Введение
Реологические свойства материалов помогают понять и предугадать их поведение в ходе технологического процесса. Например, они играют роль в смазывающей способности, прокачиваемости, текучести (пределе текучести) консистентных смазок.
Условия измерения
Ниже приводится определение сдвиговой вязкости консистентной смазки с помощью прибора Kinexus pro+ в условиях измерения, описанных в стандарте DIN 51810-1. В таблице 1 и на рисунке 1 приведены параметры испытаний, указанные в этом стандарте.
Таблица 1: Условия измерений
| Геометрия | CP/25 (система конус - пластина, угол конуса: 1°, диаметр пластины: 25 мм) | |
|---|---|---|
| Температура | 25°C (±0,1°C) | |
| Зазор при измерении | 24 мкм | |
| Программа измерения | Фаза t1: 1 мин в состоянии покоя, 0 Па | |
Фаза t2: 1 мин предварительного сдвига, 100 с-1 | ||
Фаза t3: 2 мин в состоянии покоя, 0 Па | ||
Фаза t4: линейное увеличение скорости сдвига от 0 до 1000 с-1 за 1 мин | ||
Фаза t5: 5 минут при постоянной скорости сдвига (1000 с-1) | ||
Результаты измерений
Измеряется крутящий момент, необходимый для каждой приложенной скорости сдвига, который автоматически преобразуется программным обеспечением rSpace для определения напряжения сдвига. Скорость сдвига и напряжение сдвига затем используются для расчета сдвиговой вязкости с помощью следующего уравнения:
На рисунке 2 показана скорость сдвига (оранжевая кривая) и результирующая сдвиговая вязкость (синяя кривая). Как и ожидалось, вязкость сдвига равна нулю, когда напряжение сдвига не прикладывается (фаза t1). Увеличение скорости сдвига до 100 с-1 приводит к измеренному увеличению вязкости сдвига до 7,5 Па-с (фаза t2). Реакцией образца на прекращение любой деформации является немедленное возвращение вязкости при сдвиге фактически к нулю (фаза t3). Линейное увеличение скорости сдвига (фаза t4) подчеркивает структурированность и сдвиговое истончение смазки: Вязкость при сдвиге обычно уменьшается с увеличением скорости сдвига. Реакция материала на следующую постоянную скорость сдвига при 1000 с-1 (фаза t5) имеет огромное значение, поскольку показывает, остается ли вязкость при сдвиге стабильной при высокой постоянной скорости сдвига; и, если она не остается стабильной, насколько сильно она изменяется при постоянной и высокой скорости деформации.
Стандарт DIN 51018-1 указывает, как количественно определить это изменение сдвиговой вязкости ηrel на последнем этапе. Для этого указываются значения вязкости при сдвиге через 2 с (ηA) и через 300 с (ηB) после начала пятого этапа, а также относительное изменение вязкости между этими двумя значениями. Относительное изменение вязкости определяется как:
Мощное программное обеспечение rSpace, использованное для измерений и оценки, способно автоматически рассчитать эти параметры. На рисунке 3 показана таблица, полученная из программного обеспечения rSpace, с требуемыми значениями вязкости при сдвиге через 2 с и 300 с и полученным относительным изменением вязкости ηrel, равным 0,7 %. Это низкое значение, составляющее менее 1 %, указывает на то, что образец очень быстро адаптируется к приложенной скорости сдвига.
Заключение
Измерения смазочного материала проводились в условиях, описанных в стандарте DIN 51810-1. Оценка была успешно проведена автоматически благодаря анализу, который может быть даже включен в метод измерения для простого и быстрого выполнения измерений с целью независимого от пользователя определения результатов.