Inleiding
De reologische eigenschappen van materialen helpen bij het begrijpen van en anticiperen op hun gedrag tijdens het proces. Ze spelen bijvoorbeeld een rol bij het smeervermogen, de verpompbaarheid en het vloeipunt van smeervetten.
Meetomstandigheden
Hieronder wordt de afschuifviscositeit van een smeervet bepaald met de Kinexus pro+ onder de meetomstandigheden beschreven in de DIN 51810-1 norm. Tabel 1 en figuur 1 geven een overzicht van de testparameters die in deze norm zijn gespecificeerd.
Tabel 1: Meetomstandigheden
| Geometrie | CP/25 (kegel-plaat systeem, kegelhoek: 1°, plaatdiameter: 25 mm) | |
|---|---|---|
| Temperatuur | 25°C (±0,1°C) | |
| Meetopening | 24 μm | |
| Meetprogramma | Fase t1: 1 min rust, 0 Pa | |
Fase t2: 1 min voorscheren, 100 s-1 | ||
Fase t3: 2 min in rust, 0 Pa | ||
Fase t4: Lineaire toename van de afschuifsnelheid van 0 tot 1000 s-1 in 1 minuut | ||
Fase t5: 5 min bij een constante afschuifsnelheid (1000 s-1) | ||
Meetresultaten
Het koppel dat nodig is voor elke toegepaste afschuifsnelheid wordt gemeten en automatisch omgezet door de rSpace software om de afschuifspanning te bepalen. De afschuifsnelheid en afschuifspanning worden vervolgens gebruikt in de berekening van de afschuifviscositeit met behulp van de volgende vergelijking:
Figuur 2 toont de toegepaste schuifsnelheid (oranje curve) en de resulterende schuifviscositeit (blauwe curve). Zoals verwacht is de schuifviscositeit nul wanneer er geen schuifspanning wordt toegepast (fase t1). Een verhoging van de schuifsnelheid tot 100 s-1 leidt tot een gemeten toename van de schuifviscositeit tot 7,5 Pa-s (fase t2). De reactie van het monster op het stoppen van vervorming is een onmiddellijke terugkeer van de schuifviscositeit naar effectief nul (fase t3). De lineaire toename van de afschuifsnelheid (fase t4) benadrukt het gestructureerde en afschuifverdunningsgedrag van het smeervet: De afschuifviscositeit neemt over het algemeen af met toenemende afschuifsnelheid. De reactie van het materiaal op de volgende constante afschuifsnelheid bij 1000 s-1 (fase t5) is van het grootste belang omdat deze laat zien of de afschuifviscositeit stabiel blijft wanneer deze wordt onderworpen aan een hoge constante afschuifsnelheid; en, als deze niet stabiel blijft, hoe sterk deze verandert onder een consistente en hoge vervormingssnelheid.
De norm DIN 51018-1 geeft aan hoe deze verandering in afschuifviscositeit ηrel tijdens de laatste stap moet worden gekwantificeerd. Hiervoor worden de afschuifviscositeit bij 2 s (ηA) en bij 300 s (ηB) na het begin van de vijfde fase en de relatieve viscositeitsverandering tussen beide waarden gerapporteerd. De relatieve viscositeitsverandering wordt gedefinieerd als:
De krachtige rSpace software die voor de metingen en de evaluatie werd gebruikt, kan deze parameters automatisch berekenen. Figuur 3 toont de tabel uit de rSpace software met de vereiste waarden van de afschuifviscositeit bij 2 s en 300 s en de resulterende relatieve viscositeitsverandering ηrel van 0,7%. Deze lage waarde van minder dan 1% geeft aan dat het monster zich zeer snel aanpast aan de toegepaste afschuifsnelheid.
Conclusie
Een smeervet werd gemeten onder de omstandigheden beschreven in DIN 51810-1. De evaluatie werd met succes automatisch uitgevoerd dankzij een analyse die zelfs kan worden opgenomen in de meetmethode voor eenvoudige en snelle uitvoering van de metingen met als doel een gebruikersonafhankelijke bepaling van de resultaten.