Τα βιομηχανικά λιπαντικά είναι λάδια, γράσα και άλλες ενώσεις, που μειώνουν την τριβή, τη φθορά και προλαμβάνουν την υγρασία. Η πρωταρχική τους λειτουργία είναι να καλύπτουν τις επιφάνειες με ένα προστατευτικό φιλμ. Εναλλακτικά χρησιμοποιούνται για να ρυθμίζουν τη θερμοκρασία ή να απομακρύνουν μικροσωματίδια.
Τα ιδανικά λιπαντικά αποτρέπουν την επαφή των κινούμενων μερών μειώνοντας κάθε ίχνος τριβής, που διαφορετικά θα επιβράδυνε την κίνηση και θα προξενούσε φθορά.
Οι 4 τύποι πίεσης και τα κατάλληλα λιπαντικά
Η πυκνότητα ενός λιπαντικού εξαρτάται από αυτό που ονομάζουμε ιξώδες. Υπάρχουν 4 διαφορετικές λειτουργίες των λιπαντικών, που ορίζονται από την πυκνότητα του υγρού ως εξής:
- Υδροδυναμικό (Hydrodynamic): Υπάρχει όταν το λιπαντικό εξαλείφει την πίεση από κάθε επαφή των κινούμενων μερών. Η συγκεκριμένη λειτουργία (υδροδυναμική) υφίσταται, όταν η επιφάνεια της κίνησης και το ιξώδες του υγρού δημιουργούν αρκετή πίεση, ώστε να προκαλέσουν υδροδυναμική ανύψωση.
- Ελαστοϋδροδυναμική (Elastohydrodynamic): Αυτή η λειτουργία συμβαίνει, όταν υπάρχει υψηλό φορτίο πίεσης ή όταν η επαφή μεταξύ των επιφανειών δεν είναι συμβατή. Αυτό προκαλεί τοπική επιβάρυνση με τριβή προκαλώντας φθορά στο σημείο. Η υπερβολική πίεση επηρεάζει το ιξώδες του λιπαντικού. Η αλλαγή στο ιξώδες επιτρέπει στο λιπαντικό να «αντέξει» τον φόρτο της πίεσης, λιπαίνοντας αποτελεσματικά τα σημεία επαφής.
- Ανάμεικτη (Mixed): Επιτρέπει τον ανεπαρκή διαχωρισμό επιφανειών επιτρέποντας τη μερική τριβή. Όπως υπονοεί και το όνομα, το υγρό λειτουργεί μεν ενεργά λιπαίνοντας της επιφάνειες, όπως θα έκαναν τα λιπαντικά αυτοκινήτων, αλλά ταυτόχρονα οι ανομοιομορφίες στις εφαπτόμενες επιφάνειες δημιουργούν αυτό που λέγεται micro-elastohydrodynamic λίπανση.
- Περιορισμένη (Boundary): Επιτρέπει στην οξύτητα να στηρίζει τον φόρτο της πίεσης, καθώς η τραχύτητα των επιφανειών υπερβαίνει το ιξώδες του λιπαντικού. Σε αυτές τις συνθήκες το λιπαντικό δε λειτουργεί για τη μείωση της τριβής. Για να λιπανθούν αποτελεσματικά επιφάνειες, που υφίστανται αυτού του τύπου την πίεση χρησιμοποιούνται τα εξής λιπαντικά: με πρόσθετα υπερβολικής πίεσης (EP additives) ή στερεά λιπαντικά.
Κριτήρια επιλογής των λιπαντικών
Τα βιομηχανικά λιπαντικά είναι διαθέσιμα σε διάφορες μορφές, συνθέσεις, ιξώδη και μπορεί ακόμη να διαφέρουν ανάλογα με τη χρήση για την οποία προορίζονται. Υπάρχουν τα υψηλού ή χαμηλού ιξώδους, τα γράσα και τα στερεά λιπαντικά. Ας δούμε καθένα ξεχωριστά.
Στερεά ή ξηρού film λιπαντικά: Διασπείρουν μια επίστρωση που προλαμβάνει την υγρασία και μειώνει την τριβή. Μπορεί να περιέχουν πρόσθετα κατά τς φθοράς και χρησιμοποιούνται σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό συμβαίνει, γιατί σε τέτοιες περιπτώσεις η υπόσταση των υγρών χαλάει.
Γράσα: Είναι παχύρευστα συνδυάζοντας υφή στρερού και υγρού λιπαντικού. Χάρη σε αυτή τη σύνθεση διασπείρουν έναν πυκνωτικό παράγοντα στα κινούμενα μέρη. Αυτό λειτουργεί σαν ένα καλούπι, που συγκρατεί το λιπαντικό στη θέση του, ενώ παρέχει και προστασία. Το λιπαντικό βάσης σε αυτές τις περιπτώσεις λειτουργεί ως ενεργός παράγοντας λίπανσης.
Χαμηλού ιξώδους λάδια αυτοκινήτου: Προσφέρουν χαμηλή αντίσταση στην κίνηση. Η μειωμένη πίεση οδηγεί και σε μειωμένη τριβή. Οι δυνατότητες ανοχής του φόρτου πίεσης είναι χαμηλές, το ίδιο και η ρευστότητα του υγρού. Μπορεί να περιέχουν πρόσθετα, που θα αποτρέψουν την αποτυχία λίπανσης σε χαμηλές ταχύτητες ή σε περιόδους υψηλής πίεσης.
Υψηλού ιξώδους λάδια: Αντέχουν σε υψηλότερη πίεση και ευνοούν τη ροή παχύρευστου υγρού. Όσο πιο μεγάλο το ιξώδες, τόσο πιο παχύρευστο το υγρό. Αυτό συνεισφέρει στην ανοχή μεγαλύτερου φόρτου πίεσης και καλύτερη λειτουργία σε χαμηλές ταχύτητες. Παρόλα αυτά η αντίσταση στη ροή αυξάνει την τριβή μεταξύ των κινούμενων μερών.
Η σύνθεση των λιπαντικών
Πετρέλαιο ή Ορυκτέλαιο: Εξάγονται από το πετρέλαιο. Είναι πιο πυκνής σύνθεσης, ευαίσθητα στη θερμοκρασία και διαθέτουν χαμηλότερο όριο αντοχής σε σύγκριση με τα συνθετικά. Είναι τα συμβατικά λιπαντικά, που χρόνια τώρα χρησιμοποιούνται σε διάφορους κλάδους της βιομηχανίας.
Συνθετικά: Δεν περιέχουν πετρέλαιο, αλλά παρέχουν εξαιρετική αντίσταση στις ψηλές θερμοκρασίες και ιδανική απόδοση ψύξης. Βασίζονται σε σύνθετα κι ενώσεις, όπως η σιλικόνη, εστέρες και λοιπά και μείγματα συνθετικών υγρών με νερό. Τα χαρακτηριστικά, το κόστος και η απόδοση μετάδοσης θερμότητας των ημι-συνθετικών είναι όμοια με αυτή των συνθετικών.
Εφαρμογές των λιπαντικών στη βιομηχανία
Τα λιπαντικά σχεδιάζονται για να παράγουν το επιθυμητό αποτέλεσμα κίνησης. Συνήθως για κάθε διαφορετική χρήση υπάρχει κι εξειδικευμένος τύπος λιπαντικών, που έχει μοναδικές προδιαγραφές. Για παράδειγμα υπάρχουν τα λιπαντικά των ρουλεμάν, τα λιπαντικά αεροσυμπιεστών, διαφόρων μηχανισμών με γρανάζια, αντλιών και πολλά ακόμη.
