润滑脂的流变性和触变性对润滑脂的使用有着重要的意义。在齿轮和轴承的润滑过程中,由于受摩擦副相对滑动或滚动的作用,使润滑脂的稠度下降,在高剪力的作用下,摩擦面上的润滑脂可形成流体状,这有利于机械部位的润滑。而一旦停止运转,润滑脂的稠度又恢复到一定的水平,对轴承来讲,可使润滑脂保持在轴承内部而不流失;对齿轮箱来讲,恢复到一定稠度的润滑脂可起到密封作用,避免齿轮箱的泄漏。
1.1 定义
在规定的负荷、时间和温度条件下锥体落入试样的深度。其单位以0.1mm表示。锥入度值越大,表示润滑脂越软,反之就越硬。
1.2 测定方法
测定锥入度的仪器为锥入度测定计。
测定方法为 标准GB/T269-91,等效采用国际标准ISO/DIS2173。
1.3 基本概念及意义
1.3.1非工作锥入度:试样在尽可能少搅动的情况下,从样品容器转移到工作脂杯测定的锥入度意义:测定润滑脂从容器中移入使用设备过程中锥入度的变化。
1.3.2工作锥入度:试样在润滑脂工作器中经过60次往复工作后测定的锥入度。
意义: (1) 表示润滑脂的流动性。
(2) 依据用途选择不同稠度的润滑脂
如: 集中供脂 0#、1# 轴承润滑 2#、3# 齿轮润滑 000#、00#、0#
1.3.3 延长工作锥入度:试样在润滑脂工作器中,多于60次往复工作后测定的锥入度,一般有10000次、100000次等。
意义:(1) 反映润滑脂结构稳定性的重要指标。
(2) 一定程度上反映润滑脂的寿命。
润滑脂的作用主要是润滑、保护和密封。
绝大多数润滑脂用于润滑,称为减摩润滑脂。减摩润滑脂主要起降低机械摩擦,防止机械磨损的作用.同时还兼起防止金属腐蚀的保护作用,及密封防尘作用。有一些润滑脂主要用来防止金属生锈或腐蚀,称为保护润滑脂。例如工业凡士林等有少数润滑脂专作密封用,称为密封润滑脂,例如螺纹脂。润滑脂大多是半固体状的物质,具有独特的流动性。
润滑脂的工作原理是稠化剂将油保持在需要润滑的位置上,有负载时,稠化剂将油释放出来,从而起到润滑作用。
在常温和静止状态时它象固体,能保持自己的形状而不流动,能粘附在金属上而不滑落。在高温或受到超过一定限度的外力时,它又象液体能产生流动。润滑脂在机械中受到运动部件的剪切作用时,它能产生流动并进行润滑,减低运动表面间的摩擦和磨损。当剪切作用停止后,它又能恢复一定的稠度,润滑脂的这种特殊的流动性,决定它可以在不适于用润滑油的部位进行润滑。此外,由于它是半固体状物质,其密封作用和保护作用都比润滑油好。
润滑脂的触变性是指润滑脂受到剪切作用时,稠度下降发生软化,而当剪切作用力停止后稠度会逐步恢复的特性。润滑脂在受到剪切作用时,构成连续骨架的个别皂纤维之间的接触部分开始滑动至脱开,使体系从变形到流动。在长期或高剪力作用下,皂纤维本身也会遭到破坏而被剪断,因此表现为稠度下降。剪切作用停止后,结构骨架又开始恢复。但皂纤维重新排列要一定时间,所以稠度恢复是一个缓慢过程,重新形成的骨架也与原来的有差别。例如,随皂纤维的接触点减少,结构骨架就比原来未破坏前的强度低,稠度下降。反之,随皂纤维数增加,接触点增多,稠度就比原来的大。
润滑脂的流变性
牛顿流体和非牛顿流体的剪速与剪力的关系是润滑脂在受到外力作用时的流动和变形的特性,主要表现如下:
(1) 当润滑脂不受外力作用时,能象固体一样保持一定形状,即在静止时不会自动流失。
(2) 当受到弱外力作用后,产生弹性变形;移去外力后又能恢复到原来的位置与形状,呈现出固体的弹性特性。
(3) 当施加的外力足够大时,润滑脂发生形变和流动,因而不再能自动恢复到原来的位置和形状,因此润滑脂在机械运转部件上的启动力矩比液体润滑油大。
(4) 在润滑脂流动过程中,随着所受剪应力增大,皂纤维在不同程度上定向排列,会使体系的表观粘度(或相似粘度)随之减小。在此阶段,润滑脂的表观粘度随剪速的增大而减小。
(5) 在受到极高剪应力的情况下(剪速很大),润滑脂的流动象牛顿流体一样,粘度能保持一个常数,而不再随剪速的变化而改变。
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脂润滑轴承之中产生硬块状物质的原因通常是由于脂中的油从稠化剂中分离出来了。正常情况下,随着时间的推移,会有一小部分油从脂中析出,而润滑脂过早的大量析油会导致其明显变硬.在某些情况下,润滑脂的使用周期太长也会有变硬的情况发生,解决办法是缩短脂的使用周期,一般为6个月到一年左右。如果润滑脂中有一半的基础油流失,也应该及时更换润滑脂。
设备过度使用而引起的高温,或其他原因引起的高热,也会使得润滑脂变硬。无论什么原因,热会导致油从稠化剂中过量流失,而且可以加速油的氧化,这些都会使得轴承之中的润滑脂变硬.半径大、速度高的轴承会产生很高的离心力,也可以使得润滑脂分油,从而导致润滑脂硬
化。