温度对润滑脂圆管流壁滑移特性的影响

为研究温度对润滑脂圆管流壁滑移特性的影响,基于润滑脂剪切流动Herschel-Bulkley(H-B)流变模型、壁滑移Rabinowich-Mooney方程和圆管流理论模型,建立润滑脂圆管流壁滑移速度求解方程,分析壁滑移速度的影响因素及变化规律。利用旋转流变仪粗糙平板测试模块开展25~85℃下润滑脂流变特性研究,得出各温度下润滑脂H-B流变模型的参数。基于润滑脂流变特性研究结果,探究各温度下润滑脂圆管流的壁滑移速度随管径和压力梯度的变化规律,阐明壁滑移效应对润滑脂圆管流的影响规律及机制。结果表明,润滑脂圆管流壁滑移速度随管径、压力梯度的增大而增大,且温度对壁滑移具有较为明显的促进效应。     

扣除壁滑移的润滑脂流变特性检测研究

为了检测扣除壁滑移的润滑脂流变特性及去除粘弹性、触变性等对流变特性测试的影响，研究开发了适宜壁滑移研究的高精度管流流变检测系统，并制定了合理的测试步骤和方法。文中阐述了系统的测试原理、系统组成和测试方法，研究了测试过程中除壁滑移外的影响测试的因素。通过在不同管径中的试验，验证了壁滑移速度和扣除壁滑移后真实流变模型不随管径变化的流变特性。该测试系统既可以测得润滑脂含壁滑移的流变参数，也能为润滑脂集中润滑泵送系统的设计提供测试依据。     

润滑脂管道流动阻力的测试研究

分析了存在壁滑移时的流动阻力测试原理,对测试系统和阻力计算进行了研究。为了测试润滑脂的阻力特性,去除壁滑移流动的影响,根据Mooney方法建立了扣除壁滑移后适应任一管径的流动方程;润滑脂的粘弹性、触变性等其他因素会使流动曲线不重合,研制了管流流变仪测试系统,并制定了合理的试验方法,达到使这些因素的影响降到最低和分离壁滑移流动的试验效果。通过试验验证了所建立的适应任一管径的流动方程,求解了流动方程的阻力近似解,并通过三维优化计算降低了近似解与精确解的偏差。润滑脂流动阻力的测试研究,为集中润滑系统的管路输送提供了理论和试验依据。     

锂基润滑脂流变性及摩擦学性能相关性研究

以锂基润滑脂为例,通过 R／S 锥板式流变仪和四球摩擦磨损试验机,对其流变性能及摩擦磨损性能进行研究,探讨润滑脂流变性能与摩擦磨损性能的相关性。结果表明：润滑脂表观黏度随剪切速率的增大逐渐减小,随锥板间隙的增大逐渐增大,随温度的升高逐渐下降,最后均趋于稳定值。润滑脂的平均摩擦因数和磨斑直径随速度的增大先增大后减小,随载荷的增大逐渐增大,随温度的升高先增大后减小。润滑脂的流变性能和摩擦磨损性能随速度、载荷、温度变化的趋势大体一致,表明锂基润滑脂流变性能与其摩擦磨损性能有一定的相关性,为进一步研究润滑脂流变性能与使用性能之间的关系打下了基础。     

基于流变特性的润滑脂胶体分散体系性能评价

提出一种基于流变特性测试的润滑脂胶体分散体系性能评价方法,可实现润滑脂静态缠结、动态结构强度和结构恢复的系统评价。该方法综合采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和旋转流变仪的黏弹性测试实验探究润滑脂皂纤维结构及其缠结形态变化规律;采用旋转流变仪连续剪切模式下的控制应力实验考察润滑脂胶体分散体系结构强度;借助旋转流变仪振荡模式下的控制应力实验探究润滑脂结构恢复性能。通过对静态热处理后润滑脂样品性能评价的检验,验证了该方法能够较全面反映润滑脂胶体分散体系的性能变化情况。     

基础油对膨润土润滑脂流变性能的影响研究

选用5种基础油和季铵盐改性的膨润土制备膨润土润滑脂,通过流变仪对润滑脂进行动态和稳态流变试验,考察基础油对润滑脂触变性、模量等流变性能的影响。试验表明,基础油黏度越大,膨润土润滑脂凝胶体系越稳定;黏度相近的基础油中,环烷基油所制润滑脂的结构强度较石蜡基油的更强。温度对膨润土润滑脂流变性能影响较大,低温时,润滑脂触变环面积、屈服点和流动点储存模量均大于高温时的值,故润滑脂弹性势能低温时较高温时大,随着温度的升高,更容易转变为流动体系。     

基础油对膨润土润滑脂流变性能的影响

选用5种基础油和季铵盐改性的膨润土制备膨润土润滑脂,通过流变仪对润滑脂进行动态和稳态流变试验,考察基础油对润滑脂触变性、模量等流变性能的影响。试验表明,基础油黏度越大,膨润土润滑脂凝胶体系越稳定;黏度相近的基础油中,环烷基油所制润滑脂的结构强度较石蜡基油的更强。温度对膨润土润滑脂流变性能影响较大,低温时,润滑脂触变环面积、屈服点和流动点储存模量均大于高温时的值,故润滑脂弹性势能低温时较高温时大,随着温度的升高,更容易转变为流动体系。     

基于AR 2000ex型流变仪的润滑脂性能研究

不同基质的润滑脂由于其成分的差异,受到剪切后黏度的变化程度不同。利用AR2000ex型流变仪研究3种不同基质的润滑脂在不同工作阶段的流变性能。结果表明,通过控制剪切速率得到特定条件下的流变曲线,可以分析出润滑脂在性能上的差异;锂基润滑脂无论是停止工作时的稳定性,还是工作时受剪切情况下的润滑性能,都优于钙基润滑脂和尿素基润滑脂;润滑脂的流变曲线基本符合Herschel-Bulkley模型,而且润滑脂的触变性表现为影响润滑脂的屈服应力。     

钻井液污染润滑脂对牙轮钻头轴承摩擦学性能的影响

高温或冲击载荷会引起钻井液泄漏进入复合锂基润滑脂,从而影响牙轮钻头滑动轴承润滑及摩擦磨损性能。采用MCR102旋转流变仪对含有不同质量分数钻井液的复合锂基润滑脂进行流变性测试,并采用MDW-1型摩擦磨损试验机开展牙轮钻头滑动轴承模拟工况下轴承单元摩擦学实验,研究钻井液质量分数对轴承摩擦磨损性能的影响。结果表明:钻井液的污染将降低润滑脂的黏度,改变润滑脂的流变性能;钻井液的污染总体上增大了滑动轴承单元摩擦因数及摩擦因数波动幅度,同时加大轴承的磨损,且在高转速下,润滑脂中较低含量的钻井液就会使滑动轴承单元的摩擦磨损达到最大值;钻井液中的超细碳酸钙和重晶石颗粒引起的磨粒磨损和犁沟效应,可能导致滑动轴承快速失效。     

增黏剂对锂基润滑脂流变性能的影响

制备含有不同种类增黏剂的锂基润滑脂,测试润滑脂的锥入度和相似黏度;采用流变仪通过剪率控制下的稳态流变试验和应变控制下的动态流变试验,研究增黏剂种类对锂基润滑脂流变性的影响。结果发现,加入增黏剂后,锂基脂的弹性模量减小,形变增大,即弹性特征相对减弱,黏性特征相对增强,从而润滑脂更易变形,不易流动,产生的形变更易恢复;在本研究试验条件下,不同增黏剂对基础脂流变性的影响程度不同,聚甲基丙烯酸酯的影响最为显著,小分子量的乙丙共聚物的影响最小。