01 潤滑脂簡介 潤滑脂是將一種或幾種稠化劑分散到一種(或幾種)液體潤滑油中形成的一種固體或半固體 狀的產(chǎn)物,潤滑脂實質(zhì)上是一種稠化了的潤滑油,由稠化劑以膠團(tuán)或纖維形式均勻地分散在 基礎(chǔ)油中,形成膠體分散體系。稠化劑膠團(tuán)或纖維結(jié)構(gòu)通過范德華力和毛細(xì)管作用吸附住基 礎(chǔ)油,形成脂。潤滑脂在常溫和靜止?fàn)顟B(tài)時能夠保持一定的形狀而不流動, 可以粘附在金屬 表面而不滑落,而當(dāng)其受到高溫或超過一定限度的外力作用時,又能夠像液體一樣流動。因 其具有良好的潤滑、抗水、防銹、抗磨、保護(hù)和密封等性能,被廣泛應(yīng)用于航空、汽車、食 品、儀表、鐵路等行業(yè)的軸承、齒輪、渦輪及其他機械部件上。 02 粘度測定及流變學(xué)研究的意義 潤滑脂屬于典型的非牛頓流體,潤滑脂的粘度和流變學(xué)特性在一定程度上決定了潤滑脂的使 用性能。潤滑脂的流變特性直接影響潤滑脂工作過程中表現(xiàn)出的摩擦磨損性能、軸承啟動性 能、振動噪聲等性能,與軸承流失、漏油、泵送流動性等使用性能密切相關(guān)。大量的研究和 實踐表明,在潤滑脂的生產(chǎn)制備過程中,基礎(chǔ)油粘度、稠化劑種類、稠化劑含量、溫度和添 加劑、制備工藝、纖維結(jié)構(gòu)等因素均會對潤滑脂的粘度和流變學(xué)特性產(chǎn)生影響。 因此,在潤滑脂的生產(chǎn)加工工藝中,必須注意對粘度的控制和流變學(xué)特性的研究。根據(jù)不同 的應(yīng)用行業(yè)及使用用途,合理調(diào)節(jié)潤滑脂各組分的種類、含量及配比、微觀纖維結(jié)構(gòu)等參數(shù), 優(yōu)化和改進(jìn)制備工藝,生產(chǎn)出滿足不同行業(yè)及不同用途的產(chǎn)品。 03 潤滑脂粘度測量 使用 DV3T 錐板流變儀+TC-650 AP 循環(huán)水浴系統(tǒng)(如圖 1 所示),測試一種潤滑脂(用戶提 供)在 20℃和 40℃條件下,粘度隨剪切速率改變而變化的情況。
分析溫度和剪切速率對潤滑脂表觀粘度的影響情況,確定潤滑脂粘度的測試方法。TC-650 AP 循環(huán)水浴系統(tǒng)用于控制樣品溫度,Rheocalc T 軟件連接主機,進(jìn)行程序編輯及數(shù)據(jù)采集,繪 制粘度變化曲線,以及數(shù)據(jù)分析,測試數(shù)據(jù)及分析結(jié)果詳見圖 2。 使用 Rheocalc T 軟件編輯剪切率掃描程序,待樣品溫度穩(wěn)定后開始粘度測試,根據(jù)圖 2 的 結(jié)果可知,當(dāng)剪切率增加時,該潤滑脂的粘度顯著下降,具有剪切變稀的特性,在 20℃時 粘度的下降速率高于 40℃時的粘度下降速率。 在確定潤滑脂表觀粘度的測試方法時,應(yīng)通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)速(或剪切率),使粘度計的扭 矩讀數(shù)在 10% - 90% 之間(中高扭矩為佳),以獲得穩(wěn)定且準(zhǔn)確的粘度測試結(jié)果。根據(jù)圖 3 中扭矩隨剪切率變化的情況,該潤滑脂在 20、40 ℃條件下進(jìn)行剪切率掃描測試時,在 4、8、 20 1/S 三種剪切率下,扭矩讀數(shù)在 40-60%之間,因此,這三種剪切率均可以作為該潤滑脂 的粘度測試條件。此外,為了獲得具有重現(xiàn)性的測試結(jié)果,必須確保測試條件的一致性(粘 度計機型、轉(zhuǎn)子編號、轉(zhuǎn)速或剪切率、溫度、測試時間、樣品量等)。 錐板粘度計適用于微量樣品的粘度測試,測試所需樣品體積僅為 0.5-2.0 mL(具體的樣品量 與所使用的轉(zhuǎn)子型號相關(guān)),可有效節(jié)約測試成本;錐板粘度計使用錐形轉(zhuǎn)子及配套的樣品 杯,可以計算的剪切率和剪切應(yīng)力,得到粘度;樣品杯中內(nèi)置 RTD 溫度探針,通 過外接循環(huán)水浴,可實現(xiàn)測試過程中樣品溫度的控制和測量;由于樣品量很少,可快速恒溫, 有效提高測試效率。TC-650 AP 循環(huán)水浴系統(tǒng)的控溫精度zui高可達(dá) 0.01℃,為粘度測試提供 準(zhǔn)確及穩(wěn)定的溫度條件。 04 應(yīng)用概述 作為世界上zui的粘度計/流變儀生產(chǎn)商之一,AMETEK - Brookfield 一直致力于為廣大用戶 提供質(zhì)量穩(wěn)定可靠,測量度高,測量重復(fù)性好的產(chǎn)品。Brookfield 粘度計的測量精度可 以達(dá)到全量程測量范圍的±1%,重復(fù)性可以達(dá)到±0.2%,是實驗室開展質(zhì)量控制及產(chǎn)品研發(fā) 的理想選擇。針對不同行業(yè)的粘度測試需求,提供個性化的解決方案,適應(yīng)各種行業(yè)用 戶的分析需求。 潤滑脂的流變特性與工作性能密切相關(guān),研究潤滑脂流變特性對摩擦磨損行為、軸承啟動狀 態(tài)、振動噪聲情況的影響,用屈服應(yīng)力、觸變性、粘彈性等流變學(xué)參數(shù)分析潤滑脂摩擦磨損 性能、軸承啟動性能、振動噪聲性能,對指導(dǎo)不同工況下潤滑脂的選擇以及潤滑脂工作性能 評價分析具有重要的意義。
RST 流變儀可以進(jìn)行全面的流變學(xué)測試,在質(zhì)量控制和研發(fā)領(lǐng)域均可進(jìn)行的流變分析。 RST 系列流變儀具有控制剪切率和剪切應(yīng)力兩種模式,尤其適合于測量非牛頓流體在穩(wěn)態(tài)流 動下的粘度、流變曲線等特性。另外,它還可以測量非穩(wěn)態(tài)剪切流動和蠕變狀態(tài)下的粘彈性、 屈服應(yīng)力以及觸變性等流變特性。 |