Способ определения реологических характеристик пластичных смазок

(51) С 01 И 11/08 БРЕТ ТЕЛЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ(56) 1. Авторское свидетельство СС к 576528,кл. С 01 И 11./08, 1976.2. Авторское свидетельство СССР Мф .873035, кл. С 01 И 11/08, 1981 (прототип). ЯО 1155914 А(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАСТИЧНЫХСМАЗОК путем измерения перепададавления в капиллярном устройстве,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью ускорения и упрощения способа, исследуемый материал пропускаютчерез два последовательно соединенных капилляра с переменным расходом, причем перепад давления на одном из капилляров поддерживаютпостоянным, а по перепаду давленияна втором капилляре судят о реологических свойствах исследуемого материала.-й( Учитывая, что последовательн ляра один и тосход Й через два соединенных капилже, выражение для 92 И 1 1 4Изобретение относится к исследованию физических свойств веществ,вчастности к исследованию реологических свойств пластичных дисперсных систем (ПДС) и может быть использовано при оценке качества пластичных смазок.Известен способ определения реологических свойств материала впотоке путем определения силы со Опротивления чувствительного элемента потоку исследуемого движущегоматериала, в котором измеряют давление и по его величине определяютвязкость. Данный способ используют 15для измерения реологических свойствжидких материалов 13.Однако он не пригоден для определения свойств пластинчных дисперсных систем, 20Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кпредлагаемому является способ определения реологических свойствпластичных смазок путем измерения 25перепада давления в капиллярномустройстве, представляющем собойтри последовательно расположенныхкапилляра с радиусами, равными:/ где= 1 2 3 8. - постоян-ЗОз Г 7 Гр 9ный расход смазки через капилляры,3,1 ч, Р в . эквивалентная скоростьсдвига, равная 1, 10,100 с 1 О реологических свойствах пластичных35смазок судят по остаточному пределутекучести 1 23,Недостатком известного способаявляется необходимость в термостатировании исследуемого материала,связанная с затратой времени( 20 мин), в результате чего ин -Формация о реологических свойствах смазок поступает с запаздыванием. Кроме того, для прокачиванияисследуемого материала через капиллярное .устройство с постояннымрасходом необходимо использованиешестеренчатого насоса, приводимогово вращение с постоянным числом оборотов с помощью редуктора, а такжеэлектродвигателя, что значительноусложняет конструктивную схемуспособа определения реологическихсвойств ПДС. Цель изобретения - ускорениеопределения реологических свойствпластичных дисперсных систем в потоке за счет исключения операции термостатирования и упрощения измерительной схемы.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения реологическнх характеристик пластичных смазок, включающему измерение перепада давления в капиллярном устройстве, исследуемый материал пропускают через два последовательно соединенных капилляра с переменным расходом, причем перепад давления на одном из капилляров поддерживают постоянным, а по перепаду давления на втором капилляре судят о реологических свойствах исследуемого материала.В предлагаемом способе определяется отношение вязкостей "1, . Для данного типа смазок существует корреляционная связь изменения этого параметра с изменениями показателей, характеризующих реологическиесвойства смазок (предела прочности и вязкости) .Между вязкостью р 1 напряжением сдвигаи скоростью сдвига Р существует зависимость0(2) где р - перепад давления на капилляре,и 1. - конструктивные размерыкапилляра, радиус идлина соответственно,6 - расход испытуемого материала через капилляры.В соответствии с указанным способом перепад давления на первом капилляре ЬР поддерживается постоянным, выражениес учетом Формул (1), (2), (3) й дР = сопзе будет иметь вид55914 4стандартной смазке). Температура испытания 1 = 50 С.Образцы смазок прокачивают через измерительную часть, поддерживая перепад давления на капилляре2 равным 4,5 кгс/см . При этомзначении дР величина К в управнении (4) будет равна 2,22 кг/см.Перепады давления на капилляре 3 10 для трех испытуемых образцов соответственно равны 6 Р = 1,95 кг/см 2,00 кг/с,,Рф=4,71 кг/см. Соответствующие этимпоказаниям значения 7 и рас 7 15считанные по формуле (4), равны 4,33,6,68 и 10,5.Широкий диапазон изменения веЛичины отношения1 в зависимости.от качества смазкй иллюстрирует возможность регулирования по этомупараметру технологического процессапроизводства смазок.Для сравнения эффективности предлагаемого способа с известным образец смазки Литолс 107 загусти-теля исследуют в интервале температур от 20 до 100 С. Для сравнения указанный образец испытуют такжеизвестным способом в этом же диапазо- ЗО не температур. Причем вязкости о.и , в известном способе опрЕделяются при постоянных скоростях сдвига Э = 100 с " и Эг - 10 с Данные испытания приведены в таблице. Предлагаемый способ Известный способ,Па с 6,77 6,44 45 290 7 9) 6,69 60 6,45 8,47 30 6,80 80 9,12 228 5 6,33 100 22 Как видно из приведенных данных отношение 9(. полученное предлагаемым способом, не зависит от температуры; значения 11 отличаются не более, чем на 5 Е, что соответствует допустимой погрешности метода определения вязкости. В извест 3 11 гдэ К - константа устройства, зави-сящая от конструктивныхразмеров .капилляров и величины 6 = сопз.На чертеже приведена схема,реализующая предлагаемый способСмазка из технологического трубопровода за счет давления перед вентилем 1 поступает на устройство, состоящее иэ двух последовательно соединенных капилляров 2 и 3 и регулирующего клапана 4, изменяющего расход ЯРадиусы капилляров К 1 и К выбраны такими, что соотношение скорости сдвига Э 1 к Юг равно 1 О. Это условие будет выполнено с учетом выражения (3) при соотношении К, 1 Р, = 1: ЮО " 1 ф 2, 16.Расход исследуемого материала через капиллярное устройство регулируется клапаном 4, так что перепад давления дР на капилляре 2, измеряемый дифманометром 5, с помощью регулятора 6 поддерживается постояннымПерепад давления Ь 1 на капил,ляре 3 измеряется диАманометром 7. Характеристику испытуемого материала вычисляем по формуле (4) . П р и м е р. Для испытания беруттри образца смазки типа Литол,содержащих загустители 8,10 и 127"1,/1, 1 Па с ном способе отношение 1 о 11 оо меняется в этом температурном диапазонепримерно в 1,5 раза. Таким образом,предлагаемый способ позволяет получать значения .г 1, исследуемогоматериала, которые на зависят оттемпературы, что дает воэможность,ВНИИПИ Заказ 3131/38 Тираж 897 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 исключив операцию термостатирования,по величине перепада давления навтором капилляре контролировать и ре,гулировать качество смазки по ее реологическим свойствам. Исключениеоперации термостатирования в предложенном способе позволяет сократитьвремя запаздывания в контуре регулирования и ускорить процесс измереТехиопвг. ярубоиро 5 о 3 55914 бния Ччто способствует получению смазки более высокого качества. Кроме того, отсутствие шестерен чатого насоса, приводимого во вращение с помощью редуктора и электродвигателя, значительно упрощает систему регулирования и гарантирует еевысокую надежность в эксплуатации.