمر سرويس موتورخودروهاي امروزي است که به حدود۴۰۰ هزار کيلومتر نسبت به خودروهاي دهه۷۰ که برابر با۱۵۰ هزار کيلومتر بود، از طريق بهبود راندمان فيلتراسيون بالاخص فيلترهاي هوا مي باشد.
● عوامل سايش
سه عامل اساسي براي سايش عبارت است از:
۱) سختي ذرات آلاينده: چنانچه ذرات موجود در سيستم سخت تر از سطوح ياتاقان ها و قطعات تحت بار باشد سايش داراي پتانسيل بالايي مي باشد.
۲) اندازه ذرات: چنانچه اندازه ذرات بزرگتراز لقي بين سطوح متحرک و يا ضخامت فيلم روغن باشد احتمال تشديد پديده سايش وجود دارد. براي پي بردن به نقش اندازه ذرات، توجه به ضخامت فيلم روغن در يک روانکاري هيدروديناميک و به طور اخص در بال برينگ ها که حدود۵ ميکرون است، ضروري مي باشد.
۳) تعداد ذرات: تعداد ذرات موجود در سيستم يا به عبارتي غلظت آلاينده ها داراي اثرات مهمي در پديده سايش هستند و ليکن نسبت آن مستقيم نيست. به طور مثال افزايش۱۰ برابر تعداد ذرات ممکن است باعث۵۰ برابر شدن شدت سايش شود.
با توجه به اينکه وجود ذرات آلاينده، عمده ترين دليل سايش است، مهم ترين عامل در کنترل اين نوع سايش، کنترل سطح ذرات ساينده از لحاظ تعداد و اندازه ذرات خواهد بود. اهم اقدامات لازم براي نيل به اين هدف عبارتند از:
۱) تعيين سطوح آلاينده ها و ذرات ساينده براي هر سيستم از لحاظ تعداد و اندازه ذرات
۲) شمارش تعداد و اندازه ذرات به صورت برنامه ريزي شده
۳) استفاده از فيلترهاي با کيفيت بالا
۴) نگهداري و حمل و نقل صحيح روانکارها
۵) استفاده از روش هاي تعميرات پيشگيرانه
۶) آموزش پرسنل
● روانکاري ناکافي
نوع ديگر سايش Adhesion Wear يا سايش ناشي از روانکاري ناکافي مي باشد، اين نوع سايش هنگامي اتفاق مي افتد که بار وارده بين سطوح به طور مستقيم از يک سطح فلزي به سطح ديگر منتقل شود.
عمده دليل اين نوع سايش، عدم مقاومت کافي فيلم است. در نتيجه اين نوع سايش، سطوح درگير با هم، در اثر جوش خوردگي هاي موضعي و تشکيل پيوندهاي مقطعي، ناهموار مي گردند.
از مشخصه هاي اصلي اين نوع سايش وجود ذرات فلزي ناشي از سايش و ايجاد درجه حرارت بالا مي باشد.
دلايل اصلي اين نوع سايش عبارتند از:
۱) ويسکوزيته کم فيلم روانکار که مي تواند ناشي از انتخاب اشتباه، درجه حرارت بالا و يا آلودگي سيال روانکار باشد.
۲) مقدار زياد بار
۳) سرعت نسبي کم سطوح در حال حرکت
انواع ديگر سايش که در اين مقاله به آن اشاره شده است در مرتبه اهميت کمتري نسبت به نوع سايش ذکر شده قرار دارد و به طور کلي مي توان گفت که بيش از۹۰ درصد از خسارات ناشي از سايش موارد ياد شده را در برمي گيرد.

فرسايش عبارت از جابجايي خرده هاي سنگي و خاک توسط باد،رودخانه و يخ مي باشد.مواد فرسايش يافته وارد درياها گرديده و به صورت رسوباتي از گراول (Gravel) ، م ...

هنگامي که مساحت زمين تحت آيش تابستانه(بهاره) در آمريکا در طول سه دهه ي گذشته کاهش پيدا کرد، تناوب گندم-آيش زمستانه(پاييزه)، سيستم مسلط و عمده ي کاشت د ...

هدر رفتن مايعي آب از خاک به دو صورت کلي انجام ميشود: نفوذ نزولي آب در داخل خاک که از طريق آن آب زايد لايههاي سطحي خاک دفع ميگردد. هرزروي آب که در سطح ...

فرسايش خاک يکي از مشکلاتي که بشر از آغاز زراعت بر روي زمين با آن مواجه بوده، فرسايش سريع خاکها مي باشد. فرسايش خاک هنوز هم در آمريکا و بسياري از مناطق ...

هدف از بسته بندي کردن اين است که هم زمان نگهداري آنها افزايش يابد و هم به طور کلي از خطر عوامل فساد دروني و بيروني و اکسايش حفظ شود. همچنين حمل و نقل ...

آب بندي در توربو ماشينها در فصل مشترک قطعات ثابت و متحرک به منظور کنترل جريانات نشتي و خنک کننده لازم و ضروري است. کنترل لقي موجود در بين قطعات متحرک ...

الياف کربن بخاطر داشتن خصوصياتي چون مقاومت زياد، وزن کم و مقاومت در برابر خوردگي و حرارت، مادة بسيار مناسبي جهت تقويت ديگر مواد به حساب مي­آيد. متن زي ...

وجود يک سيستم مناسب براي تعمير و نگهداري دستگاهها، عامل بسيار موثري در عملکرد مناسب سيستم و کاهش هزينه هاي تعمير و نگهداري است. تعميرات مبتني بر وضعيت ...

دانلود نسخه PDF - سايش