Inledning
Materialens reologiska egenskaper hjälper till att förstå och förutse deras beteende under processen. De spelar t.ex. en roll för smörjfettets smörjförmåga, pumpbarhet och flödesgräns (yield).
Mätförhållanden
I det följande bestäms skjuvviskositeten hos ett smörjfett med Kinexus pro+ under de mätförhållanden som beskrivs i standarden DIN 51810-1. I tabell 1 och figur 1 sammanfattas de testparametrar som anges i denna standard.
Tabell 1: Mätförhållanden
| Geometri | CP/25 (cone-plate-system, cone-vinkel: 1°, plåtdiameter: 25 mm) | |
|---|---|---|
| Temperatur | 25°C (±0,1°C) | |
| Mätspalt | 24 μm | |
| Mätningsprogram | Fas t1: 1 min i vila, 0 Pa | |
Fas t2: 1 min förskjuvning, 100 s-1 | ||
Fas t3: 2 min i vila, 0 Pa | ||
Fas t4: Linjär ökning av skjuvhastigheten från 0 till 1000 s-1 på 1 min | ||
Fas t5: 5 minuter vid konstant skjuvhastighet (1000 s-1) | ||
Resultat av mätning
Det vridmoment som krävs för varje applicerad skjuvhastighet mäts och omvandlas automatiskt av programvaran rSpace för att bestämma skjuvspänningen. Skjuvhastigheten och skjuvspänningen används sedan för att beräkna skjuvviskositeten med hjälp av ekvationen enligt följande:
Figur 2 visar den applicerade skjuvhastigheten (orange kurva) och den resulterande skjuvviskositeten (blå kurva). Som förväntat uppgår skjuvviskositeten till noll när ingen skjuvspänning appliceras (fas t1). En ökning av skjuvhastigheten till 100 s-1 leder till en uppmätt ökning av skjuvviskositeten till 7,5 Pa-s (fas t2). Provets reaktion på att all deformation upphör är en omedelbar återgång av skjuvviskositeten till i praktiken noll (fas t3). Den linjära ökningen av skjuvhastigheten (fas t4) belyser smörjfettets strukturerade och skjuvtunnande beteende: Skjuvviskositeten minskar i allmänhet med ökad skjuvhastighet. Materialets reaktion på den följande konstanta skjuvhastigheten på 1000 s-1 (fas t5) är av yttersta vikt eftersom den visar om skjuvviskositeten förblir stabil när den utsätts för en hög konstant skjuvhastighet; och, om den inte förblir stabil, hur starkt den förändras under en konsekvent och hög deformationshastighet.
Standarden DIN 51018-1 anger hur man kvantifierar denna förändring i skjuvviskositet ηrel under det sista steget. För detta rapporteras skjuvviskositeten vid 2 s (ηA) och vid 300 s (ηB) efter starten av den femte fasen samt den relativa viskositetsförändringen mellan de båda värdena. Den relativa viskositetsförändringen definieras som:
Den kraftfulla programvaran rSpace, som användes för mätningarna och utvärderingen, kan automatiskt beräkna dessa parametrar. I figur 3 visas den tabell som extraherats från programvaran rSpace med de erforderliga värdena för skjuvviskositeten vid 2 s och 300 s och den resulterande relativa viskositetsförändringen ηrel på 0,7%. Detta låga värde på mindre än 1 % tyder på att provet mycket snabbt anpassar sig till den tillämpade skjuvhastigheten.
Slutsats
Ett smörjfett mättes under de förhållanden som beskrivs i DIN 51810-1. Utvärderingen genomfördes automatiskt tack vare en analys som till och med kan inkluderas i mätmetoden för enkelt och snabbt utförande av mätningarna med målet att fastställa resultaten oberoende av användaren.