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

Пристенное скольжение смазок послужило предметом специальных исследований Д. М. Толстого [41]. Для этой цели он разработал четыре различных метода. Опыты показали, что существуют два вида пристенного скольжения смазок: граничное, развивающееся в слое с толщиной, равной долям микрона, и размытое, охватывающее

- А J

сравнительно толстые слои, порядка нескольких десятков микрон (фиг. 100). Им установлено, что с увеличением напряжения сдвига скорость пристенного скольжения возрастает. Повышение нормальной нагрузки также усиливает пристенное скольжение по стали (для стекла последний эффект не наблюдался). У исследованных солидолов предельное напряжение сдвига в пристенном слое оказалось заметно меньшим, чем в объеме. Так, если у образца № 21 предельное напряжение сдвига в пристенном слое равнялось 1100 дн/см, то в объеме оно составляло 1850 дн/см; у образца № 22 -соответственно 3500 и 9500 дн/см.

Для изучения течения смазок Г. В. Виноградов и В. П. Павлов [10, 13, 20] построили капиллярный вискозиметр постоянного расхода, в котором можно было широко варьи- С»

ровать градиент скорости с>

Фиг. 100. Распределение скоростей в слое смазки между тангенциально смещающимися пластинками

(по Д. М. Толстому [41]).

а - граничное пристенное скольжение; б - размытое

пристенное скольжение.

И напряжение (см. § 9). Те-

чение характеризовалось кривыми te=/Og) (см. § 2). Изучались образцы жирового и эмульсионного солидолов, приготовленных из различных жиров и минеральных масел (фиг. 100а).

г. в. Виноградов и В. П. Павлов пришли к выводу, что изменение длины капилляра до двух с лишним раза и материала, из которого он изготовлен, не

сказывается существенно на кривых течения. В противоположность этому изменение радиуса капилляра сильно влияет на эти кривые. Вследствие разогревания смазок при течении верхняя граница давлений, при котором они могут вискозиметрироваться в капиллярных приборах, не превосходит 50- 100 am. Наиболее целесообразно сопоставлять течение смазок в капиллярах

при градиентах скорости от 10 до 10- сек.""**

-jOto че о W2B3Q fyosQ 60 тех

Фиг. 100а. Зависимость прочности (предела текучести) смазок от температуры.

7 - смазка №21; 2 - смазка кальциевая обр. № 1; 3 - конста-лин Коротковолокнистый; 4 - солидол жировой; 5 - смазка 1/13; 6 - смазка кальциевая обр. 2 (по г. В. Виноградову и К. И.

Климову).

Из выводов о вязкостных свойствах, полученных в этих работах, мы отметим следующие: загущающий эффект жировых солидолов от добавки загустителя наиболыпий при изготовлении смазок из маловязких масел. Он снижается с повышением вязкости масла. Эмульсионный солидол обладает значительно более крутой температурной кривой сопротивления течению, чем жировой солидол. Эффект загущения жировых солидолов возрастает с повышением температуры, что является существенным достоинством смазок этого типа.

3* Предел текучести и упругие свойства консистентных смазок. Значение предельного напряжения сдвига для характеристики реологических свойств дисперсных систем, в том числе и смазок, неоднократно подчеркивалось П. А. Ребиндером и его сотрудниками [12, 15]. Этот параметр представляет большой интерес как для применения смазок, так и для изучения превращений их структур. Но пока в этой области сделано меньше, чем по вискозиметрии смазок.

Предельное напряжение сдвига смазок измеряется методом продольно смещающегося цилиндра, методом погружения конуса, ротационным вискозиметром и т. д. Различные методы дают не вполне совпадающие значения предела текучести (см. табл. 49).

Расхождения, получаемые при определении, объясняются несколькими причинами. Прежде всего, как мы увидим ниже, упругие деформации смазок ниже предела текучести развиваются во времени и величина предельного напряжения сдвига в некоторых пределах зависит от времени действия напряжения.

Оптические [17, 45] и механические [10] исследования смазок показали, что при медленном сдвиге происходит ориентация элементов структуры смазок параллельно направлению сдвига. Кинетьжа ориентации является одной из причин, обусловливающей зависимость предельного напряжения сдвига от времени. Вследствие этого при сдвиге смазки становятся механически анизотропными. В капиллярных приборах их предельное напряжение сдвига зависит от направления выдавливания и набивки в капилляре [10].

Наконец, не во всех методах определения статического предельного напряжения сдвига осуществляется чисто сдвиговая деформация. Метод определения предельного напряжения сдвига по погружению конуса (метод П. А. Ребиндера) для ряда смазок дает более высокие значения 0g, чем метод

продольно смещающегося цилиндра или сдвига пластинки в приборе П. А. Ребиндера и С. Я. Вейлера. Д. С. Великовский нашел, что первый метод может давать значение 0 в 2-5 раз ббльшие, чем второй. П. А. Ребиндер и Н. А. Се -

мененко [42] объясняют это сжатием и связанным с ним упрочнением смазок под поверхностью конуса при погружении последнего в испытуемый объект. Д. С. Великовский считает, что заниженные значения 0 могут быть получены

также вследствие скольжения (например, при определении с помощью гладких продольно смещающихся цилиндров).

При комнатной температуре предельное напряжение сдвига наиболее распространенных, так называемых универсальных, смазок (солидол, смазка УНЗ, искусственный вазелин) невелико (табл. 49). У церезиновых смазок, содержащих 15-25% церезина, предельное напряжение сдвига составляет примерно 500 1000 дн/см, у натровых смазок той же концентрации 500- 1500 дп/см, у кальциевых смазок с 15-25% кальциевого мыла

1000-5000 дн/см. Величина предельного напряжения сдвига может значительно смещаться в зависимости от технологии и различных добавок к смазкам.

У брикетных смазок 0s значительно выше, чем у универсальных. С другой стороны, применяются смазки, у которых практически отсзггствует статическое предельное напряжение сдвига при комнатной температуре.

Таблица 40

Статическое предельное напряжение сдвига консистентных смазок

При снижении температуры статическое предельное напряжение сдвига растет. Кинетика нарастания Os со снижением температуры зависит от состава и структуры смазки. Как общее правило, мыльные смазки обладают более пологими кривыми Bs = = / смазки, загущенные твердыми углеводородами.

Парафин обусловливает особенно крутые температурные кривые консистенции (фиг. 101).

Упругие свойства смазок ниже предельного напряжения сдвига начали изучаться только в самые последние годы. Эти исследования встречают значительные методические трудности, связанные с тем, что абсолютные значения величины обратимых деформаций смазок очень малы.

Для исследования упругих деформаций смазок Г. В. Виноградов [14] с сотрудниками применили метод кручения цилиндра, подвешенного на упругой нити, Е. Е. Сегалова и П. А. Ребиндер [12] -метод тангенциального смещения пластинки и А. А. Трапезников и Е. М. Шлосберг [43] -метод маятника.

На фиг. 102 представлена фотограмма кинетики деформации солидола при малых нагрузках, заимствованная из работы Г. В. Виноградова. В момент времени / = 0 к смазке было приложено напряжение сдвига т = 5,75 FjcM, в точке В нагрузка была снята. Аналогичным образом в точках 0, 0 и были приложены напряжения сдвига 6,90; 8,05 и 9,20 Г/см. Отрезки OA и