بررسي تجربي عملكرد ضد سايشي نانو روان كارها در گيربكس ماشين آلات دوار

هدف اين پژوهش استفاده از آزمون‌هاي آزمايشگاهي جهت بررسي عملكرد ضد سايشي، كاهش اصطكاك و بهبود انتقال حرارت روغن صنعتي پركاربرد در گيربكس ماشين‌هاي دوار به‌نام Shell Omalla S2 G220 حاوي نانو مواد افزودني نسبت به روغن پايه مي‌باشد. براي اين منظور نانو ذرات سيليكا و نانو ذرات آلومينا به‌عنوان دو نوع ماده‌ي افزودني به روغن مذكور انتخاب شدند. در اين پژوهش به‌منظور پيشگيري از مشكلات ناشي از رسوب نانو ذرات بر روي اجزاي گيربكس، نانوذره با غلظت‌هاي 1/0، 2/0 و 4/0 درصد وزني براي ساخت نانو روان‌كارها انتخاب گرديد. براي پراكنده كردن نانو ذرات درون سيال پايه و دستيابي به يك نانو سيال پايدار از سورفكتانت Span 80 و دستگاه اولتراسونيك پروبي استفاده شد. سپس خواص فيزيكي روغن پايه و روغن حاوي نانو ذرات شامل گران‌روي، شاخص گران‌روي، چگالي، نقطه‌ي ريزش و نقطه‌ي اشتعال اندازه-گيري شد. آزمون سايشي استاندارد چهار ساچمه، تعيين ضريب اصطكاك و ضريب انتقال حرارت هدايتي نيز بر روي نمونه‌هاي ساخته‌شده انجام گرفت. پس از انجام آزمايش‌ها بهترين تركيب روغن حاوي نانو ذرات در مقايسه با روغن پايه انتخاب و جهت بررسي آزمون آناليز عنصري در گيربكس پمپ استفاده شد. نتايج پژوهش، كاهش ميانگين سايش به‌ ميزان %4/7، كاهش ضريب اصطكاك به ميزان %10 و بهبود ضريب انتقال حرارت هدايتي به ميزان %7/10 را نشان داد. نتايج آزمون آناليز عنصري نيز نشان داد عناصر سايشي قطعات داخلي گيربكس به‌طور چشمگيري كاهش يافته است.

The aim of this study is the using laboratory tests to evaluate the anti-wear performance, reduce friction and improve the heat transfer of powerful industrial oil in gearbox of rotary machines called Shell Omalla S2 G220 containing nano additives to the base oil. For this purpose, silica and alumina nano particles were selected to be added to the mentioned oil. In this study, concentrations of nano particles was 0.1, 0.2 and 0.4 wt% to prevent nanoparticle deposition problems on gear components. Surfactant Span 80 and an ultrasonic probe were used to disperse nanoparticles inside the base fluid and to achieve a stable nano-fluid. Then, the physical properties of the base oil and the nano lubricants including viscosity, viscosity index, density, pour point and ignition point were measured. The standard four ball wear test, friction coefficient and conduction heat transfer coefficient test were performed on the samples. After the experiments, the best combination of oil containing nanoparticles was selected in comparison with the base oil and charged to pump gearbox for the elemental analysis test. The results of this study showed 7.4% reduction in wear, 10% reduction in friction coefficient and 10.7% improvement in the conduction heat transfer coefficient. The results of the elemental analysis also showed abrasive elements of the internal components of the gearbox reduced significantly.