کاربرد فوربال Four Ball و تیمکن Timken در روند کنترل کیفی روانکارها

دستگاه‌های Four Ball Tester و Timken Tester از ابزارهای مهم در ارزیابی و کنترل کیفی روغن‌ها و روانکارها (لوبریکانت‌ها) هستند. این دستگاه‌ها به بررسی ویژگی‌های عملکردی مانند مقاومت در برابر سایش، فشار و بار می‌پردازند که در شرایط عملیاتی نقش حیاتی دارند. این آزمایش‌ها بر اساس استانداردهای بین‌المللی انجام می‌شوند و نتایج آن‌ها برای تضمین کیفیت و کارایی روغن‌ها و روانکارها استفاده می‌شود.

اصول عملکرد

دستگاه Four Ball Tester برای ارزیابی مقاومت روغن‌ها و روانکارها در برابر سایش و فشار استفاده می‌شود. این دستگاه از چهار توپ فولادی تشکیل شده که یکی از توپ‌ها ثابت بوده و سه توپ دیگر با استفاده از روغن روانکاری می‌شوند و با بار مشخصی در حال چرخش هستند.

روش اجرای آزمایش

آماده‌سازی نمونه: روغن مورد آزمایش بین سه توپ متحرک و یک توپ ثابت قرار می‌گیرد.

اعمال بار: بار مشخصی به توپ‌ها اعمال می‌شود و توپ‌ها با سرعت معین شروع به چرخش می‌کنند.

مدت زمان آزمایش: آزمایش برای مدت زمان مشخصی انجام می‌شود.

اندازه‌گیری سایش: بعد از پایان آزمایش، اندازه و میزان سایش روی توپ‌ها اندازه‌گیری می‌شود.

ASTM D4172: استاندارد آزمون سایش چهار توپ.

ASTM D2783: روش استاندارد برای تعیین ویژگی‌های فشار فوق‌العاده روانکارها با استفاده از دستگاه چهار توپ.

پارامترهای اندازه‌گیری

قطر سایش (Wear Scar Diameter): اندازه‌گیری قطر سایش بر روی توپ‌های فولادی.

مقاومت در برابر سایش (Wear Resistance): ارزیابی مقاومت روغن در برابر سایش تحت بار و فشار مشخص.

فشار جوش (Weld Load): بار لازم برای جوش خوردن توپ‌ها به یکدیگر.

نتایج

نتایج این آزمایش به صورت قطر سایش و فشار جوش گزارش می‌شود. این نتایج نشان‌دهنده عملکرد روغن در شرایط فشار و سایش شدید هستند.

اصول عملکرد

دستگاه Timken Tester برای ارزیابی مقاومت روغن‌ها و روانکارها در برابر بار و فشار بالا استفاده می‌شود. این دستگاه شامل یک رولر و یک بلوک است که در تماس با یکدیگر قرار گرفته و با روغن روانکاری می‌شوند.

روش اجرای آزمایش

آماده‌سازی نمونه: روغن مورد آزمایش بین رولر و بلوک قرار می‌گیرد.

اعمال بار: بار مشخصی به رولر و بلوک اعمال می‌شود.

مدت زمان آزمایش: آزمایش برای مدت زمان مشخصی انجام می‌شود.

اندازه‌گیری سایش: بعد از پایان آزمایش، میزان سایش و خرابی روی بلوک و رولر اندازه‌گیری می‌شود.

استانداردها

ASTM D2509: استاندارد آزمون بار چهار بلبرینگ Timken.

ASTM D2782: روش استاندارد برای تعیین ویژگی‌های فشار فوق‌العاده روانکارها با استفاده از دستگاه Timken.

پارامترهای اندازه‌گیری

بار چسبندگی (Load Carrying Capacity): توانایی روغن در تحمل بار بدون ایجاد سایش و خرابی.

مقاومت در برابر فشار (Extreme Pressure Resistance): ارزیابی مقاومت روغن در برابر فشارهای بسیار بالا.

نتایج

نتایج این آزمایش به صورت بار چسبندگی و میزان سایش گزارش می‌شود. این نتایج نشان‌دهنده عملکرد روغن در شرایط بار و فشار شدید هستند.

شکل 1: دستگاه Four Ball Tester

صنایع خودروسازی: بررسی مقاومت روغن‌های موتور و گیربکس در برابر سایش و فشار.

صنایع هوافضا: ارزیابی عملکرد روانکارها در شرایط فشار بالا و دمای متغیر.

صنایع دریایی: بررسی کارایی روغن‌ها در شرایط سخت و بارهای سنگین.

صنایع هیدرولیک: ارزیابی روغن‌های هیدرولیکی در برابر فشار و سایش.

دستگاه‌های Four Ball Tester و Timken Tester ابزارهای حیاتی برای ارزیابی و کنترل کیفی روغن‌ها و روانکارها هستند. این دستگاه‌ها با اندازه‌گیری پارامترهای مهمی مانند قطر سایش، فشار جوش و بار چسبندگی، به تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان کمک می‌کنند تا کیفیت و کارایی روغن‌ها را تضمین کرده و از بروز مشکلات ناشی از سایش و فشار زیاد جلوگیری کنند. استفاده از استانداردهای معتبر و روش‌های دقیق در این آزمایش‌ها باعث افزایش دقت و صحت نتایج می‌شود.

ASTM International. Standard Test Method for Wear Preventive Characteristics of Lubricating Fluid (Four-Ball Method) (ASTM D4172). Link.

ASTM International. Standard Test Method for Extreme Pressure Properties of Lubricating Fluids (Timken Method) (ASTM D2782). Link.

McNair, H. M., & Miller, J. M. (2009). Basic Gas Chromatography. Wiley.

Totten, G. E. (2006). “Handbook of Lubrication and Tribology: Volume I Application and Maintenance.” CRC Press.