در سال1992 میلادی, موسسه تحقیقات قدرت الکتریکی (EPRI) , برنامه ای را در زمینه روانکاری توسعه داد. امروزه برنامه مذکور به طور گسترده در بیشتر نیروگاههای هسته ای به کار گرفته می شود. جلوگیری از گریسکاری بیش از حد در فاصله میان تعویض یاتاقانها از اهداف اصلی این برنامه روانکاری است. در این مقاله به تشریح این مبحث پرداخته ایم.
تاریخچه
مسئله گریسکاری بیش از حد الکتروموتورها, برای اولین بار در سال1988 میلادی در نیروگاههای اتمی ایالات متحده مورد توجه قرار گرفت. دراین سال چندین موتور و یاتاقان در نیروگاههای اتمی به دلیل مصرف بیش از حد گریس دچار خرابی شده بود. درسال1992 میلادی, واحد تعمیرات هسته ای EPRI برنامه ای به منظور تعمیرات الکتروموتورها, با تاکید بر اصول نگهداری پیش بینانه و پیشگیرانه منتشر ساخت. این برنامه با توجه به اندازه و نوع یاتاقانهای الکتروموتورها, روشهای تعمیراتی جامعی را توصیه می کند.
بخشی از این برنامه تعمیراتی شامل پیشنهاداتی در مورد چگونگی گریسکاری یک الکتروموتور است. اجرای این برنامه, کاهش هزینه نیروی انسانی مورد نیاز را (برای تعمیرات) و کاهش خرابی یاتاقانها (به دلیل گریسکاری بیش از حد) در پی داشت وموجب شد تا صنایع مذکور بتوانند با اجرای آن در هزینه های خود صرفه جویی کنند.
طراحی محفظه یاتاقان
در بیشتر موتورهایی که دارای یاتاقانهای غلتشی قابل گریسکاری هستند دو نوع طراحی محفظه یاتاقان به چشم می خورد. همانطوریکه مشاهده می شود, تنها راه خروج گریس, درپوش تخلیه است.
چهارنوع اصلی یاتاقان
1- Open face bearing : این نوع از پوسته داخلی, خارجی, ساچمه ها و قفس ساچمه ها تشکیل شده است. این یاتاقان به دلیل نداشتن صفحات محافظ, گریس را درون خود حفظ نکرده و بنابراین برای روانکاری به حفره گریس نیاز دارد.
2- Single- shielded bearing : این یاتاقانها تنها در یک سمت دارای یک صفحه محافظ فلزی بوده و به طور معمول یاتاقان به گونه ای نصب می شود که سمت دارای صفحه فلزی رو به
سیم پیچی موتور قرار می گیرد. این گروه نیز قابلیت روانکاری مجدد با گریس را داشته و فواصل گریسکاری آن نیز مشابه یاتاقانهای
open-face است.
3- Double shielded bearing : در این یاتاقان, هر دو سمت یاتاقان دارای صفحه محافظ فلزی بوده که در نتیجه گریس را بین این دو صفحه نگه می دارد. شکاف هوای کوچکی که بین پوسته داخلی و صفحات محافظ وجود دارد اجازه
می دهد که در فواصل طولانی, حجم مشخصی از روغن, بین گریس موجود در حفره و گریس موجود میان صفحات محافظ, در جریان باشد.
در مورد اینکه آیا می توان این یاتاقان ها را گریسکاری کرد ابهام وجود دارد. تاکنون گریسکاری در یاتاقان های Double shielded با مشکلی مواجه نشده است.
4- Sealed bearings: این یاتاقانها به جز یک مورد استثنا, کاملاً شبیه Double shielded ها هستند. پوستر داخلی در این یاتاقانها در برابر آب بندها سُرخورده که در نتیجه موجب حذف شکاف هوا بین آب بندها و پوسته داخلی می شود. این یاتاقان نمی تواند مجدداً گریسکاری شود.
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.
.
درون یک الکتروموتور که با گریس پر شده است چه می گذرد؟
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. دو نمونه از ابزارهایی که گریسکاری بیش از حد و فشار بیش از حد گریس حفره یاتاقان را محدود می کنند نشان می دهند. با استفاده از این اتصالات, دیگر به باز کردن درپوش تخلیه برای خارج ساختن گریس اضافی و کاهش فشار موجود نیازی نیست. در حال حاضر اتصالاتی که نشان داده شده اند توسط شرکت Alemite تولید و به بازار عرضه شده و به صورت گسترده ای در نیروگاه های هسته ای بکار می رود.