מאמרים

מהו מקדם חיכוך ומה חשיבותו בסגירה ואבטחת ברגים? על הידוק, חיכוך ומה שביניהם…

ברגים לשם מה? מהו הידוק ומהו חיכוך?

ברגים משמשים בתעשיה להידוק מכלולים ומכונות המיועדים לפירוק עתידי. הידוק המכלולים מושג באמצעות חיכוך בין הבורג לתבריג ובין מומנט סגירה וכוח מתיחההחיכוך הינו תוצאה של העברת מומנט סגירת הבורג/האום מהראש לגוף ההברגה וניצול המתיחה הכלואה בבורג עצמו (Pre-tension) למתיחה ולחץ מיטביים. במהלך ההברגה מופעלים כוחות גדולים מאד היוצרים משטח חיכוך מעורב היוצר שחיקה ובלאי אותם אנו רוצים למנוע.
ברגים ואומים מפלדה מסופקים בדרך כלל כשהם משומנים בשמן שימור. שימון זה מהווה הגנה זמנית נגד קורוזיה ומאפשר מקדם חיכוך טוב לשימוש ראשוני למערכות מוברגות ללא עומסים מכאניים וטרמיים גדולים. בברגי פלדה פשוטים קיימות שכבות תחמוצת טבעיות על פני השטח והן פועלות כשכבת סיכה נוספת ועשויות לאפשר החלקה טובה של האום על הבורג ואולי גם יצירת כוח מספק להידוק טוב. לעומת זאת, בברגים מסגסוגות פלדה, במיוחד כאלו המכילות ניקל, כרום או מוליבדן, המצב מורכב יותר. שכבות התחמוצת בברגים אלו הן דקות ביותר ונשחקות במהירות במהלך מתיחת הבורג, וכתוצאה מהלחץ הגבוה שנוצר נדבקים המשטחים ומתפתחת קורוזיית מגע, כלומר נוצר ריתוך קר בין הבורג לאום והם מתחברים זה לזה ללא יכולת הפרדה.

 

כיצד מושגת אטימה טובה גם לאחר פעולות מתיחה ושחרור חוזרות ונשנות ומהו מקדם החיכוך הרצוי?

 

בתכנון מערכות מכאניות הכוללות חיבור רכיבים באמצעות ברגי הידוק כגון – אוגנים, ראשי מנועי שריפה פנימית, ומכסי מכלים, יחיבור רכיבים באמצעות ברגי הידוקש להבטיח כי הכוחות הציריים בכל הברגים יהיו אחידים וזאת על מנת להשיג הצמדה אחידה ואטימה טובה, כמו כן רצוי להמנע מריכוז מאמצים בבורג אחד על חשבון אחרים.

כאשר נדרשת סגירה אחידה ומבוקרת של ברגים, מקדם החיכוך הינו פרמטר חשוב ביותר, והערך ההנדסי הנכון שיבטיח חיכוך אחיד הוא מקדם חיכוך µ=0.09-0.12. מקדם חיכוך גבוה יותר יגרום למתיחה חלשה מדי של הבורג ואילו מקדם חיכוך נמוך יותר עלול לגרום לקריעת הבורג עקב מתיחת יתר (בהעדר חיכוך) בעת הפעלת המומנט.
מקדם חיכוך מיטבי ניתן להשיג באמצעות יישום של חומר סיכה המתאים ליישום. חומר אופייני הוא משחת תבריגים על בסיס שמן מינרלי/סינטטי עם אבקה מתכתית (כגון נחושת) או קראמית. משחות אלו מאפשרות שליטה טובה במקדם החיכוך ומערכת הידוק מבוקרת. לדוגמה: שימוש במשחת נחושת OKS 240 בברגי 8.8 מושחרים מאפשר בחירת מקדם חיכוך מדויק ואחיד- סטייה מירבית של 5% מערך נתון.

 

על הקשר בין חומר סיכה למניעת קורוזיה

תנאי סביבה שונים, חומרים כימיים בשימוש או בסביבה וטמפרטורות משפיעים רבות על הבחירה בחומר הסיכה הנכון ליישום.
חומר הסיכה המתאים יאפשר קבלת כוח צירי מדויק בבורג במומנט הסגירה, ימנע היווצרות קורוזיה כתוצאה מתנאי סביבה קשים ויבטיח שחרור קל של הבורג גם לאחר תקופת שירות ארוכה במשרעת טמפרטורה רחבה ואף גבוהה מאד כמו ברגים בקווי קיטור. חומרי סיכה אלו שייכים למשפחה נרחבת של חומרים המוגדרים כ"מונעי היתפסות" (אנטי סיז, Anti Sieze).

מה עושים כנגד תופעות כמו איכול, כרסום וקורוזיה וכיצד להגן על חיבורים מוברגים?

אתגרים טכנולוגיים נפוצים בברגים כמו איכול, אירוזיה, קורוזיה וריתוך קל ניתנים לטיפול ומניעה באמצעות שימוש במשחת תבריגים נכונה או באמצעות סיכה יבשה. לדוגמא, OKS 217 או OKS 500. שימוש במוצרים אלו יוצר שכבת הפרדה בין כריכות הבורג והאום העמידה בטמפרטורות ובלחצים גבוהים המסוגלת להגן על משטחי התבריג בפני "ריתוך קר" המופיע כבר בעת מתיחת הבורג או בהשפעת טמפרטורה מעל 500 מעלות. המשחה המפרידה מונעת גם חדירת לחות וגזים מחמצנים הגורמים לקורוזיה. תכונות חומרי הסיכה מבטיחות שחרור קל של הבורג גם לאחר שהות בטמפטורה גבוהה מאד ובסביבה קורוזיבית. מתאים במיוחד ביישומים בתעשיה הכימית הקורוזיבית מטבעה.

oks250_1kg
גולת הכותרת בתחום ההגנה על חיבורים מתוברגים הינה המשחה הרב תכליתית OKS 250. משחה זו מבוססת על שמן סינטטי, מכילה מוצקי סיכה קראמיים ותוספים לעומסי שחיקה גבוהים בטכנולוגיה מתקדמת MOx Active המשחה עמידה בטמפ' גבוהות עד 1400°C, היא מגינה מפני קורוזיה ודוחה מים קרים וחמים, אינה מכילה מתכות, אינה מכילה חומרים מסוכנים כמו גופרית, זרחן, כלור, ניקל ועוד, נצמדת היטב לפני השטח ומאושרת מזון לפי תקן NSF H2. מוצר מיוחד זה מסופק בצורתו המשחתית אך גם כתרסיס נוח ליישום OKS 2501.
פלדות אוסטנטיות, פלדות אל חלד (פלב"מ), יוצרות, בעת חשיפה ללחות ומים, תא גלווני ומשום כך נדרש להשתמש עבורן במשחה קראמית שאינה מכילה מתכות. דוגמה טובה למשחה מסוג זה היא OKS 250, התוספים הקראמיים במשחה זאת מונעים מגע ישיר בין משטחי התבריגים ומחליקים את בליטות החספוס מבלי שההידוק יגרום לריתוך קר. התוסף המיוחד למניעת שחיקה, MOx Active, המבוסס על מוליבדן בתרכובת אורגנית, מעלה את יכולת נשיאת העומס ומניעת השחיקה של המשחה OKS 250. מוצקי הסיכה הקראמיים מאפשרים פעולת הבורג ואפשרות פירוקו בקלות בטווח טמפרטורות רחב, עד 1400 מעלות.

 

כיצד יש להשתמש במשחות ברגים?

את משחות הברגים ניתן להשיג בקופסאות, שפופרות או בתרסיסים. המשחה נמרחת ידנית בעזרת מכחול נקי, מטלית או בהתזה על כל משטח הברגה נקי. רצוי לא לערב בין משחת ברגים ושמן או גריז כדי לא לפגוע בתכונות המשחה. יחד עם זאת, אין בדרך כלל צורך בסילוק השמן מברגים חדשים המגיעים משומנים.
רצוי שלאחר מתיחת הבורג יישאר סביבו "צווארון" משחה המבטיח איטום נגד השפעות הסביבה.

סיכום

מוצרים למניעת היתפסות, אנטי סיז, של ברגים מאפשרים קבלת מקדם חיכוך אחיד ככל האפשר והינם הכרחיים ליישום כאשר מדובר, בין היתר, באגינה ארוכת טווח, בחום גבוה ובסביבה כימית/קורוזיבית קשה. מניעת ההיתפסות מושגת בזכות השימוש במוצקי סיכה, במשחות או בציפויים, המגנים על משטחי התבריג במצב של חיכוך מעורב הן בזמן המתיחה והן בעת שחרור הבורג לאחר זמן שירות.

כאשר אנו באים להתאים משחה ו/או חומר סיכה לבורג מסוים, יש לתת את הדעת לנקודות הבאות על מנת שהבחירה תהיה מיטבית לסוג הבורג:
• היישום והכוחות הפועלים.
• מומנט הסגירה של הבורג – כוח ההידוק הרצוי.
• ההידוק המינימאלי הנדרש למילוי תפקיד חיבור הבורג.
• טמפרטורת הסביבה והאפליקציה.
• חומרים בסביבת העבודה.
• החומר ממנו עשוי הבורג.
• פרק הזמן הצפוי לעבודה.

כותבהמאמר –  דרור אילת, מנהל תחום סיכה וחומרי הפרדה.

מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך: איך לסכך גלגלי שיניים ועל גריז שיש בו הכל

מתלבט או זקוק לסיוע טכני? אנחנו כאן. נשמח לעמוד לשירותך.