Способ определения реологических характеристик пластичных смазок

 

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 .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(st) G 01 N 11/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3674960/24-25 (22) 15. 12.83 (46) 15.05.85. Бюл. Ф 18 (72) К.К. Трилиский, Г.Б. Фройштетер, В.И. Грищук, Л.О. Юртин и И.Д. Георгиев (53) 532.137 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР к 576528,кл. G 01 N 11./08, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

В .873035, кл. С 01 N 11/08, 1981 (прототип).

„„SU„„1155914 А (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАСТИЧНЫХ

СМАЗОК 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. (2) (3) D

D -1

g2(g Р2

1 1155914

Изобретение относится к исследованию физических свойств веществ,в частности к исследованию реологических свойств пластичных дисперсных систем (ПДС) и может быть использовано при оценке качества пластичных смазок.

Известен способ определения реологических свойств материала в потоке путем определения силы со- 10 противления чувствительного элемента потоку исследуемого движущего материала, в котором измеряют давление и по его величине определяют вязкость. Данный способ используют 15 для измерения реологических свойств жидких материалов (13.

Однако он не пригоден для определения свойств пластинчных дисперсных систем. 20

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ определения реологических свойств пластичных смазок путем измерения 25 перепада давления в капиллярном устройстве, представляющем собой три последовательно расположенных капилляра с радиусами, равными р.=д где j = 1 2 3 8. — постоян-ЗО з 7Г Ч тр, У S 9 ный расход смазки через капилляры, 3, 14  —. эквивалентная скорость сдвига, равная 1,10,100 с 1 О реологических свойствах пластичных

35 смазок судят по остаточному пределу текучести f 23.

Недостатком известного способа является необходимость в термостатировании исследуемого материала, связанная с затратой времени (20 мин), в результате чего ин— формация о реологических свойствах cMBsoK поступает с запаздыванием. Кроме того, для прокачивания исследуемого материала через капиллярное .устройство с постоянным расходом необходимо использование шестеренчатого насоса, приводимого во вращение с постоянным числом оборотов с помощью редуктора, а также электродвигателя, что значительно усложняет конструктивную схему способа определения реологических свойств ПДС.

Цель изобретения — ускорение определения реологических свойств пластичных 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 5 ($

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 и скоростью сдвига D существует зависимость

1=—

D (1)

В этом выражении аР 1 цй

D = =>

ТiК где р — перепад давления на капилляре, и L — конструктивные размеры капилляра, радиус и длина соответственно, 6 - расход испытуемого материала через капилляры.

Б соответствии с указанным способом перепад давления на первом капилляре ЬР поддерживается постоянным, выражение с учетом формул (1), (2), (3) и дР = const будет иметь вид

Учитывая, что расход 8 через два .последовательно соединенных капил/ ляра один и тот же, выражение для

) имеет вид

55914 4 стандартной смазке). Температура испытания 4 = 50 С.

Образцы смазок прокачивают через измерительную часть, поддерживая перепад давления на капилляре

2 равным 4,5 кгс cM . При этом значении. дР величина К в управнении (4) будет равна 2,22 кг/см .

Перепады давления на капилляре 3

1(} для трех испытуемых образцов соотt ветственно равны 4f} = 1,95 кг/см, 3,00 кг/см, gP»

=4,71 кг/см . Соответствующие этим показаниям значения 7г и рас7

f5 считанные по формуле (4), равны 4,33, 6,68 и 10,5.

Широкий диапазон изменения веЛичины отношения } 1„ в зависимости г 1 .от качества смазкй иллюстрирует возможность регулирования по этому параметру технологического процесса производства смазок.

Для сравнения эффективности предлагаемого способа с известным обра25 зец смазки Литол-24 с 10Х загусти- теля исследуют в интервале температур от 20 до 100 С. Для сравнения указанный образец испытуют также известным способом в этом же диапазоЗО 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 г / 1, }1 Па.с, Па. сс

6,77

6,44

290

7 9 э

6,69

6,45

8,47

6,80

9,12

228

9,45

6,33

100

Как видно из приведенных данных отношение } („. полученное предлагаемым способом, не зависит от температуры; значения г11„ отличают-SS ся не более, чем на 5Е, что соответствует допустимой погрешности метода определения вязкости. В извест3 11 гдэ К вЂ” константа устройства, зависящая от конструктивных размеров .капилляров и вели чины аР„ = const.

На чертеже приведена схема,реализующая предлагаемый способ..

Смазка 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 Я °

Радиусы капилляров К1 и Кг выбраны такими, что соотношение скорости сдвига Ý} к Bz равно 10. Это условие будет выполнено с учетом выражения (3) при соотношении

К1 I R г = 1: " /10 " 1: 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 постоянным.

Перепад давления д Р> на капил,ляре 3 измеряется дифманометром 7.

Характеристику испытуемого материала вычисляем по формуле (4) .

Hp и м е р. Для испытания берут три образца смазки типа Литол-24, содержащих загустители 8,10 и 127.. (Концентрация 10Х соответствует ном способе отношение 1

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 исключив операцию термостатирования, по величине перепада давления на втором капилляре контролировать и ре,гулировать качество смазки по ее реологическим свойствам. Исключение операции термостатирования в предложенном способе позволяет сократить время запаздывания в контуре регулирования и ускорить процесс измере7ехиоооz. трубоиробо3

55914 б ния,, что способствует получению смазки более высокого качества.

Кроме того, отсутствие шестерен5 чатого насоса, приводимого во вращение с помощью редуктора и электродвигателя, значительно упрощает систему регулирования и гарантирует ее высокую надежность в эксплуатации.