Пределы прочности на сдвиг пластичных смазок

Предел прочности на сдвиг пластичной смазки определяют на пластометре К-2 (рис. 3.14), который состоит из основания со стойкой, по которой вертикально перемещается электропечь 8, резервуара 7 с маслом, манометра 5,воронки 6 (для добавления масла в прибор) и крана 4 (для сообщения воронки с внутренней полостью прибора). Корпус 1 пластометра трубкой соединен с внутренней полостью прибора. Все внутренние полости прибора К-2, включая манометр, заполнены маловязким маслом с целью полного вытеснения воздуха.

Рис. 3.14. Пластометр К-2:

1 – корпус; 2 – оправка; 3 – защитное стекло; 4 – кран; 5 – манометр; 6 – воронка; 7 – резервуар для масла; 8 – электропечь

Перемешанной смазкой заполняют обе половинки желоба капилляра, и вставляют его в оправку 2. Пластомер заполняют маслом, для чего открывают кран 4 воронки 6 и держат его открытым до тех пор, пока уровень масла в корпусе не достигнет верхнего обреза буртика оправки 2. Включают электропечь, обогревающую резервуар с маслом, по манометру контролируют рост давления. После того как давление в системе, достигнув некоторого максимума, начинает снижаться, выключают электропечь, открывают кран 4 воронки 6 и медленно вынимают оправку 2 с капилляром из корпуса 1, после чего кран закрывают.

В момент окончания опыта из капилляра выдавливается смазка.

Предел прочности (Па) испытуемой пластичной смазки вычисляют по формуле

,

где р – максимальное давление, определяемое по манометру 5 (см. рис. 7.1); r и l – радиус и длина капилляра. Обычно l = 5см или l =10см.

Вязкость смазки – переменная величина, зависящая от температуры и скорости деформации. Вязкость смазки тем меньше, чем выше температура и скорость деформации. После разрушения структурного каркаса смазка начинает течь подобно жидкости. Чем больше скорость деформации при постоянной температуре, тем быстрее уменьшается вязкость и увеличивается текучесть смазки. Так как вязкость смазки зависит от скорости разрушения ее структурного каркаса, введено понятие «эффективная вязкость». Под ним подразумевается вязкость ньютоновской жидкости, которая при данном режиме течения оказывает такое же сопротивление сдвигу, как и смазка.

Вязкость смазки зависит также от вида и концентрации загустителя, а от вязкости зависит прокачиваемость смазок, затраты энергии на относительное перемещение смазанных деталей, особенно в пусковой период. Из двух смазок более качественной считается та, у которой при одинаковых значениях предела прочности меньше вязкость.

Динамическая вязкость пластичной смазки при минимальной рабочей температуре и скорости деформации 10^-1 с не должна превышать 1500...2000 Па×с.

Механическая стабильность – это способность смазки противостоять разрушению. В процессе работы смазки постоянно подвергаются механическому воздействию, в результате чего разрушается их структурный каркас. При отдыхе структурный каркас смазки самопроизвольно восстанавливается. Это свойство смазки называется тиксотропным. Оно существенно зависит от типа и концентрации загустителя, химического состава масла, температуры смазки, интенсивности механического воздействия. При тиксотропных преобразованиях смазок их показатели качества (в первую очередь прочностные свойства) не должны изменяться. В нерабочем состоянии узла трения вязкость и предел прочности не меняются или возрастают.

Термическая стабильность и термоупрочнение. Под термической стабильностью понимают способность смазок сохранять свои эксплуатационные свойства без изменения при повышенных температурах. Свойства большинства смазок при нагреве их на 50…100 °С ниже температур плавления и при последующем охлаждении практически не изменяются. Однако у некоторых смазок после нагрева и последующего охлаждения повышаются плотность, предел прочности и вязкость, вплоть до потери пластичности. Термоупрочнение отрицательно сказывается на эксплуатационных свойствах смазок, поскольку термоупрочнившиеся смазки перестают поступать к рабочим поверхностям в связи с большими значениями предела прочности и вязкости.

Термоупрочнение пластичной смазки оценивают, измеряя предел прочности перед выдержкой ее при повышенной температуре и после нее. При хранении и применении смазок из нее может испариться жидкое масло. Испаряемость дисперсной среды (масла) определяет срок службы смазки. Допустимая скорость испарения масла с единицы поверхности смазки составляет около 10^-7г/(см²×с).

Температура каплепадения – это температура, при которой смазка из пластичного (полутвердого) состояния переходит в жидкое. Плавление пластичных смазок сопровождается значительным изменением их свойств. При определении температуры каплепадения пластичная смазка, нагретая в специальном приборе, размягчается до такого состояния, при котором происходит образование жидкой капли и ее падение.

По температуре каплепадения смазки (табл. 3.17) можно приближенно оценить ее работоспособность при повышенной температуре. Для надежного смазывания узлов трения необходимо, чтобы их рабочая температура была на 10...20 °С ниже, чем температура каплепадения пластичной смазки.