Memperpanjang usia pakai Gear dengan pelumas sintetis

Dibandingkan dengan pelumas minyak bumi, sintetis berjalan lebih lama dan lebih bersih, lebih fleksibel, dan bahkan dapat biaya kurang.
Minyak petroleum mungkin selalu memiliki tempat dalam dunia gearing, tetapi memiliki mekanisme yang berjalan lebih panas dan lebih cepat, kualitas menuntut peningkatan, dan jaminan yang diperluas mendorong layanan pemakaian, minat gear / gigi terhadap pelumas sintetis terus berkembang.

Memilih pelumas terbaik untuk sebuah aplikasi tidak selalu mudah. The American Association Aksesoris Produsen (AGMA) telah mengembangkan standar industri Aksesoris Pelumasan (ANSI / AGMA 9005-D94) untuk membantu insinyur memilih viskositas minyak berdasarkan kecepatan garis pitch tertutup dan open gear industri. Ini standar referensi memacu, heliks, herringbone, bevel lurus, spiral bevel, dan silinder worm drive. Sementara viskositas minyak penting, memilih minyak yang tepat adalah kunci nyata untuk mendapatkan pelumas terbaik untuk sebuah aplikasi.


Sayangnya, tidak ada panduan praktis untuk memilih pelumas sintetik yang sesuai untuk persiapan sebuah aplikasi. Untuk membantu dengan tugas ini, artikel ini menjelaskan minyak dasar sintetis, membahas kemajuan di gemuk / grease sintetis, dan memberikan pedoman untuk memilih pelumas gigi sintetis.

Mengapa harus dengan Sintetis?
Minyak dasar sintetis, seperti pelumas yang lain, yang dibangun dari tingkat molekuler. Molekul-molekul dapat dimanipulasi untuk meningkatkan karakteristik pelumasan tertentu. Dengan struktur kimia yang konsisten dan dapat diprediksi mereka, dan profil kinerja yang luar biasa, minyak sintetis menggusur minyak petroleum yang tidak bisa lagi memenuhi kebutuhan aplikasi yang menuntut lebih.

Yang paling terkenal dari keuntungan minyak sintetis 'adalah kemampuan mereka untuk berfungsi pada kedua suhu yang sangat rendah dan sangat tinggi. Bahkan, insinyur biasanya beralih ke minyak sintetis karena ekstrem dalam mengoperasikan temperatur. Mereka beralih karena minyak bumi mulai rusak pada temperatur 100^C atau kurang dan membeku dan menjadi terlalu kental mengalir di sekitar -18^C. Kadang-kadang keterbatasan ini dapat diatasi dengan aditif pelumas, tetapi banyak aditif yang mahal atau mengandung komponen yang tidak diinginkan. Secara umum, itu jauh lebih efisien untuk menggunakan minyak dasar yang optimal  dan menggunakan aditif untuk meningkatkan kinerja fitur tertentu daripada mencoba untuk menebus kekurangan dasar minyak dengan aditif.

Sebaliknya, sebagian besar minyak sintetis dapat mentolerir berbagai jauh lebih luas dari suhu. Pada suhu yang lebih tinggi, pelumas sintetik kurang stabil daripada produk berbasis minyak bumi, dan mereka memiliki nilai lebih rendah pada kekentalan. yang berarti bahwa mereka harus terus mengalir pada suhu di bawah mereka di mana minyak petroleum menjadi keras.

Bahkan ketika suhu tidak diperhatian, insinyur desain sering beralih ke sintetis untuk tingkat kinerja. Minyak sintetis menawarkan stabilitas termo-oksidatif yang lebih baik daripada minyak petroleum, misalnya. Oksidasi tidak hanya menghabiskan suplai pelumas, memungkinkan under-pelumasan dan kelebihan memakai, menciptakan oksida abrasif, yang dapat mempercepat kegagalan gigi. Sintetis juga membanggakan tingginya "indeks viskositas." Indeks viskositas (VI) adalah ukuran kemampuan minyak untuk mempertahankan viskositas pada temperatur yang berbeda: semakin tinggi VI, semakin konsisten viskositas sebagai perubahan suhu. Sintetis juga menawarkan kekuatan film yang lebih baik daripada minyak bumi, yang berarti bahwa film pelindung pelumas yang terbentuk antara permukaan pertemuan gigi / gear akan cenderung melemah dan pecah di bawah beban, yang akan mempercepat keausan.

Pelumas sintetis, meskipun biasanya dengan harga per liter lebih tinggi dibandingkan pelumas minyak bumi,namun dapat sangat hemat biaya. Biasanya, sintetik akan berlangsung setidaknya tiga sampai lima kali lebih lama dari minyak bumi dengan viskositas yang sama, dan sintetis tidak membentuk deposit karbon sama mudahnya seperti pelumas minyak bumi. Karena ada kerugian menguapkan dan  berkurang, umumnya membutuhkan pelumas sintetis untuk melindungi bagian tersebut. Selain itu, proteksi yang lebih tinggi yang diberikan oleh pelumas sintetis dapat membantu memperpanjang umur bagian luar spesifikasi aslinya, memperpanjang interval servis, mengurangi klaim garansi, dan meningkatkan kinerja biaya total sistem.

Ambil kasus otomotif rak dan pinion steering komponen. Rak dan pinion gigi terus-menerus mengubah arah, dan potensi shock tinggi memuat menempatkan banyak tekanan tidak hanya pada gigi, tetapi pelumas juga. Perancangan sistem ini mengandalkan campuran film atau pelumasan batas untuk mencegah keausan gigi dan kegagalan (di kedua campuran film dan pelumasan batas, sebuah film cairan penuh tidak dapat membentuk, dan ada kontak antara permukaan dilumasi). Selain itu, sistem memiliki pegas, kuk-to-rak mekanisme yang membuat rak digabungkan dengan pinion. Awalnya, sistem ini diuji dengan minyak berbasis minyak bumi. Tetapi di bawah pengujian shock-beban mekanik, simulasi lubang dan rel kereta api, rak dipisahkan dari pinion, meningkatkan keausan dan menyebabkan suara clunking / berisik yang menjengkelkan. Para insinyur desain yang diperlukan pelumas untuk mengurangi keausan gigi dan tingkat kebisingan ditularkan melalui kolom kemudi, sehingga mereka beralih ke minyak dirumuskan dari viskositas tinggi, minyak dasar sintetis dengan agen penebalan lubricious dan tekanan ekstrim dan aditif antiwear. Grease baru ini diaplikasikan pada gigi gigi, serta antarmuka pegas, kuk-dan-rak. Ini melewati kedua gigi dan kuk tes pakai, sementara menyampaikan halus, tenang, kualitas merasa untuk seluruh sistem kemudi.

Memilih sintetis yang Tepat
Memutuskan untuk menggunakan pelumas sintetik tidak cukup untuk menjamin kinerja yang baik. Meskipun mereka semua memiliki keunggulan dibandingkan minyak bumi, kompatibilitas material, kisaran suhu, kemudahan formulasi, dan fitur kimia dan kinerja lainnya perlu dipertimbangkan (lihat Gambar 2).

Lima jenis dasar minyak dasar pelumas sintetik yang penting dalam aplikasi gigi. Jenis yang paling umum dari minyak sintetis yang digunakan dalam gearing adalah hidrokarbon sintetis, atau polyalphaolefins (PAOs). Hidrokarbon sintetis menawarkan kinerja suhu dingin sangat baik. Mereka juga memiliki stabilitas oksidatif yang baik, yang kompatibel dengan banyak plastik, dan relatif murah, setara dengan beberapa, minyak petroleum lebih sangat halus yang lebih baru.

Ester sintetis ideal untuk memotong logam dan gearing bubuk logam, jika segel yang tepat digunakan. Karena afinitas / kegunaan mereka untuk logam, terutama baja dan besi, ester memberikan perlindungan keausan yang maksimal. Mereka telah menjadi pilihan yang jelas untuk otomotif supercharger gearing dan aplikasi berat-tugas lain karena mereka menahan suhu setinggi 180ºC.

Polyglycos dan polieter memiliki ketertarikan untuk kuningan dan perunggu fosfat. Oleh karena itu, mereka sering digunakan dalam aplikasi gigi cacing / worm gear untuk mengurangi gesekan dan meningkatkan efisiensi.

Silikon dan fluoroethers, seperti perfluropolyether (PFPE), yang kompatibel dengan hampir semua bahan plastik. Kedua silikon dan fluoroethers yang cocok untuk aplikasi temperatur yang luas dan telah menunjukkan suhu rendah yang luar biasa karakteristik torsi. PFPE juga tahan terhadap bahan kimia yang agresif. Selain itu, beberapa PFPE memiliki tekanan uap yang sangat rendah, yang sangat penting ketika keluar bersentuhan langsung dgn gas beracun tersebut terjadi.

Oli vs Grease:
Selain memilih kimia minyak dasar yang tepat, insinyur harus memutuskan apakah oli atau gemuk / grease. Gemuk gigi diformulasikan dengan bahan dasar yang sama seperti minyak gigi, tapi sabun bubuk, garam, tanah liat, atau bahan sintetis ditambahkan untuk bertindak sebagai pembawa untuk minyak. Fungsi pengental sesuatu seperti spons. Ketika kekuatan atau beban diterapkan, seperti ketika gigi gigi mesh, minyak diperas keluar lemak, membentuk film pelumas yang melindungi bagian yang bergerak.

oli gear telah menjadi norma di sebagian besar aplikasi, dan konsistensi cahaya mereka telah membuat mereka sangat menarik dalam aplikasi seperti kecil, rendah-torsi, dan rendah-tenaga kuda motor gigi, atau di mana membersihkan atau kinerja pendinginan juga telah diperlukan. Namun, penggunaan minyak membutuhkan penyegelan yang tepat, dan kompatibilitas bahan segel / seal dan kebocoran adalah kekhawatiran terus-menerus.

Gemuk, sebaliknya, cenderung untuk menghindarkan masalah penyegelan dan kekhawatiran kebocoran. Tapi sementara lemak sering dianggap sebagai zat selalu tebal dan lengket, dapat mengambil banyak bentuk lapisan, juga. Semakin, operasi telah mengambil keuntungan dari bentuk gemuk / grease, bahkan dapat dituang, gemuk sintetis thixotropic. Gemuk ini merosot ke gigi-gigi jala setelah operasi, melanjutkan konsistensi seperti gel, tetapi mengalir seperti minyak tebal selama operasi gigi. Aditif khusus yang disebut "tackifiers" dapat meningkatkan daya rekat bahkanlebih bagus, gemuk thixotropic tanpa mengganggu aliran mereka. Tackifiers sangat diperlukan dengan gigi plastik.

Gemuk sintetis  dapat mengatasi berbagai masalah. Sebagai contoh, dalam sebuah reciprocating melihat desain, baik mekanisme goyangan (atau reciprocating) dan gearbox yang dibutuhkan pelumas. Gerak kecepatan operasi, panas, dan geser mekanisme goyangan menyerukan lemak yang cukup lunak untuk mengakomodasi toleransi ketat antara bagian-bagian, namun tidak begitu lembut bahwa hal itu akan selempang atau menetes selama operasi. Gearbox menyerukan pelumas dengan merosot kemampuan. Satu grease - hidrokarbon sintetis diformulasikan dengan pengental sabun lithium dan tackifier ringan - ditangani kedua tugas. Karena kinerja yang baik dalam melihat reciprocating, juga sedang diuji dalam latihan palu, yang memiliki masalah desain yang mirip.

Sintetis & "No-Lube" Gears
Sementara kualitas gigi plastik telah meningkat, yang seharusnya tidak mengesampingkan penggunaan pelumas. Tanpa terkecuali, bahkan ringan dimuat, kecepatan rendah gearing plastik akan bertahan lebih lama dan berjalan lebih pelan dengan pelumas daripada tanpa satu.

Masalah kompatibilitas bahan adalah sebagai penting bagi gigi plastik karena mereka adalah untuk logam dan bahan penyegelan. Ester, diester, dan poliester, misalnya, terkenal karena ketidakcocokan mereka dengan polikarbonat, polyvinylchloride, polystyrene, dan resin akrilonitril-butadiena-stirena. The fluoroethers, sebaliknya, adalah nyata inert dan karena itu kompatibel dengan hampir semua bahan gigi plastik.

Hal yang sama berlaku untuk roda gigi yang mengandung pelumas internal, seperti polytetrafluoroethylene atau silikon; karena senyawa tersebut dapat mengganggu kinerja peralatan gemuk - jika minyak dasar dalam minyak gigi tidak kompatibel dengan pelumas internal gigi ini.

Karena aditif termasuk dalam lemak juga dapat menyebabkan masalah kompatibilitas, dan karena kotoran dalam bahan gigi dapat menyebabkan mereka bereaksi secara berbeda daripada yang diproduksi untuk persyaratan yang lebih ketat, satu-satunya cara untuk benar-benar membangun kompatibilitas pelumas-gear adalah dengan menguji total pelumas-gearing sistem di bawah kondisi yang sama dengan yang akan dihadapi dalam pelayanan.

Meningkatkan Pengalaman Total Quality
Redaman gemuk - yang khusus dirancang untuk mengontrol kebisingan atau mencegah gerakan yang tidak diinginkan dalam mesin - menemukan bantuan khusus antara produsen yang ingin meningkatkan pengalaman keseluruhan berkualitas untuk produk mereka. Redaman gemuk semakin menemukan cara mereka ke dalam aplikasi yang menuntut tertentu "sentuhan" atau "merasa" bagi pengguna, seperti tombol-tombol kontrol pada peralatan atau mobil, atau dalam benang digunakan untuk mengatur fokus lensa kamera dan mikroskop.

Gemuk redaman sintetis biasanya diformulasikan dengan minyak hidrokarbon atau dasar silikon sintetis. Apa yang membedakan mereka dari gemuk lainnya adalah tahanan geser internal yang tinggi mereka. Ketahanan terhadap geser berarti film minyak sangat stabil ada antara bagian-bagian pelumas melindungi, menerjemahkan ke dalam halus, gerak tenang ketika gaya yang diterapkan dan hampir tidak ada gerakan ketika gaya dihilangkan. Karena perlawanan mereka terhadap penipisan disebabkan oleh tegangan geser, pakaian biasanya sangat rendah bila redaman gemuk digunakan. Selain itu, sebagian gemuk redaman memiliki konsistensi yang sangat kental yang menanamkan kualitas diri penyegelan, yang berarti bahwa kelembaban, debu, dan kontaminan lainnya akan terus keluar dari mekanisme yang lebih panjang, memperpanjang hidup layanan.

Meskipun redaman gemuk tahan terhadap geser dan cenderung kental, mereka juga dapat sangat ringan. Sebuah dituang khusus redaman minyak, misalnya, digunakan untuk mencegah memekik dari gigi cacing dalam mixer berdiri rumah tangga. Dalam hal ini, lemak dapat merosot antara gigi ketika mereka tidak bergerak, tetapi memiliki ketahanan geser internal yang cukup tinggi untuk mencegah kontak metal-to-metal sementara mixer berlari - jelas bermanfaat bagi mixer dan user sama .

Desain dan Lubes Sintetis
Sementara kinerja pelumas tergantung pada banyak variabel, evaluasi awal kriteria pemilihan pelumas kunci dapat membantu menghindari perangkap desain dan mempersingkat waktu pengembangan produk.

Seperti disebutkan di atas, suhu operasi sendiri sering akan membujuk insinyur untuk menentukan pelumas roda gigi sintetis. Tetapi banyak faktor lain juga harus ikut bermain. Dengan mengumpulkan informasi yang ditentukan dalam Tabel 3, insinyur desain dan spesialis pelumas akan memiliki titik awal yang baik untuk menentukan pelumas untuk roda gigi atau gearbox perakitan.

kesimpulan
Pelumas gigi minyak tradisional telah melayani industri panjang dan baik, tapi tuntutan tinggi ditempatkan pada produk saat ini berarti pelumas roda gigi yang hari ini harus berbuat lebih baik. Seiring hampir semua metrik - fleksibilitas, kompatibilitas bahan, daya tahan, dan bahkan biaya saing - pelumas gigi sintetis akan lebih jauh dari rekan-rekan minyak mereka yang bisa. Dan produsen hari ini jelas memperhatikan.

Artikel : http://www.gearsolutions.com/media//uploads/assets/PDF/Articles/2004-03-01_Extending_Gear_Life_with_Synthetic_Lubricants.pdf
Sumber : http://www.gearsolutions.com/article/detail/5681/extending-gear-life-with-synthetic-lubricants