Вязкость смазочно-охлаждающих жидкостей и масляных смесей

ФГОУ СПО УАМТ

Вязкость смазочно-охлаждающих жидкостей и масляных смесей

Предмет: Технические измерения

Преподаватель: Мигачева О. А.

Вязкость СОЖ

Вязкость эмульсий (СОЖ) можно определить по формуле Тейлора:

(1)

где hд - вязкость дисперсионной среды (в большинстве случаев воды);

hф - вязкость дисперсионной фазы;

j - отношение объема дисперсионной фазы ко всему объему эмульсии.

Кинематическая вязкость СОЖ можно оценить при помощи вискозиметра капиллярного типа. Путем эмпирического подбора определено, что для оценки кинематической вязкости СОЖ требуется использование вискозиметра имеющего калиброванное отверстие < 0,99 мм. Причем, чем меньше калиброванное отверстие, тем точнее определение. Кроме того, следует учитывать, что рабочая эмульсия (СОЖ) содержит механические частицы износа (примеси), которые имеют основной размер частиц менее 5 мкм, но встречаются отдельные частицы способные "заблокировать" тончайший капилляр вискозиметра. Поэтому перед оценкой исследуемые рабочие СОЖ, рекомендуется фильтровать.

Следует отметить, что возможно проведение подобного лабораторного исследования, в котором в качестве заменителя механических примесей рабочей эмульсии (СОЖ) будет выступать кварцевый песок (SiO2). При этом становится возможным подготовить пробы для проведения исследования с контролируемым содержанием масляной фазы и механической составляющей, и по результатам исследования составить уравнение описывающее совместное влияние масляной фазы и механической составляющей на вязкость рабочих СОЖ.

В реальных условиях работы, рабочая эмульсия (СОЖ) содержит механические частицы износа, которые определенным образом влияют на ее вязкость, а значит и условия трения в очаге деформации. Для оценки влияния механических частиц на вязкость прокатной эмульсии был проведен эксперимент по определению вязкости рабочей эмульсии, подаваемой на стан 2500 холодной прокатки) и свежеприготовленной эмульсии в лабораторных условиях. Эмульсия на стане 2500 отбиралась с пробозаборника на второй клети (см. табл. 1). Эмульсия в лабораторных условиях готовилась с учетом общего содержания масел в отобранной рабочей эмульсии. В отличие от рабочей эмульсии, в свежеприготовленной эмульсии в лабораторных условиях, механические примеси отсутствовали.

Таблица 1. Результаты анализа рабочей эмульсии (СОЖ), подаваемой на стан 2500 холодной прокатки

Для определения вязкости использовался вискозиметр ВПЖ-2 с диаметром капилляра - 0,99 мм, постоянная (К) которого 0,1006. Время истечения рабочей эмульсии составило 9 с, а свежеприготовленной 8 с, при точной сходимости (одинаковый результат по трем испытаниям).

Подставив значения в формулу, получим:

- для рабочей эмульсии

- для свежеприготовленной эмульсии

Таким образом, с увеличением содержания механических примесей в рабочей эмульсии (СОЖ) повышается вязкость эмульсии. С одной стороны, с учетом того, что основной размер механических примесей около 5 мкм, это приводит к снижению коэффициента трения и нагрузок в прокатной клети. Но с другой стороны, твердые частицы, попадая в зону трения, играют роль шипов, ужесточая механическое зацепление, что приводит к увеличению коэффициента трения.

Вязкость масляных смесей

Вязкость масляных смесей не подчиняется закону аддетивности. Теоретически вязкость смеси двух масел определяют с помощью специальных номограмм или формул.

Расчет вязкости смеси:

(2)

где ni - кинематическая вязкость i-го компонента,

qi - количество i-го компонента,

k - поправочный коэффициент из табл.2.

Dv1-v2 - разность кинематической вязкости n1 и n2.

Таблица 2 Определение поправочного коэффициента для расчета вязкости смеси