一种润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于机械设备制造技术领域，具体涉及一种润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力测量装置及方法，根据滚动体与滚动轨道之间的几何构型关系设计的搅拌阻力和黏滞阻力测量装置，能够表征、计算和评估滚动轴承润滑脂的搅拌阻力和黏滞阻力，将重力势能转化为动能再转化为滚动体运行过程中受到的内能，利用能量转化的方式，推算出润滑脂在不同运动条件时的搅拌阻力和黏滞阻力，通过测量试验，验证了可靠性，且测量结果可进一步作为评判润滑脂理化性能的技术标准，具有较好的应用前景；其装置结构简单且行之有效，测量手段及方法标准化，能够为估算润滑脂的搅拌阻力和黏滞阻力提供基础。润滑脂的搅拌阻力和黏滞阻力提供基础。润滑脂的搅拌阻力和黏滞阻力提供基础。

【技术实现步骤摘要】
一种润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力测量装置及方法

：
[0001]本专利技术属于机械设备制造
，具体涉及一种润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力测量装置及方法，为润滑脂内部润滑剂的流动及摩擦力的计算提供测量数据。

技术介绍
：
[0002]在实际应用中，滚动轴承常以润滑脂作为润滑剂，润滑脂需要具备一定的流动性，以确保在摩擦表面形成均匀的润滑膜，并能够在不同工况下有效地供应润滑剂。明确润滑脂的理化性能指标及动态性能指标是探究滚动轴承润滑性能的重点。
[0003]润滑脂的理化性能指标包括三个方面：1、通过使用化学分析技术，如气相色谱
‑
质谱联用(GC
‑
MS)、红外光谱(IR)、核磁共振(NMR)等，对润滑脂的组成进行分析，以确定其中的基础油、添加剂、稠化剂等成分的种类和含量；2、润滑脂的黏度是其流动性和黏滞特性的重要指标，常用的黏度测量方法包括旋转式黏度计、剪切应力流变仪等，用于测量润滑脂在不同温度和剪切速率下的黏度；3、润滑脂的渗透度是用于评估润滑脂的流动性指标，可使用具有标准孔径的渗透度计，根据润滑脂在一定时间内渗入标准孔径的深度表征润滑脂的渗透性能。润滑脂的动态性能指标也包括三个方面：1、摩擦学测试方法，如摩擦系数测试和磨损测试，用于评估润滑脂在摩擦和磨损环境下的性能表现，包括摩擦系数、磨损量和摩擦热等指标；2、循环寿命测试是通过实验设备模拟轴承等应用条件下的工作循环，评估润滑脂的使用寿命和稳定性，包括循环摩擦磨损试验、振动寿命试验等，用于测量润滑脂在循环工况下的性能变化和耐久性；3、润滑脂在高温条件下的性能表现对于特定应用环境非常重要，高温性能测试用于评估润滑脂在高温环境下的润滑行为，包括高温黏度测量、高温氧化稳定性测试、高温蒸发损失测试等。
[0004]分析润滑脂各类润滑性能指标有助于探究滚动轴承运动过程中的成膜演化机制、润滑剂流动分布和润滑衰退机理。目前，普遍认为：润滑脂演化过程存在2个主要阶段：搅拌阶段和析油阶段，当润滑脂被注入到滚动轴承中，由于负荷和滚动作用，润滑脂在滚动接触区域受到高压力的挤压，高压力有助于将润滑脂中的润滑剂分子逼入滚动接触表面的微小间隙中，形成均匀的润滑膜，在此过程中，润滑脂被推到润滑轨道两侧，滚动轴承受到搅拌阻力的影响温升逐渐增加，该过程受润滑脂自身结构的影响维持1到24个小时不等，此阶段为搅拌阶段；粗大的润滑脂纤维团被剪切破坏为细小的纤维团，大量的基础油析出，进而进入析油阶段，此时钢球与滚道之间存在黏滞阻力，产生一定的温度。
[0005]润滑脂演化过程的搅拌阶段和析油阶段对应的两个重要性能指标分别是润滑脂的搅拌阻力和黏滞阻力，用于评估润滑脂的流动性和黏度特性。搅拌阻力是指润滑脂在搅拌或剪切过程中产生的阻力，常用的测量方法包括旋转矩法和剪切应力法：旋转矩法通过固定转速旋转润滑脂样品，通过测量所需的扭矩评估搅拌阻力；剪切应力法通过施加剪切应力，例如在剪切应力流变仪中，直接测量润滑脂的搅拌阻力；黏滞阻力是指润滑脂在流动中表现出的内部黏性阻力，常用的测量方法包括旋转黏度法和剪切应力法：旋转黏度法通过旋转式黏度计，在一定的剪切速率下测量润滑脂的黏度；剪切应力法通过剪切应力流变
仪，在不同的剪切速率下测量润滑脂的黏度。
[0006]搅拌阻力的测量结果可以提供润滑脂在搅拌或剪切条件下的阻力信息，从而评估其流动性和抗剪切性能，润滑脂的黏度是其黏滞阻力的量度，决定了润滑脂在流动时的阻力和抗剪切能力。通过对润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力的测量和研究，可以了解润滑脂在不同工况下的流动性能、抗剪切性能以及在各种应用中的润滑效果。但是，上述测量方法与滚动轴承实际运动工况之间的关联性较弱，且工艺过程较为复杂。因此，需要构建一种简单且实用的测量润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力的装置及方法，对于润滑脂的选用、使用和优化具有重要的实际意义。

技术实现思路
：
[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，研发设计一种润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力测量装置及方法，结合滚动轴承实际运动条件针对脂润滑运动过程中的搅拌阻力和黏滞阻力进行测量。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术涉及的一种润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力测量装置的主体结构为一端弯折一端水平的管道，管道的表面设置有轨道，弯折端与水平端的夹角为45
°
，弯折端带有高度标记，并提供重力势能，根据钢球的放置高度获得相应的重力势能(初始能量)，水平端的侧面设置有标尺，以对钢球的滚动长度和滚动速度进行定量测量，水平端的端部通过连接件固定于设定的位置，保证钢球的滚动平稳，水平端还配置有刮脂件，以将轨道内部多余的润滑脂刮除，通过调节刮脂件的尺寸，精确控制轨道残留润滑脂的厚度。其中，管道的材质为树脂，钢球的直径为25.4mm，滚动时，与轨道形成接触副，用于模拟轴承滚动体与内外圈的接触形式。
[0009]本专利技术涉及的一种润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力测量装置使用时，与高速摄像机配合，通过记录钢球的滚动轨迹，能够精确测量滚动速度，以便进行阻力计算，具体过程如下：
[0010]首先，将待测润滑脂均匀涂覆在水平端的轨道内；
[0011]然后，通过刮脂件刮除多余的润滑脂，使轨道的内部残留设定厚度的润滑脂；
[0012]最后，将钢球放置于弯折端上的设定高度，使钢球在轨道内自由滚落至标尺的某处，通过高速摄像机拍摄钢球在轨道中的滚动过程，通过标尺的数值记录滚动距离。
[0013]本专利技术与现有技术相比，根据滚动体与滚动轨道之间的几何构型关系设计的搅拌阻力和黏滞阻力测量装置，能够表征、计算和评估滚动轴承润滑脂的搅拌阻力和黏滞阻力，将重力势能转化为动能再转化为滚动体运行过程中受到的内能，利用能量转化的方式，推算出润滑脂在不同运动条件时的搅拌阻力和黏滞阻力，通过测量试验，验证了可靠性，且测量结果可进一步作为评判润滑脂理化性能的技术标准，具有较好的应用前景；其装置结构简单且行之有效，测量手段及方法标准化，能够为估算润滑脂的搅拌阻力和黏滞阻力提供基础。
附图说明：
[0014]图1为本专利技术涉及的的搅拌阻力及黏滞阻力测量装置的主体结构原理示意图。
[0015]图2为本专利技术涉及的不同时刻滚动体的滚动轨迹图。
[0016]图3为本专利技术涉及的不同厚度和高度下的平均搅拌阻力和黏滞阻力的柱状图。
[0017]图4为本专利技术涉及的不同稠度润滑脂的平均搅拌阻力和黏滞阻力的柱状图。
[0018]图5为本专利技术涉及的不同时刻的搅拌阻力及黏滞阻力的变化曲线图。
具体实施方式：
[0019]下面通过实施例并结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0020]实施例1：
[0021]本实施例涉及的一种润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力测量装置的主体结构为一端弯折一端水平的3D打印的树脂材料的管道1，其表面粗糙度较低，试验时，可忽略其与空气阻力带来的影响，如图1所示，管道1的表面设置有轨道2，以供钢球3滚动，水平端的侧面设置有标尺4，端部通过连接件5固定于桌面上，还有单独设置的刮脂件6，其中，水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力测量装置，主体结构为一端弯折一端水平的管道，其特征在于,管道的表面设置有轨道，水平端的侧面设置有标尺，水平端还配置有刮脂件。2.根据权利要求1所述的一种润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力测量装置，其特征在于,弯折端与水平端的夹角为45
°
。3.根据权利要求1所述的一种润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力测量装置，其特征在于,弯折端带有高度标记，提供重力势能。4.根据权利要求1所述的一种润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力测量装置，其特征在于,水平端的端部通过连接件固定于设定的位置。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的一种润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力测量装置，其特征在于,管道的材质为树脂。6.根据权利要求5所述的一种润滑脂搅拌阻力和黏滞阻力测量装置及其应用，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗心明，金旭阳，姜浩，陈凯，白清华，
申请(专利权)人：山东智连共同体轴承科技有限公司，
类型：发明
国别省市：