راهنمای جامع روغن‌های ماشین‌ابزار و ماشین‌های صنعتی

انتخاب صحیح روغن در ماشین‌آلات صنعتی و ماشین‌ابزار، نقش اساسی در دقت ماشین‌کاری و طول عمر قطعات دارد. روانکاری مناسب با جلوگیری از اصطکاک و سایش، ضمن بهبود کیفیت پرداخت سطح، عمر مفید یاتاقان‌ها و قطعات حرکتی (مانند اسپیندل و ریل‌ها) را افزایش می‌دهد. افزون بر این، روغن مناسب می‌تواند از تجمع آلودگی و خوردگی در سیستم‌های هیدرولیک و هدایتی جلوگیری کند؛ بررسی‌ها نشان داده است که شرایط روغن هیدرولیک شاخص سلامت سیستم هیدرولیک است و آلودگی یا اکسیدشدگی روغن باعث سایش زودهنگام و افت کارایی می‌شود. در مجموع، مدیریت درست روانکارها منجر به کاهش توقفات اضطراری و هزینه تعمیرات می‌شود؛ برای مثال آمار صنعتی حاکی است که برنامه‌ریزی صحیح روانکاری می‌تواند بطور چشمگیری دفعات تعمیر را کاهش و عمر تجهیزات را طولانی‌تر کند.

روغن ماشین‌ابزار چیست و چه تفاوتی با روغن‌های صنعتی عمومی دارد؟

روغن‌های ماشین‌ابزار (Machine Tool Oils) انواع خاصی از روغن‌های هیدرولیک و صنعتی هستند که برای روانکاری بخش‌های حساس ماشین‌کاری طراحی شده‌اند. این روغن‌ها معمولاً با افزودنی‌های ویژه‌ای مانند ماده چسبناک (Tackifier) و کاهش‌دهنده ضریب اصطکاک فرموله می‌شوند تا بر سطوح لغزنده اتصال یافته و جابه‌جایی روان را تضمین کنند. به‌عنوان مثال، روغن ریل‌ و‌ راهنما (Slideway Oil) که یکی از انواع ماشین‌ابزارهاست، بسیار چسبناک بوده و از پدیده Stick–Slip جلوگیری می‌کند و در عین حال از سایش سطحی و خوردگی محافظت می‌کند. در مقابل، روغن هیدرولیک عمومی (مانند روغن‌های رده HLP/DIN51524) برای انتقال قدرت هیدرولیک فرموله شده و چسبندگی بالا ندارد؛ اگر چنین روغنی روی سطوح عمودی ریل استفاده شود، به سرعت جاری شده و پوشش محافظ را از بین می‌برد. همچنین، روغن دنده صنعتی با افزودنی‌های EP (فشار زیاد) تولید می‌شود تا چرخ‌دنده‌های تحت بار بالا را پوشش دهد؛ این با روغن دنده خودرویی تفاوت داشته و معمولاً خاصیت جداسازی آب و ثبات اکسیداسیون بیشتری دارد. به‌طور خلاصه، روغن‌های ماشین‌ابزار ترکیبی از خواص ضدسایش، چسبندگی و ثبات بالا هستند که روغن‌های صنعتی عمومی لزوماً همگی را ندارند.

دسته‌بندی روغن‌های مورد استفاده در ماشین‌ابزار و ماشین‌های صنعتی

روغن ریل و راهنما (Slideway Oil)

 این روغن‌ها برای روانکاری قطعات لغزنده ماشین‌ابزار (مانند میز دستگاه، استاک و پیستوله) استفاده می‌شوند. خاصیت عمده آنها «چسبناکی» است تا روی سطوح عمودی و حرکات رفت‌وبرگشتی باقی بمانند و از چسبیدن و سرخوردن ناگهانی (Stick–Slip) جلوگیری کنند. افزودنی‌های مخصوص کشش سطح (Tackifier) و آنتی‌سایش در این روغن‌ها باعث می‌شود فیلم روغن پایدار بر سطح بماند و اصطکاک و سایش را به حداقل برساند. استانداردهای مرجع برای این روغن‌ها شامل DIN 51502 CGLP و ISO 6743-13 GA/GB است؛ به‌عنوان مثال، روغن ریل ISO VG 68 یا 150 با این استانداردها مطابقت دارد و معمولاً با سیالات برش محلول در آب سازگار است.

روغن هیدرولیک صنعتی

 این روغن‌ها در سیستم‌های هیدرولیکی ماشین‌ابزارها (مانند پرس‌ها، دستگاه‌های CNC، تزریق پلاستیک و خطوط مونتاژ) کاربرد دارند. وظیفه اصلی آنها انتقال قدرت هیدرولیک، روانکاری پمپ و شیرها و محافظت قطعات در برابر سایش است. روغن‌های هیدرولیک صنعتی معمولاً با افزودنی ضدسایش (AW) و ضدسکون (HLP/HM) فرموله شده و برخی با شاخص گرانروی بالا (HVLP/HV) برای پایداری در دماهای متغیر تولید می‌شوند. استانداردهای رایج شامل ISO 11158 (طبقه HM) و DIN 51524 Part 2/3 هستند که حاوی آنتی‌اکسیدان، ضدزنگ و ضدکف‌زایی می‌باشند. یک روغن هیدرولیک با ویسکوزیته مناسب (مثلاً ISO VG 46 یا 68) باید ثبات گرمایی و مقاومت اکسیداسیون بالایی داشته باشد تا ضمن عبور از فیلترها، عمر مفید تجهیزات هیدرولیک صنعتی را تضمین کند.

روغن اسپیندل (Spindle Oil)

 این روغن بسیار سبک با گرانروی پایین (مثلاً ISO VG 2، 5 یا 10) است. دلیل ویسکوزیته پایین آن، کارکرد در دورهای بسیار بالا (معمولاً بالای ۵۰۰۰ دور) در اسپیندل‌های دقیق می‌باشد. روغن اسپیندل با ضریب اصطکاک کم خود از ایجاد حرارت در بلبرینگ‌ها جلوگیری می‌کند و دقت دوران بالا را حفظ می‌نماید. در شرایط دور بالا، روغن‌های سنگین موجب افزایش مصرف توان و دمای یاتاقان می‌شوند، در حالی که روغن اسپیندل سبک با ورود و خروج سریع در چرخش، مانع از ایجاد فیلم ضخیم می‌شود. استانداردهای مربوط به این گروه اغلب بر اساس ISO VG (مثلاً ISO VG 2/5/10) و مشخصات آنتی‌اکسیداسیون بسیار بالا هستند.

روغن دنده صنعتی

 این روغن‌ها برای گیربکس‌ها و چرخ‌دنده‌های ماشین‌آلات صنعتی (کم سرعت و بار بالا) کاربرد دارند. معمولاً با افزودنی‌های فشار زیاد (EP) فرموله شده و بسته به نوع گیربکس، ممکن است کلاس CLP (DIN 51517 Part 3) یا ISO 12925-1 (کلاس CKC/CKA) باشند. افزودنی EP باعث می‌شود روغن در برابر بارهای نقطه‌ای و خراش مقاوم باشد. همچنین این روغن‌ها معمولاً جداسازی سریع آب (Demulsibility) دارند تا در صورت وجود بخار یا رطوبت، آب را از روغن خارج کنند. تفاوت روغن دنده صنعتی با نمونه‌های خودرویی در همین ویژگی‌هاست: اغلب روغن‌های خودرو به آب‌گریزی نیاز کمتری دارند و ممکن است افزودنی‌های اصطکاک‌دهنده داشته باشند که در صنعت مضر است. افزودنی‌های EP در روغن دنده صنعتی کارآیی چرخدنده‌ها را افزایش داده و عمر گیربکس را بیشتر می‌کند.

روغن‌های چندمنظوره در ماشین‌های ترکیبی

 در برخی دستگاه‌های ترکیبی (مثلاً برخی انواع تراش‌های سنگین یا جرثقیل‌های هیدرولیک)، از روغن‌های ترکیبی (Universal/UTTO) استفاده می‌شود که هم خواص هیدرولیک و هم روانکاری عمومی را دارا هستند. این روغن‌ها به کاهش تنوع انبار کمک می‌کنند اما معمولاً عملکرد تخصصی آنها (مانند مقاومت اکسیداسیون یا EP قوی) در هر بخش کمی پایین‌تر از روغن‌های اختصاصی است. برای مثال، روغن‌های UTTO مبتنی بر پایه‌های پارافینیک دارای افزودنی‌های ضدسایش و مقاومت اکسیداسیون بوده و عموماً ویسکوزیته‌ای در محدوده ISO VG 68–220 دارند که برای هیدرولیک و دنده‌های سبک مناسب است. محدودیت فنی این روغن‌ها در تعادل بین الزامات هیدرولیک و دنده است؛ اگر فشارها بالا باشد یا بارها نقطه‌ای باشند، بهتر است از روغن‌های تخصصی استفاده شود.

بررسی تخصصی گرانروی (Viscosity) در ماشین‌ابزارها

ویسکوزیته نقش کلیدی در شکل‌گیری فیلم روغن پایدار بین قطعات در حال حرکت ایفا می‌کند. ویسکوزیته مناسب ضامن حرکت دقیق و روان ماشین است؛ اگر ویسکوزیته خیلی بالا باشد، حرکت در سرعت‌های پایین دچار تأخیر یا لرزش می‌شود، و اگر خیلی پایین باشد، فیلم روانکاری ممکن است ناپایدار شده و باعث سایش گردد. در صنعت، از سیستم طبقه‌بندی ISO VG استفاده می‌شود که عدد آن بیانگر گرانروی در ۴۰°C به واحد سانتی‌استوک است. به‌عبارت دیگر، ISO VG نشان می‌دهد در دمای ۴۰ درجه، روغن چه میزان مقاومت در برابر جاری شدن دارد. برای انتخاب ویسکوزیته مناسب معمولاً به نوع کاربرد و دمای کاری توجه می‌شود:

• ریل و راهنما: معمولاً روغن ریل ISO VG بین 32 تا 150 است. در ماشین‌آلات دقیق، ISO VG 68 یا 100 رایج است؛ این بازه برای پوشش مستحکم فیلم روی سطوح لغزنده کافی است بدون آنکه رفتار Stick–Slip را افزایش دهد.

• هیدرولیک: سیستم‌های هیدرولیک صنعتی معمولاً ISO VG 32، 46 یا 68 بسته به سازنده ماشین و دمای کاری انتخاب می‌شوند. مثلاً سیستم پرس یا تزریق با دمای ثابت داخلی معمولاً ISO VG 68 (HLP 68) دارد، در حالی که برای تنوع دمای زیاد ممکن است HVLP (مثل ISO VG 46 HV) استفاده شود.

• اسپیندل: برعکس سایر روغن‌ها، روغن اسپیندل باید حداقل گرانروی ممکن را داشته باشد تا در دورهای بسیار بالا راحت باشد. معمولاً ISO VG در حدود 2 تا 10 برای بلبرینگ‌های سرعت بالا استفاده می‌شود. انتخاب کمترین ویسکوزیته تضمین می‌کند روغن به سرعت پخش شده و اصطکاک جبران‌پذیری اندکی ایجاد کند.

بررسی استانداردهای بین‌المللی روغن‌های ماشین‌ابزار

روغن‌های ماشین‌ابزار تحت استانداردهای مختلف DIN و ISO طبقه‌بندی می‌شوند. برای روغن‌های ریل و راهنما، استاندارد DIN 51502 – CGLP (Covering lubricant for guideways with tackiness) و ISO 6743-13 (زیرگروه GA/GB) مرجع هستند. برخی منابع اروپایی همچنین استاندارد ISO 19378 GA/GB را برای روغن‌های راهنمای ماشین‌آلات دقیق ذکر می‌کنند. در زمینه هیدرولیک صنعتی، استاندارد ISO 11158 (طبقه HM) تعریف‌کننده ویژگی‌های سیالات با افزودنی‌های ضدسایش است، و DIN 51524 Part 2/3 به ترتیب استاندارد روغن‌های HLP (AW) و HVLP (AW + Viscosity Index improver) است. به‌طور خلاصه، HLP/HM روغن‌های ضدسایش پایه‌ای را شامل می‌شود و HVLP/HV مشابه آن با شاخص گرانروی بالا برای پایداری دمایی است. در مورد روغن دنده صنعتی نیز، DIN 51517 Part 3 (CLP) و ISO 12925-1 CKC استانداردهای مرسوم هستند که روغن‌های EP با مقاومت در برابر اکسیداسیون بالا را تعریف می‌کنند. استانداردهای ASTM کمتر دسته‌بندی خاص دارند (معمولاً روش‌های آزمون تعریف می‌کنند)، اما API GL-5 برای روغن‌های دنده خودرو رایج است که عمدتاً در کاربردهای صنعتی سنگین و خودرویی مصرف می‌شود. مجموعاً می‌توان گفت کلاس‌های HLP/HM (روغن هیدرولیک AW)، HVLP/HV (هیدرولیک با VI بالا)، CGLP (روانکار ریل ماشین‌ابزار) و CLP (روغن دنده صنعتی EP) در استانداردهای فعلی مرسوم‌اند.

مهم‌ترین ویژگی‌های کیفی روغن ماشین‌ابزار

روغن‌های ماشین‌ابزار باید چندین ویژگی فنی پیشرفته داشته باشند. از جمله مهم‌ترین آنها:

• پایداری حرارتی و اکسیداتیو بالا

•  روغن نباید در دماهای کاری معمول (گاهاً بالا) تجزیه یا غلیظ شود. وجود آنتی‌اکسیدانت قوی در فرمولاسیون این پایداری را تضمین می‌کند.

• خاصیت ضدکف (Anti-Foam)

•  کف‌زایی در روغن باعث اختلال در عملکرد هیدرولیک و ایجاد اختلال در پوشش سطح روغن می‌شود. روغن‌های ماشین‌ابزار معمولاً افزودنی ضدکف دارند تا حضور حباب هوا را به حداقل برسانند.

• قابلیت جداپذیری آب (Demulsibility)

•  بسیاری از ماشین‌آلات صنعتی در معرض رطوبت یا سیال‌های خنک‌کننده آبی هستند. روغن‌ها باید بتوانند آب را سریع از خود جدا کنند تا از پدیده‌ی امولسیون جلوگیری کرده و اثرات خورنده آب کاهش یابد.

• محافظت در برابر خوردگی

•  افزودنی‌های ضدخوردگی (آنتی‌فسفید) از زنگ‌زدگی قطعات فلزی محافظت می‌کنند. این ویژگی خصوصاً در حضور رطوبت یا اسیدهای حاصل از اکسیداسیون، ضروری است.

• سازگاری با سیالات برش و هیدرولیک

•  روغن ماشین‌ابزار باید در تماس با خنک‌کننده‌های صنعتی (مستحلب‌پایه) و سایر روغن‌های سیستم‌های همجوار واکنش نامطلوب ندهد. بسیاری از محصولات دارای گریدهایی هستند که قابلیت اختلاط یا جدا شدن سریع از آب را تضمین می‌کنند.
  در مجموع، این ویژگی‌ها تضمین می‌کند که روغن ضمن ایجاد فیلم محافظ قوی، از تشکیل کف و خوردگی جلوگیری نموده و عمر قطعات ماشین‌آلات را افزایش دهد.

خطاهای رایج در انتخاب روغن ماشین‌ابزار در کارگاه‌ها

در عملگاه‌های صنعتی بارها مشاهده می‌شود که برای صرفه‌جویی هزینه، روغن نامناسب انتخاب می‌شود که به مشکلات بزرگ‌تری منجر می‌شود. برخی خطاهای رایج عبارتند از:

• استفاده از روغن هیدرولیک عمومی به‌جای روغن ریل. همانطور که ذکر شد، روغن هیدرولیک بدون ماده چسبناک نمی‌تواند روی سطوح شیبدار بنشیند و بلافاصله روان می‌شود. این امر نیاز مکرر به اضافه کردن روغن و شکایات از لرزش و صدا (Stick–Slip) را در پی دارد. در واقع، اگر روغن مناسب استفاده نشود، باید مقدار بیشتری روغن به سیستم افزوده شود که در بلندمدت هزینه اضافی تولید می‌کند.

• استفاده از روغن دنده خودرویی (مثلاً API GL-5 معمول) در گیربکس صنعتی. روغن‌های خودرویی الزامات جداسازی آب و پایداری اکسیداسیون مشابه صنعتی را ندارند. به‌عنوان مثال، بسیاری از روغن‌های خودرو بدون نیاز به افزودنی‌های ضدآب هستند ولی در گیربکس صنعتی نامناسبند؛ بنابراین استفاده از آنها ممکن است باعث تجمع آب، زنگ‌زدگی و آسیب سنگین به دنده‌ها شود.

• انتخاب نادرست گرانروی: گاهی ویسکوزیتهٔ خیلی بالای روغن در ماشینی با سرعت کم یا برعکس، ویسکوزیته پایین در ماشینی با بار سنگین انتخاب می‌شود. همانطور که گفته شد، ماشین‌های سرعت بالا نیاز به روغن کم‌گرانروی دارند تا اصطکاک داخلی کاهش یابد، و اگر روغن سنگین باشد، دمای یاتاقان بالا می‌رود و دقت کاهش می‌یابد.

• نادیده گرفتن شرایط کاری: گاهی تغییری در دمای محیط یا بار ماشین ایجاد می‌شود اما روغن فعلی تعویض نمی‌گردد. این نیز باعث از دست رفتن فیلم روغن در دمای بالا یا ضخیم شدن بیش از حد در دماهای پایین می‌شود. با انتخاب روغن بر اساس ISO VG مناسب برای شرایط دمایی کاری، می‌توان از این اشتباه جلوگیری کرد.

جدول تخصصی انتخاب روغن برای ماشین‌ابزار

پیشنهاد محصول از سایت سیال پیشرو ایرانیان

روغن هیدرولیک صنعتی: برای مثال، روغن هیدرولیک وینتون VG 68 HL (Winton Hydraulic Oil VG 68 HL) یک روغن معدنی ضدسایش است که ISO VG 68 را در شرایط کاری بالا پشتیبانی می‌کند. این محصول با افزودنی‌های ضداکسیداسیون، ضدخوردگی و ضدسایش فرموله شده و برای سیستم‌های هیدرولیکی صنعتی با فشار متوسط تا بالا مانند پرس‌های هیدرولیک، دستگاه‌های CNC و خطوط تولید مناسب است.
روغن دنده صنعتی: به‌عنوان نمونه، روغن دنده وینتون 75W-80 GL-4 یک روغن معدنی با افزودنی EP است که برای جعبه‌دنده‌های دستی خودروهای سبک و نیمه‌سنگین طراحی شده است. این روغن با گرید API GL-4 ثبات حرارتی بالایی دارد و در دماهای پایین روانکاری عالی ارائه می‌دهد. مشخصاً برای گیربکس‌های دستی و دنده‌های حلزونی و مارپیچ (غیرهایپوئید) در ماشین‌آلات سبک و نیمه‌سنگین مناسب است.
(در سایت سیال پیشرو ایرانیان محصولات واقعی با مشخصات فنی مشابه موارد فوق موجود است که لینک صفحه هر محصول در متون فوق ارائه شده است.)

جمع‌بندی نهایی

انتخاب صحیح روغن ماشین‌ابزار یک تصمیم فنی است نه فقط اقتصادی. تأمین ویسکوزیته و افزودنی مناسب در روغن، تأثیر مستقیم بر کیفیت ماشین‌کاری و عمر قطعات دارد. به‌کارگیری روغن مناسب باعث کاهش سایش قطعات و افزایش عمر ماشین می‌شود؛ این موضوع خود به بهبود کیفیت سطوح تراش‌خورده منجر می‌شود و هزینه‌های تعویض بلبرینگ و تعمیرات را کاهش می‌دهد. همچنین روغن مناسب در کنترل دما و اکسیداسیون، مانع از سوختن روغن و خرابی‌های ناگهانی می‌شود و به همین دلیل تعویض‌های متناوب و توقف‌های اضطراری خطوط تولید را کاهش می‌دهد. بنابراین، بررسی دقیق مشخصات فنی روغن و انطباق آن با استانداردهای ماشین‌آلات، ضامن پایداری تولید و صرفه‌جویی بلندمدت در هزینه‌های تعمیر و نگهداری خواهد بود.