Пластичных дисперсных

Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин. Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла, чем выше контактные давления в зубьях, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес. Предварительно определяют окружную скорость, затем по скорости и контактным напряжениям по табл. 11.1 находят требуемую кинематическую вязкость и по табл. 11.2 марку масла. В настоящее время широко применяют пластичные смазочные материалы ЦИАТИМ-201 и ЛИТОЛ-24, которые допускают температуру нагрева до 130°С.

Пластичные смазочные материалы

Пластичные смазочные материалы находят практическое применение обычно

Пластичные смазочные материалы изготовляют путем загущения масел специальными загустителями. Обычно используют минеральные масла И-Г-А32, И-Г-А68, составляющие 75...90 % общего объема. В качестве загустителей применяют; кальциевые, натриевые и литиевые мыла, а также углеводороды (парафин, церезин) и др. Также могут добавляться присадки — графит, дисульфид молибдена и др.

По своему назначению пластичные смазочные материалы делят на антифрикционные (табл. 9.1), консервационные и уплот-нительные.

1) в условиях, когда жидкие и пластичные смазочные материалы неработоспособны (низкие или высокие температуры, глубокий вакуум, агрессивные среды) или недопустимы по технологиче-

9.1. Распространенные антифрикционные пластичные смазочные материалы

Муфты вследствие сил трения и отставания промежуточного тела от его теоретического положения передают на валы значительные радиальные силы и работают со значительным износом. Поэтому их по указанию Госгортехнадзора не устанавливают на кранах. Рекомендуют применять, добавляя не реже одного раза в смену, пластичные смазочные материалы с нроти-возадирными присадками.

Смазка. Для смазки подшипников применяют жидкие или пластичные смазочные материалы. Жидкие масла (нефтяные и др.) обеспечивают наиболее благоприятные условия для работы подшипников (высокая стабильность, хорошо отводят теплоту и др.), однако применение их требует сложных уплотнений. На практике стремятся подшипники смазывать тем же маслом, которым смазывают зубчатые и червячные передачи. При картерной смазке колес подшипники смазываются брызгами масла, если выполняется условие n2da^:lQO, где п— частота вращения колеса, об/мин; da — диаметр вершин зубьев колеса, м.

Смазочные материалы бывают твердые (графит, слюда), пластичные (литол, солидол, консталин), жидкие (органические и минеральные масла) и газообразные (воздух, газы). Наиболее распространены жидкие и пластичные смазочные материалы. Нередко к смазочному материалу для придания ему новых свойств добавляют другие вещества, называемые присадками, например противозадирные, противоизносные, антикоррозионные и другие присадки.

Для смазки подшипников скольжения быстроходных валов применяют менее вязкие сорта масел, для подшипников тихоходных валов и при ударных нагрузках применяют более вязкие сорта масел или пластичные смазочные материалы.

Основное внимание в настоящей книге уделяется измерению вязкости на ротационных вискозиметрах. Вместе с тем в ней кратко излагаются основные принципы измерения на ротационных приборах упругих, прочностных, релаксационных и других реологических характеристик материалов, что позволяет рассматривать ее как обзор, посвященный реометрии, основанной на использовании ротационных приборов. В связи с этим в книге дается определение важнейших понятий реологии и сообщаются краткие рекомендации по обработке результатов реологических измерений. Изложение этих вопросов ведется на основе данных, известных для упругих жидкостей и пластичных дисперсных систем, которые являются важнейшими типами материалов, изучаемых реологическими методами. Типичными представителями упругих жидкостей являются растворы и расплавы полимеров, а для пластичных систем — пасты, подобные консистентным смазкам.

Для материалов самой различной природы на кривых i (7) могут быть максимумы. Г. В. Виноградовым и К. И. Климовым было показано [8], что у пластичных дисперсных систем, слабо релаксирующих в области упругих деформаций, переход через этот максимум обусловлен прежде всего разрушением трехмерного структурного каркаса, образованного кристаллической дисперсной фазой. Если частицы дисперсной фазы анизодиаметричны, то переход через максимум на кривых т (у) сопровождается одновременно разрушением структурного каркаса и ориентацией частиц в направлении деформирования. Процесс изменения структуры пластичных систем, сопровождающийся более или менее резким снижением сопротивления при переходе через максимум на кривых т (у), Г. В. Виноградов предложил именовать переходом через предел сдвиговой прочности. В последующем для пластичных дисперсных систем было установлено [21 ], что переход через предел прочности — это переход от упрочнения в процесс деформирования материалов с неразрушенным структурным каркасом к разупрочнению под влиянием его разрушения. При испытаниях по методу Q = const это разупрочнение представляет структурную релаксацию напряжения, т. е. его снижение под влиянием изменения, прежде всего разрушения, структуры материала.

У пластичных дисперсных систем в области очень низких скоростей деформаций при изменении их даже на несколько десятичных порядков предел прочности сохраняет постоянное значение [21 ], что связано с малостью вязкого сопротивления в процессе разрушения структуры у этих систем, когда скорости деформации малы. Такое постоянное значение предела прочности было предложено именовать пределом текучести тт, поскольку только после достижения этого напряжения сдвига может наступать сопровождающееся разрушением структуры материалов течение со скоростями, превышающими скорости ползучести на несколько десятичных порядков. Начиная с некоторых значений скорости деформации, проявляется зависимость от нее предела прочности, которая усиливается с увеличением скорости, деформации. Однако вплоть до довольно значительных скоростей эта зависимость выражена гораздо слабее, чем зависимость от скорости деформации напряжений сдвига в установившемся потоке.

Поскольку скорость деформации слабо влияет на пределы прочности пластичных дисперсных систем, жесткость динамометров оказывает незначительное влияние на результаты их измерения.

Предел сдвиговой прочности может достигаться при деформациях у„, составляющих от десятков (для пластичных дисперсных систем) до нескольких тысяч процентов (для упругих жидкостей) .

У пластичных дисперсных систем даже при очень большом увеличении скорости деформации наблюдается незначительное уменьшение времени f.t достижения предела .прочности и увеличение деформации у„, при которой совершается переход через

Рис. 28. Типичная зависимость максимального напряжения сдвига от скорости вращения измерительной поверхности для пластичных дисперсных систем

На процесс перехода через предел прочности очень сильное влияние может оказывать жесткость динамометрических устройств. Экспериментально это было изучено только для пластичных дисперсных систем В. П. Павловым и Г. В. Виноградовым [11 ]. Если предел прочности выражен очень резко (в системе совершается сильное разрушение структуры), то при использовании мягких динамометров переход через этот предел сопровождается огромным увеличением скорости деформации. Когда начинается разрушение структуры в материале, его сопротивление деформированию снижается. Вследствие запасенной в динамометре упругой энергии связанная с ним измерительная поверхность приобретает возможность перемещаться навстречу движению второй поверхности. В случае мягкого динамометра угол поворота одной поверхности относительно другой может быть значительным. Поэтому при быстром разрушении структуры в материале происходит значительное увеличение скорости относительного перемещения измерительных поверхностей, т. е. скорости деформации. Такое возрастание скорости, в свою очередь, вызывает усиление изменения структуры материала. С другой стороны, по мере углубления разрушения структуры и снижения действующего в материале напряжения возрастает интенсивность обратного процесса структурообразова-ния. В результате скорость деформации начинает снижаться.

У пластичных дисперсных систем процесс разрушения структуры при их деформировании с постоянной скоростью (обычно, сопровождающийся размалыванием микро- и субмикрокристал-литов) может быть очень продолжительным—десятки часов. Для этих материалов типично относительно слабое влияние скорости деформации на длительность процесса достижения т = т:уст и на величину Чует. Однако все же с увеличением скорости деформации интенсивность разрушения структуры у пластичных дисперсных

После перехода через предел прочности не всегда удается достичь установившегося режима течения. Н. Н. Серб-Сербиной и П. А. Ребиндером [24] было обнаружено, что у высокоструктурированных глинистых суспензий после перехода через предел прочности и некоторого снижения напряжения сдвига вновь наблюдается его повышение, затем снова происходит падение напряжения и т. д. Многократные переходы через предел прочности могут совершаться длительно так, что невозможно достичь установившегося режима течения материала. В. П. Павлов и Г. В. Виноградов показали [19 ], что это явление имеет общее значение для тиксотропных пластичных дисперсных систем. Его проявление усиливается с понижением жесткости динамометра и задаваемой приводом скорости движения измерительных поверхностей. При низких скоростях только использование чрезвычайно жестких динамометров позволяет выйти на установившиеся режимы течения.

Рассмотрим теперь, как влияет жесткость динамометра на кинетику достижения предела прочности и установившегося течения. Это известно только для пластичных дисперсных систем по опытам Г. В. Виноградова и В. П. Павлова [11].