Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 [ 77 ] 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

имеют условный характер и недостаточны для оценки поведения смазок в эксплуатации.

Определение вязкости и предела текучести было первым шагом к научно обоснованному измерению реологических свойств смазок. Изучение этих параметров основывалось на предположении, что смазки могут описываться как простые пластичные тела. В частности, были сделаны попытки показать, что они подчиняются уравнению деформации тела Бингам-Воларовича. Однако уже первые измерения установили, что смазки обладают аномальной, неньютоновской вязкостью, а предел текучести не вполне отчетлив и может несколько смещаться в зависимости от времени действия нагрузки.

В самые последние годы установлено (П. А. Ребиндер [12, 15], Г. В. Виноградов [10, 13, 14] и др.), что консистентные смазки являются сложными пластичными телами, для полного описания деформации которых необходимо 5-б параметров, включающих, кроме вязкости и предельного напряжения сдвига, модуль упругости, период релаксации, характеристики последействия нагрузки и разгрузки. Величина этих параметров для различных типов деформации неодинакова и зависит от предшествующей термической и механической обработки испытуемой смазки. Для практических целей, как правило, нет необходимости определять все параметры деформации, но их исследование позволяет рационально выбрать и оценить значение ограниченного числа параметров, которые могут с достаточным приближением определить деформацию в частных условиях применения смазок.

Большая часть экспериментальных данных, накопленных к настоящему времени по реологическим свойствам смазок и влиянию состава и структуры на эти свойства, выражена в числах пенетрации и температуре каплепадения. Если исключить вязкость исходного масла, то до настоящего времени эти показатели остаются практически единственными параметрами реологических свойств смазок, включенных в стандарты. Попытка ввести в технические условия на отдельные смазки величину предельного напряжения сдвига вследствие неудачной методики ее определения не имела успеха.

По величине пенетрации можно судить о консистенции смазки: чем больше число пенетрации, тем мягче смазка.

Для полужидких смазок (предохранительные самолетомоторные 58 и 59ц, смазка № 12, и т. д.) пенетрация не определяется, у остальных смазок она лежит между 25 и 355 (при 25°). Если исключить наиболее густые смазки (буксовая, дышловая и др.), то этот предел может быть сужен до 150-355. Из смазок, относящихся к этой группе, наиболее мягкими являются пресс-солидол и синтетический солидол УС-с1 (число пенетрации 330-335) и наиболее твердыми-солидол М (190-230), солидол Т (150-190), тугоплавкая водостойкая смазка I-13 (175-210) и самолетомоторная тугоплавкая смазка НК-50 (170-225). Пенетрация солидола Л равна 230-290, конста-лина 225-275 (см. подробнее в сводке Р. Г. Иванова, П. М. Голенева и П. С. Тиндо [I]).

С повышением температуры пенетрация растет: так, если для дышловой смазки ДК пенетрация при 25° установлена 75 единиц, то при 75° она равна

200 единицам. Зависимость пенетрации от температуры выражена у мягких смазок слабее, чем у твердых.

Величина пенетрации не указывает на научно обоснованные показатели механических свойств. Смазки, обладающие равной пенетрацией, могут сильно различаться по вязкости и пределу текучести (см. табл. 47, составленную по данным Д. С. Великовского [11]) и соответственно с этим по своим эксплуатационным качествам.

Таблица 47

Соотношение между пенетрацией, вязкостью и предельным напряжением

сдвига смазок

Температура каплепадения по Уббелоде должна указывать температуру плавления смазок. Однако смазки размягчаются в значительном интервале температуры и температура каплепадения является сугубо условным показателем (см., например, [35]).

Смазки делятся на низкоплавкие -температура каплепадения ниже 65°, среднеплавкие-температура каплепадения 65-100° и высокоплавкие - температура каплепадения выше 100°. Температура каплепадения полужидких смазок ниже комнатной. Значения температуры каплепадения для некоторых смазок, установленные стандартами, приведены в табл. 48.

2« Течение консистентных смазок. Отдельные реологические свойства смазок исследуются в разных лабораториях разным» методами. Работы, посвященные изучению деформации одного объекта при одинаковых условиях в очень широком диапазоне напряжений или скоростей деформации, немногочисленны, а исследования, охватывающие на одном объекте все основные реологические свойства, насчитываются единицами. По этой причине удобнее рассмотреть отдельно течение смазок, их предел текучести, зшругие свойства и тиксотропию.

1 Наиболее широко охвачен диапазон скоростей деформаций смазок в работах г. В. Виноградова и его сотрудников и Арвесона. Эти авторы исследовали течение при изменении градиента скорости до шести десятичных порядков. Одновременно Г. В. Виноградов изучал упругие свойства, вследствие чего его работы дают наиболее полное описание деформаций смазок.

Таблица 48

Температура каплепадения смазок по Уббелоде

(согласно стандартам и техническим условиям)

При очень малых скоростях сдвига вязкость смазок весьма велика. Для технических солидолов зарегистрированы вязкости порядка нескольких десятков тысяч пуаз. Величина вязкости непосредственно не может служить для оценки текзести смазок, так как она зависит от размеров вискозиметра и скорости сдвига, т. е. является аномальной.

Арвесон [19], исследуя кальциевые смазки, обнаружил, что при повышении градиента скорости сдвига от 0,1 до 100000 сек.-* кажущаяся вязкость смазок, содержащих 6-18% мыла, снижалась на 4-5 десятичных порядка, причем ламинарная область течения не была достигнута. В этой работе не была обнаружена рейнеровская область даже при скоростях течения ниже 0,1 сек.-*

Аномалия вязкости возрастает со снижением температуры.

«=»0,2сек.

У одной исследованной нами натровой смазки отношение

*s= 12сек.-*

при 20 равно 34, а при -20° оно равно 320.

Первые систематические исследования вязкости смазок у нас в Союзе проведены В. П. Варенцовым [26] и Д. С. Великовским [40]. В. П. Варенцов изучал вязкость натровых, кальциевых, алюминиевых и церезиновых смазок в вискозиметре с горизонтальным капилляром при малых скоростях сдвига.

в этих работах имеется ряд интересных экспериментальных данных, но некоторые выводы, сделанные на их основе, в дальнейшем не подтвердились, в. П. Варенцов вместе с Роудсом и Алленом [25] полагал, что консистентные смазки, в том числе концентрированные, не обладают истинным пределом текучести, т. е. представляют собой высоковязкие псевдопластичные тела. Однако наличие статического предельного напр51жения сдвига у таких смазок, как солидолы, густые церезиновые смазки и тому подобные, в настоящее время не вызывает сомнений [4, 10, 15]. Далее, он считал, что можно определять внутреннее трение смазок при больших градиентах скорости путем расчета с помощью уравнения Филиппова (§ 2) из значений, полученных при малых градиентах скорости. Между тем А. А. Константинов [39] убедительно показал, что уравнение Филиппова неприменимо к консистентным смазкам.