Способ оценки работоспособности пластичных смазок в узлах трения Советский патент 1980 года по МПК G01N11/04 

1

Изобретение относится к области испытания смазочных материалов и может быть использовано при оценке эксплуатационных свойств смазок, в частности работоспособности, предназна- 5 ченных для работы в узлах трения.

Известен способ для оценки эксплуатационных свойств смазок, основанный на измерении реологических характеристик исследуемых сред ij . О

Показатели и Т , rj и г при фиксированных скоростях сдвига и различных температурах характеризуют реологические свойства, но не имеют коли ественной связи с работоспособнос-15 тыо смазок, полученной в результате натурных испытаний, поскольку они не учитывают условий их деформирования в узлах трения. Для различных по работоспособности смазок эти пока-20 затели примерно одинаковы.

Известен метод определения механической стабильности, которая выражается индексом разрушения (.Кр) , характеризующим степень тиксотропного вое-25 становления смазки 2.

Сущность метода заключается в определении изменения предела прочности на разрыв в результате интенсивного деформирования смазки в зазоре между 30

статором и ротором тиксометра и при последующем тиксотропном восстановлении. В тиксометре фиксировано время разрушения 100 сек, скорость сдвига 6000 сек , температура 20С. Столбик смазки, выходящий из капилляра, разрывается в тот момент, когда его вес(ю) превосходит предел прочности .на разрыв смазки, подвергнутой интенсивному деформированию. По индексу разрушения судят о механической стабильности смазки

1ОО ,

где б.

- предел прочности на разрыв

исходной смазки; jp - предел прочности на разрыв

смазки после разрушения. Предел прочности на разрыв испытуемой смазки д, вычисляют по формуле

J ge -jO-m

(«),

б

лГг.

п.4

где tti- среднее арифметическое значение массы оторвавшегося столбика смазки (г) ; О - диаметр капилляра (ом). Описанный Biduie метод характеризу ет свойства смазок по их механическ стабильности, но не имеет корреляци онной связи с работоспособностью смазок в узлах трения, полученной в результате натурных испытаний и не позволяет однозначно судить об эксплуатационных свойствах смазок. Цель изобретения - создание спос ба, позволяющего с достаточной дост верностью оценивать работоспособнос пластичных смазок в узлах трения по их реологическим свойствам и сократить таким образом время испытаний. Поставленная цель достигается тем что в известном способе, включа101цем разрушение исследуемого образца сма ки в тиксометре, смазку разрушают н менее раз, после каждого разрушения определяют действительную вяз кость смазки, вычисляют значение ком плекса К по формуле к (ст../) . и по величине К судят о работоспосо ности смазки. Qcto./i структурная составляющая свободной энергии активаци кдм/кмоль) , характеризует энергию связей структурного каркаса смазки и определяется после первого разрушения по формуле: (Пч /qд.c(),кдж/кмoль где - универсальная газовая посто янная, равная 8,31кдж/кмоль Т - температура. К, - вязкость смазки после первого разрушения, мс/м; fbj,- вязкость дисперсионной среды мс/м ; с - концентрация загустителя смазки в вес.% Гп - величина тангенса угла накло на в координатах e8.b,a;.f(n) - краткость разрушения в тиксометра. Установлено, что комплекс К имеет корреляционную зависимость с работоспособностью ) полученной при испытаниях на стендах с заданным режимом работы. Изменение условий работы подгтшпника или его конструкции приводит к изменению этой зависимости. -В качестве рабочей гопитезы описываемого метода выдвигается предположение, что срок работоспособности пластичной смазки в подшипнике определяется сроком существования структурного каркаса, принципиально отличающего смазки от смазочных масел. Исследуемые образцы разрушают в тиксометре, что позволяет привести смазки к одинаковым начальным условиям для дальнейшего исследования их реологических свойств. Значение действительной вязкости f) пластичных смазок определяется наиболее точно при скорости сдвига f 100 , так как в этом случае все существующие эффекты, искажающие значение действительной вязкости, незначительны. Разрушение смазок в тиксометре проводят неоднократно, не менее двух раз после чего по значениям , п, la, вычисляют ВвЛИЧИНУй G СТ Р/1 ,Чстрз, . . . , п t R индекс (1,2, 3 ... ) соответствует кратности разрушения. Тангенс угла наклона в координатах § а стр f ( для различных смазок характеризует интенсивность разрушения структурного каркаса в зависимости от кратности разрушения п . Численно он равен показателю степени m в уравнении Пример. В соответствии с описанным способом было испытано 16 образцов смазок как свежеприготовленных, так и хранившихся в течение 5-ти лет, работоспособность которых полугана на стендах для трех режимов, в условиях Всесоюзного научно-исследовательного конструкторско- технологического института подшипниковой промышленности, г. Москва. Исследуемые образщл подвергались интенсивному разрушению в тиксометре неоднократно, после каждого разрушения снимались вязкостные характеристики в интервале температур от до 100°С. Определяли вязкость П,, ... , при /; 100 , что позволило вычислить энергию связей структурного каркаса Л(,стР/1 , ОстР2 -/ в QCTP 5 ДЛЯ пятикратного разрушения в тиксометре. По графической зависимости й,5с1р С (J определяют величину -i , которая равна тангенсу угла наклона ct. в указанных координатах и характеризует интенсивность разрушения структурного каркаса смазки. По полученным значениям приведенных выше величин q ;, г| о, с. гп и U Q стр и определяют значение комплекса К. Как показали исследования, величина К мало зависит от температуры.. В дальнейшем для обработки значения г.З.С. и Г|-) определялись при Т 348 К (), что соответствует средним условиям работы образцов в узлах трения стендов в опытах, результаты которых обрабатывались. Изменение условий работы подшипника или его конструкции приводит к изменению этой зависимости. Прецлагаемый метод позволяет предсказать возможную работоспособность смазок в данном узле трения при данных условиях без проведения длительных ст довых испытаний. Использование способа оценки раб тоспособности пластичных смазок по значениям комплекса К, учитывающего энергию связей в структурном каркас стминтенсивность снижения 4Qсто i пр разрушении, определяемую значением tg-ol.nrt , и соотношение вязкостей смазки и масла г( ,)д.с, по сравне нию с существующими методами определения величины TT-Q , г Кр, по которым оценивают качество смазки, обеспечивает следующие преимущества:Имеет корреляционную связь с рабо тоспособностью пластичных смазок в узлах трения, полученной в результате натурных испытаний на стендах. Обеспечивает возможность прогнозировать срок службы смазок в узлах трения в сравнительно короткий срок порядка 8 ч, по сравнению с натурными испытаниями, в результате чего появляется возможность сократить шта и затраты на труд при испытаниях на стендах, что дает экономию в народно хозяйстве. Позволяет целенаправленно вести синтез новых пластичных смазок с необходимыми свойствами по оптимальному технологическому режиму. Формула изобретения Способ оценки работоспособности пластичных смазок в узлах трения основанный на разрушении исследуемого образца смазки в тиксометре и измерении ее реологических свойств, ичающийся тем, что, ю ускорения процесса анализа шения точности анализа, анаемый образец смазки подвергарушению в тиксометре не менее аз, после каждого разрушения ют действительную вязкость с последующим расчетом критеботоспособности по формуле ,K.tlW П/Пэ.с. етрУ структура составляющая свободной энергии активации (КДЖ/КМОЛЪ . - универсальная газовая постоянная, равная 8-31 кдж/ /кмоль К; Т - температура. К; г -. вязкость смазки после первого разрушения, мс/м вязкость дисперсионной среды, Mc/M2j М -.величина тангенса угла наклона в координатах .«g ctp-f ( , П - кратность разрушения смазки. с.,.С.О+501 С - концентрация загустителя смазки в вес.%. сточники информации, ые во внимание при экспертизе Сб. Нефтепереработка и нефте, вып. 12, 1975, с. 66-73. ГОСТ 19295-73 прототип).