Способ определения реологических характеристик пластичных смазок Советский патент 1985 года по МПК G01N11/08 

ел ел

со 1 Изобретение относится к исследо ванию физических свойств веществ,в частности к исследованию реологических свойств пластичных дисперсных систем (ДЦС) и может быть использовано при оценке качества пла тичных смазок. Известен способ определения рео логических свойств материала в потоке путем определения силы сопротивления .чувствительного элемен та потоку исследуемого движущего материала, в котором измеряют давл ние и по его величине определяют вязкость. Даннь1й способ используют для измерения реологических свойст жидких материалов t13Однако он не пригоден для определения свойств гшастинчных дисперсных систем. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ определения реологических свойств пластичных смазок путем измерения перепада давления в капиллярном устройстве, представляющем собой три последовательно расположенных капилляра с радиусами, равными D Д/Ш где I 1,2,3, О.- посто LV TtDL ный расход смазки через капилляры, Tf 3,14, D -г эквивалентная скорос сдвига, равная 1,10,100 реологических свойствах пластичных смазок судят по остаточному предел текучести С 23. Недостатком известного способа является необходимость в термостатировании исследуемого материала, связанная с затратой времени (Ci 20 мин), в результате чего информация о реологических свойствах смазок поступает с запаздывани ем. Кроме того, для прокачивания исследуемого материала через капиллярное устройство с постоянным расходом необходимо использование шестеренчатого насоса, приводимого во вращение с постоянным числом о ротов с помощью редуктора, а также электродвигателя, что значительно усложняет конструктивную схему способа определения реологических свойств ГЩС, Цель изобретения - ускорение определения реологических свойств пластичных дисперсных систем в пот ке за счет исключения операции термостатирования и упрощения измерительной схемы, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения реологических 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 4i(l . Для данного типа смазок существует корреляционная связь изменения этого параметра с изменениями показателей, характеризующих реологические свойства смазок (предела прочности и вязкости). Между вязкостью 1 напряжением сдвига t и скоростью сдвига D существует зависимость 1т:в этом вьфаясении - перепад давления на капилляре i R и L - конструктивные размеры капилляра, радиус и длина соответственно G - расход испытуемого материала через капилляры. В соответствии с указанным способом перепад давления на первом капилляре ЛР поддерживается постоянным, выражение 1 с учетом формул (1), (2), (3) и дР const будет иметь вид г АР, R, ZL I QiFfft ЧГ дР,К,2.11/1вгТ Н, :Й(1 Г °читывая, что расход ( через два оследовательно соединенных капиляра один и тот же, выражение для имеет вид ,

31

гдз.К-. константа устройства, зависящая от конструктивных размеров сапилляров и вели чины Лр const. На чертеже приведена схема,реализующая предлагаемый способ.

Смазка из технологического трубопровода за счет давления перед вентилем 1 поступает на устройство, состоящее из двух последовательно соединенных капилляров 2 и 3 и регулирующего клапана 4, изменяющего расход {J

Радиусы капилляров RI и R. выбраны такими, что соотношение скорости сдвига Т) к 1)2 равно 10. Это условие будет вьтолнено с учетом вьфаженил (3) при соотношении R,|Ri 1 : УТо i 1:2,16.

Расход исследуемого материала через капиллярное устройство регулируется клапаном 4, так что перепад давления fip на капилляре 2, измеряемый дифманометром 5, с помощью регулятора 6 поддерживается постоянным.

Перепад давления Д Р, на капилляре 3 измеряется дифманометром 7. Характеристику испытуемого материала вычисляем по формуле (4).

Пример. Для испытания берут ри образца смазки типа Литол-24, одержащих загустители 8,10 и 12%. Концентрация 10% соответствует

55914 4

стандартной смазке). Температура испытания t 50 °С.

Образцы смазок прокачивают через измерительную часть, поддерживая перепад давления на капилляре 2 равным 4,5 кгс/см. При этом значении йР величина К в управнений (4) будет равна 2,22 кг/см. Перепады давления на капилляре 3 fO для трех испытуемых образцов соответственно равны &Р, 1,95 кг/см 3,00 КГ/CMS 4,71 кг/см. Соответствующие этим показаниям значения 1г/4 , рассчитанные по формуле (4), равны 4,33, 6,68 и 10,5.

Широкий диапазон изменения веЛи чины отношения |t в зависимости от качества смазки иллюстрирует возможность регулирования по этому параметру технологического процесса производства смазок.

Для сравнения эффективности предлагаемого способа с известным образец смазки Литол-24 с 10% загустителя исследуют в интервале температур от 20 до 10б°С. Для сравнения указанный образец испытуют также известным способом в этом же диапазоне температур. Причем вязкости юо и д в известном способе определяются при постоянных скоростях сдвига D 100 с- и Вг. If с Данные испытания приведены в таблице.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК Ш1АСТИЧНЫХ СШЗОК путем измерения перепада давления в капиллярном устройстве, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения способа, 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.

Как видно из приведенных данных отношение 7./4i полученное предлагаемым способом, не зависит от температуры; значения отличаются не более, чем на 5%, что соответствует, допустимой погрешности метода определения вязкости. В известном способе отношение Тю Пюо меняется в этом температурном диапазоне примерно в 1,5 раза. Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать значения гК( исследуемого материала, которые на зависят от температуры, что дает возможность, 511 исключив операцию термостатирования, по величине перепада давления на втором капилляре контролировать и регулировать качество смазки по ее реологическим свойствам. Исключение операции термостатирования в предложенном способе позволяет сократить время запаздывания в контуре регулирования и ускорить процесс измереТе)(. трубопровод

/

Р2

/

2

PI

Регу f - задание

ттор кия illii что способствует ,получению смазки более высокого качества, Кроме того, отсутствие шестеренчатого насоса, приводимого во вращение с помощью редуктора и электродвигателя, значительно упрощает систему регулирования и гарантирует ее высокую надежность в эксплуатации. -IX