锂基润滑脂流变模型

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1、锂基润滑脂的流变模型孟永刚郑洁关于锂润滑油脂的流变特性的重点——油脂的触变性实验是在一个设置了各种剪切速率，时间和温度的条件下检验的。AHAAKERV20流变仪被应用到实验中，其中利用了锥形盘和圆盘类的设备。在测试中为了消除油脂沿着器皿壁滑动的影响、断裂和其他形式的干扰，要先做一些预防的计划和措施。这样可以获得流动曲线和触变滞后循环的结果。在测量结果的基础上，提出了一种新的包含有结构参数的流变特性模型。本文对提出的模型的特点和有关的润滑分析报告的内容进行了探讨。©1990年Ltd.All©版权。科学出版社

2、关键词：油脂，流变模型，触变性介绍油脂在径向轴承和滚动轴承中被广泛地用作润滑剂。油脂的润滑性能对生活中使用的轴承产生了很大程度上的影响,为了构建预测系统，在过去的几十年中已做了大量的脂润滑的研究。相对于液体润滑的流体动力计算被应用的置信度，很难得到预测的油脂弹流膜厚度。这困难来自于对润滑机理认识的不足和油脂流变特性的复杂性。润滑油脂是一种在矿物或合成油中添加肥皂增稠剂形成的胶体体系组成的，它表现出明显的非牛顿特性。这种油脂具有一定的屈服应力，因此当它被滚珠推到一边时将不容易回流补充轨道。这意味着轴承的接触

3、是缺乏油脂润滑的。同时，由于油脂的剪切稀化效应和触变性，使膜的厚度对速度敏感和对时间依赖2。很明显，彻底调查研究，将便于更好的认识油脂流变特性，而且一个合适的流变模型会解释上述特征在脂润滑理论上的至关重要性。目前，关于润滑脂的流变行为的文献是有限的。Cho2研究了油脂在管道中的流动和为了设计润滑脂泵系统而测量管道的屈服应力；王3为确定在Bingham模型和Herschel-Bulkley模型中的系数做出了努力，这是目前已有的关于油润滑方面流变模型的分析。Bair4观察屈服应力在高压下的表观，并提出改进的B

4、ingham模型。这些研究只涉及到油脂的部分流变特性，而并没有关注油脂时间的滞后性与触变性之间的联系。一些其他的研究探讨了润滑脂的流变特性测量中的问题和困难，以及触变性随时间变化的表现，但是没有尝试做出定量的描述，其中包括复杂的触变性流变现象。一些流变学家曾试图为模拟油脂的一些触变分散现象提供不寻常的见解。例如，Coussot等人提出的重心在低分子量矩阵中的分散系统的理论模型，非常适合来描述复杂的锂油脂模型的触变效应。这类模型由于其不同的目的，对润滑系统的分析是过于复杂的。表格1测试润滑油的表格▬▬▬▬▬

5、▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬皂增稠剂十二羟基硬脂酸锂皂含量10wt%基油粘度（40ºC）147.4mm2/s锥入度（在25ºC下1/10mm）319▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬本文重点在于油脂的触变性，在表1中列出了试验研究锂润滑的流变学特性的性能。以此建立了一个新的能够描述屈服应力流变模型，在油润滑分析中被测油脂的剪切稀化和触变现象的运用变得相对容易。实验流变测试的试验方法本试验研究使用了商业旋转粘度计

6、HAAKERheoviscoRV20。该仪器由基本单元RotoviscoRV20及RheocontrollerRC20作为电脑和RotoviscoRV20之间的接口组成，测量系统M5由锥形盘与圆盘构成。AHAAKE循环器为样品提供了精确的温度控制。仪器的工作原理如图1所示。将油脂样品放置在的锥形盘和固定圆盘的间隙中，锥型盘被按照程序控制速度的直流电机速度驱动并旋转，再由一个精确反馈回路对速度做出反应。锥形盘的旋转导致样品有着均匀的剪切速率。样品的流动产生的一个非常小的扭曲力矩作用在马达和驱动轴上。检测传感

7、器可以检测出这种变形。与速度和转矩成比例的信号分别被传送给控制单元进行处理。平滑的曲线显示出剪切应力与剪切率的关系，它们分别表明了流动特性和被认为是样品流变特性的“指纹”。通过精心设计的试验方案，可以收集到更多关于样品的流变特性的信息。如果不考虑触变性，试验过程应该包括一系列固定的时间来测量曲线从零到预定的最大剪切率后消除触变结构的目的，再测得恢复到零剪切率的过程。如果上行和下行曲线之间存在着一个滞后现象，则物质可以被认为有触变，而曲线之间的区域存在着相当程度的触变。在使用锥形盘和圆盘装置进行流变测量时，

8、可能会有一些异常现象，例如油脂沿器皿壁的滑动、断裂和流量的扰动。为了使实验结果可靠，应当尽可能的避免各种各样的异常现象。结果得出，开始出现沿壁滑动时剪切率会稍低于10s-1，而壁上滑动逐渐增大时，剪切率却下降。当剪切速率大于10s-1，作用壁上滑动的总应变与粘性变形相比是较低的6。如果采取不同类型的传感器系统进行测量，所得到的在壁上滑动的流动曲线特性将会发生变化。它已经被证实是一个快速和有效的方法用来判断同一样品在恒定的条件和