שמני ממסרה – הגדרות, סקירה ומידע כללי

 
 

שמני ממסרה – הגדרות, סקירה ומידע כללי

(סת סומר)

 

אנשי מקצוע רבים יודעים כי תפקידם העיקרי של שמני הממסרה הוא מניעת שחיקה ובלאי חריגים בגלגלי שיניים, מסבים, צירים וחלקי תמסורת נעים נושאי עומסים. עם זאת, מעניין לגלות כי אין זה תפקידם הבלעדי במערכת.
בנוסף לתפקיד העיקרי שהוזכר, לשמני הממסרה 2 תפקידים נוספים במערכת: האחד כעוזרים בפעולות סילוק חום וקירור של החלקים הנעים בממסרה, והשני כמסייעים בהגנה על חלקי הממסרה בפני קורוזיה וחלודה.

יתרונם של שמני הממסרה הוא יכולתם לפעול במגוון יישומים ותנאי עבודה קיצוניים, החל מעומסי עבודה גבוהים בטמפרטורות קוטביות וכלה ביכולתם לעבוד בנוכחות מים, אבק, חול ומזהמים נוספים תוך שמירה על התפקוד של הממסרה והארכת חייה. 

על מנת לבחור בשמן הממסרה המתאים ביותר עבור המערכת, ישנם 3 גורמים עיקריים אליהם מן הראוי להתייחס:

   
  • המלצת יצרן הממסרה.  בניגוד למצופה, יצרני הממסרה עצמם מחליטים ומכלילים כבר בתהליך תכנונה מהו השמן המתאים ביותר עבורה. לכן, מאפיינים כגון טמפרטורת עבודה, סוגי מתכות מבנה, האטמים במערכת ומהירות הסיבוב הינם פרמטרים     המכתיבים את סוג השמן הנחוץ לממסרה והמלצת היצרן משחקת כאן תפקיד חשוב.
     
  • תנאיי עבודה ייחודיים. למרות ההמלצה  הראשונית של יצרן המערכת, עדיין חשוב מאוד להתאים את השמן בו נעשה שימוש לתנאיי העבודה הספציפיים בהם פועלת הממסרה. לעיתים, מדובר בתנאים שהם קיצוניים יותר מהתכנון המקורי של היצרן,     כגון: עומס גבוה או משתנה, טמפרטורת סביבה קיצונית, מהירויות לא שגרתיות או לכלוך סביבתי השונה מהמקובל (קרבה למים לדוגמא), ולכן תנאיי עבודה מיוחדים מחייבים התאמה מחודשת של סוג השמן למערכת.
     
  • שיגרת טיפולים ואחזקה. סוג השמן בו יעשה שימוש יקבע במידה רבה את שיגרת האחזקה ותדירות החלפת השמן והמסננים. פעמים רבות ניתן לרווח את תדירות ביצוע הטיפולים במערכת על ידי שימוש בשמן עמיד יותר, או על ידי שימוש בשמן סינתטי. 
        כמו כן, סוג שמן הממסרה ושיגרת האחזקה ישפיעו בהכרח על אורך חיי הממסרה ותדירות הצורך בהחלפת מרכיביה.

האיגוד האמריקאי של יצרני התמסורת ( AGMA) נוהג לחלק את שמני הממסרה התעשייתיים לארבע קבוצות:

  1. שמנים המכילים מעכבי חמצון ומונעי חלודה (R&O – CL)
    שמני ממסרה בסיסיים המכילים באופן יחסי כמות קטנה של מוספים כימיים אשר מונעים את התחמצנות השמן, מאריכים את חייו, ומגנים על חלקי הממסרה בפני היווצרות קורוזיה וחלודה. שמנים אלו מיועדים ליישום בתמסורות בגדלים שונים, עומסי עבודה נמוכים, ובטמפרטורת עבודה בין 15 ל- 120 מעלות צלזיוס לערך.
     
  2. שמנים מורכבים (Compounded)
    שמנים מורכבים מכילים, בנוסף למוספים כימיים מעכבי התחמצנות חלודה וקורוזיה, גם שומנים התורמים ליכולת השמן להגן על חלקי המערכת בפני בלאי ושחיקה (שומנים מהחי, מהצומח או ממקור סינתטי). אלו הם שמנים המתאימים לשימוש בטמפרטורת עבודה עד 80 מעלות צלזיוס לערך.
     
  3. שמנים המיועדים לעומסים גבוהים (EP – CLP)
    שמנים מינראליים או סינתטיים, המכילים חבילת מוספים הכוללת: מעכבי חמצון, מונעי חלודה, מפחיתי בלאי, נושאי עומסי עבודה גבוהים ומוספים פונקציונאליים אחרים. חלק משמני משפחה זו מכילים מוספים מוצקים המיועדים לשאת עומסים גבוהים במיוחד: אבקות של חומרים בעלי מקדם חיכוך נמוך במיוחד (כגון: גרפיט ומוליבדן-דיסולפיד).  שמנים אלו מיועדים לתמסורות בגדלים שונים, בעומסי עבודה בינוניים וגבוהים ובטמפרטורת עבודה בין 15 ל- 120 מעלות צלזיוס לערך.
    חלק מהשמנים בקבוצה זו מכילים מוספים על בסיס גופרית וזרחן, אשר עלולים לתקוף מתכות צהובות כגון פליז, ברונזה ונחושת.  בשל כך, יש להתאים את סוג השמן והמוספים שבו למערכת הממסרה והמבנה שלה.
     
  4. שמני ממסרה סינתטיים (Synthetics)
    שמנים המבוססים על שמנים בסיסיים סינתטיים במקום שמנים מינראליים.  יתרונם הגדול הוא בכך שהם שמנים המתאימים ליישום בתנאיי עבודה קיצוניים, תנאים בהם שמנים מינראליים אינם יכול לתת פתרון טכני הולם כגון: טמפרטורות קיצוניות או עומסי עבודה גבוהים במיוחד. השמנים הבסיסיים בשימוש הנפוץ ביותר הם  פולי-אלפא-אולפיניים (PAO), די-אסטרים ופולי-גליקול.
     

 

עבור כל סוגי השמנים שהוזכרו עד כה מחייבים יצרני הממסרות תקני ביצוע מסוימים על מנת להבטיח את  תקינותן ויכולת הביצוע שלהן בכללותה.  להלן חלק  מהדרישות הקיימות:

  • יכולת נשיאה בעומסי עבודה שונים ויכולת שמירה על חלקי הממסרה בפני שחיקה ובלייה.
  • כושר סילוק חום ויכולת עמידות תרמית (עמידות בפני חום גבוה).
  • יכולת עמידות בפני התחמצנות על מנת שיהיה ניתן להאריך את חיי השמן.
  • התאמה למתכות, האטמים, הגומיות וחלקי הפלסטיק של הממסרה.
  • ביצועים נאותים של המערכת בתנאיי עבודה ותנאיי סביבה שונים כגון טמפרטורה, לחץ, לחות וכדומה.
  • שמירה על חלקי המערכת בפני קורוזיה וחלודה.
  • יכולת שחרור של מים ואוויר על מנת שלא ייווצרו תחליבים ו/או קצף במערכת.

על מנת לעמוד בדרישות הטכנולוגיות והפונקציונאליות שהוזכרו לעיל, מכילים שמני הממסרה מוספים כימיים שונים בריכוזים שונים. לרוב, שמנים סינתטיים מכילים ריכוזים קטנים יותר של מוספים מאשר שמנים מינראליים.

שמני ממסרה סינתטיים – מה עוד כדאי לדעת.

ככלל, שמנים סינתטיים טובים יותר משמנים מינראליים בפרמטרים הבאים:

  1. טווח טמפרטורות העבודה.
  2. מידת היציבות של צמיגות השמן בטמפרטורות שונות ומגוונות.
  3. עמידות תרמית ועמידות בפני התחמצנות והתיישנות.
  4. נדיפות נמוכה.
  5. חסינות בפני אש (לא כל השמנים הסינתטיים). 


בחירה קפדנית של סוג השמן תאפשר התאמה של שמן סינתטי לכל יישום, במגוון טמפרטורות וכמעט בכל משטר עבודה.

חשוב לזכור: חלק מהשמנים הסינתטיים אינם תואמים לשמנים מינראליים, וגם לא אחד לשני.  משמעותה של אי-התאמה כימית היא חוסר יכולת של שני השמנים להתמוסס זה בזה, כאשר ערבובם יספק נוזל עכור ולא אחיד שייפרד לשתי שכבות שונות. כמו כן, ערבוב בין שני שמנים שאינם מתאימים  עלול להביא לתקיפה כימית של חלקי הממסרה השונים (אטמים, גומיות, ציפויים, מתכות מסוימות) וכן לבלאי מוגבר ולהיווצרותם של משקעים וסתימות של מעברי שמן ומסבים.  הכנסת שמן סינתטי למערכת המותאמת לשמן מינראלי מחייבת ווידוא של התאמתו הכימית לחלקי המערכת.  לשם כך, מומלץ מאד להתייעץ עם גורם מוסמך כגון יצרן המערכת, יצרן השמן ו/או יועץ-מומחה לכימיה של שמנים ולטריבולוגיה.


להלן 3 קבוצות שמנים סינתטיים הנפוצות ביותר:
 

  1. פחמימנים סינתטיים - קבוצה זו כוללת תתי-משפחות רבות, וביניהן: פולי-אלפא-אולפיניים (PAO), פולי-אולפינים-פנימיים (PIO) ואלקיל-בנזנים.
    מבחינה כימית, ישנו דימיון בין הפחמימנים הסינתטיים לבין השמנים המינראליים. עם זאת, הפחמימנים הסינתטיים מופקים בתהליכים כימיים מבוקרים ולא מזיקוק נפט גולמי. לכן, לרוב, שמנים אלו תואמים כימית לשמנים מינראליים וניתן לערבב ביניהם**.  היתרון הוא גם בכך שמולקולות השמנים הללו תוכננו כך שתכונותיהן יתאימו לצרכים המכניים של המערכת. בשל תכונות ויתרונות אלה השמנים בקבוצה זו הינם עמידים יותר בקור, בעלי נדיפות נמוכה בטמפרטורות גבוהות ומספקים שינוי צמיגות קטן בטווחי שינויי טמפרטורה רחבים.
     
  2. אסטרים - קבוצה זו כוללת די-אסטרים ופולי-אסטרים.
    המבנה הכימי של שמנים אלו דומה לשומנים מהחי ומהצומח.  הם בעלי עמידות טובה לתנאיי חום וקור ויכולת נשיאת עומסי עבודה טובה. יתרון נוסף הוא שחלק מהשמנים במשפחה הזו עוברים פירוק ביולוגי (biodegradable) הדבר מאפשר זיהום סביבתי מופחת ומבורך.
    החיסרון הבולט שלהם הוא שבנוכחות מים ובתנאיי עבודה של חום ולחץ מחמירים הם נוטים להתפרק ולהפוך חומציים.  לכן, בעבודה עם שמנים אסטריים, יש להקפיד על "יובש" המערכת ועל סילוק נוכחות של מים.
    שמנים אסטרים מתאימים בדרך כלל כימית לשמנים מינראליים וניתן לערבב ביניהם. 
     
  3. פולי-גליקולים - שמנים אלו מאופיינים בריח מתקתק. יתרונותיהם העיקריים הם בכך שהם בעלי מקדם חיכוך נמוך ויכולת נשיאת עומסים גבוהים במיוחד.  הם נמצאים בשימוש בעיקר ביישומים בהם העומסים גבוהים מאוד: כגון בתמסורות חלזוניות והיפואידיות. שמנים אלו בעלי עמידות יפה בקור, אך עמידותם בחום מוגבלת.  הם מתערבבים עם מים, ולכן מתאימים לשימוש באווירה לחה.
    שמנים גליקוליים אינם מתאימים בשום צורה לשמנים מינראליים ולכן חל איסור על עירבובם בכל יחס שהוא.  בנוסף, שמנים גליקולים פוגעים במרבית סוגי הגומיות והאטמים. לכן, לפני שימוש בשמן גליקולי במערכת מיכנית יש להתאים את הגומיות והאטמים בה לשימוש בשמן מסוג זה.
לסיכום, שמני ממסרה סינתטיים נמצאים בשימוש בעיקר ביישומים המציבים דרישות סיכה קשות, כגון תמסורות עם החלקה רבה, תמסורות העובדות בעומסים גבוהים, או בתנאיי סביבה קיצוניים (כגון קור נמוך) ובתמסורות קטנות הנוטות להתחממות.

השימוש בשמנים סינתטיים יכול להקנות יתרונות רבים ביניהם ירידה בצריכת האנרגיה בממסרה, הורדת כמות השחיקה והבלאי, עלייה בהספק הממסרה, ירידה בטמפרטורת שמן וטמפרטורת הממסרה וטווחי החלפת שמן ארוכים פי 3 – 4 ביחס לשמנים מינראליים.

  **למידע נוסף על עירבוב בין שמני סיכה לחץ כאן
גרסה להדפסה גרסה להדפסה       שליחה לחבר שליחה לחבר