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剪切安定性（齒輪機(jī)法）檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-18 07:06:38 更新時(shí)間：2025-08-17 07:06:38

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

剪切安定性（齒輪機(jī)法）檢測(cè)概述

剪切安定性是評(píng)價(jià)潤(rùn)滑脂在長(zhǎng)期機(jī)械剪切作用下保持其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和性能一致性的關(guān)鍵指標(biāo)，尤其在齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中，潤(rùn)滑脂需要承受持續(xù)的高剪切應(yīng)力，若其剪切安定性差，會(huì)導(dǎo)致稠度下降、潤(rùn)滑性能減弱，進(jìn)而引發(fā)設(shè)備磨損甚至故障。因此，剪切安定性（齒輪機(jī)法）檢測(cè)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)潤(rùn)滑脂的質(zhì)量控制與研發(fā)評(píng)估中。該檢測(cè)方法通過(guò)模擬實(shí)際工況下的剪切環(huán)境，對(duì)潤(rùn)滑脂樣品施加預(yù)設(shè)的剪切速率與時(shí)間，隨后測(cè)量其剪切前后的稠度變化，從而判斷其抗剪切能力。該方法依據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（如ISO 6743、ASTM D2177）及國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)范執(zhí)行，具有高度的可重復(fù)性與準(zhǔn)確性。近年來(lái)，隨著工業(yè)設(shè)備向高負(fù)荷、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展，對(duì)潤(rùn)滑脂剪切安定性的要求日益嚴(yán)格，使得該檢測(cè)項(xiàng)目成為潤(rùn)滑脂產(chǎn)品性能評(píng)價(jià)的核心環(huán)節(jié)之一。

檢測(cè)項(xiàng)目

剪切安定性（齒輪機(jī)法）檢測(cè)的核心項(xiàng)目是評(píng)估潤(rùn)滑脂在經(jīng)過(guò)一定強(qiáng)度與時(shí)間的齒輪機(jī)剪切后，其工作錐入度（或稱(chēng)稠度）的變化程度。具體檢測(cè)內(nèi)容包括：剪切前潤(rùn)滑脂的初始錐入度、剪切后的最終錐入度、錐入度變化率（Δ錐入度）以及剪切穩(wěn)定性指數(shù)。通過(guò)比較剪切前后錐入度的變化量，判斷潤(rùn)滑脂在機(jī)械剪切作用下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。若剪切后錐入度下降顯著，則表明潤(rùn)滑脂抗剪切能力差，容易發(fā)生“結(jié)構(gòu)破壞”，導(dǎo)致潤(rùn)滑性能下降。此外，部分高級(jí)檢測(cè)還會(huì)結(jié)合粘度變化、分油率測(cè)試等項(xiàng)目，進(jìn)行綜合性能評(píng)估。

檢測(cè)儀器

剪切安定性（齒輪機(jī)法）檢測(cè)主要依賴專(zhuān)用的齒輪機(jī)剪切儀，該儀器通常由以下幾個(gè)關(guān)鍵部分組成： 1. 齒輪剪切裝置：由一對(duì)高精度齒輪（通常為漸開(kāi)線齒輪）構(gòu)成，模擬齒輪傳動(dòng)過(guò)程中的剪切應(yīng)力環(huán)境，齒輪轉(zhuǎn)速可調(diào)，一般設(shè)定在1000 rpm至1500 rpm之間。 2. 恒溫控制系統(tǒng)：確保試驗(yàn)過(guò)程中溫度恒定在（50±1）℃，以模擬實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，避免溫度波動(dòng)對(duì)測(cè)試結(jié)果造成干擾。 3. 自動(dòng)計(jì)時(shí)與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)：用于精確控制剪切時(shí)間（通常為100小時(shí)或1000小時(shí)），并自動(dòng)記錄剪切過(guò)程中的數(shù)據(jù)變化。 4. 錐入度測(cè)試儀（如標(biāo)準(zhǔn)錐入度計(jì)）：用于剪切前后潤(rùn)滑脂的稠度測(cè)量，通常符合ASTM D217或ISO 2137標(biāo)準(zhǔn)。 5. 樣品容器與密封裝置：確保潤(rùn)滑脂在剪切過(guò)程中不發(fā)生氧化或水分侵入，保證測(cè)試結(jié)果的可靠性。

檢測(cè)方法

剪切安定性（齒輪機(jī)法）檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)操作流程如下： 1. 將待測(cè)潤(rùn)滑脂樣品在（25±2）℃條件下進(jìn)行預(yù)處理，使其達(dá)到均勻狀態(tài)。 2. 測(cè)量潤(rùn)滑脂在剪切前的初始錐入度，記錄數(shù)據(jù)。 3. 將樣品裝入齒輪機(jī)剪切儀的測(cè)試腔中，確保密封良好。 4. 啟動(dòng)設(shè)備，將溫度控制在（50±1）℃，齒輪轉(zhuǎn)速設(shè)定為1000 rpm，剪切時(shí)間通常為100小時(shí)（部分標(biāo)準(zhǔn)要求1000小時(shí)以評(píng)估長(zhǎng)期穩(wěn)定性）。 5. 剪切結(jié)束后，立即取出樣品，恢復(fù)至（25±2）℃靜置1小時(shí)，以消除剪切應(yīng)力殘留。 6. 再次測(cè)量剪切后潤(rùn)滑脂的錐入度，計(jì)算錐入度變化量（ΔP = 剪切前錐入度 - 剪切后錐入度）。 7. 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)判斷是否合格，例如，若ΔP超過(guò)一定閾值（如50單位），則判定剪切安定性不合格。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

剪切安定性（齒輪機(jī)法）檢測(cè)遵循一系列國(guó)際與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，主要包括： - ISO 6743-10:2017《潤(rùn)滑劑、工業(yè)用油和相關(guān)產(chǎn)品（L類(lèi)）——分類(lèi) 第10部分：潤(rùn)滑脂》中規(guī)定的齒輪機(jī)剪切試驗(yàn)方法。 - ASTM D2177-20《Standard Test Method for Shear Stability of Lubricating Greases (Gear Machine Method)》——美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，是該檢測(cè)最廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)之一。 - GB/T 7324-2018《工業(yè)齒輪油》及配套的潤(rùn)滑脂檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中，也對(duì)剪切安定性提出明確要求，適用于中國(guó)市場(chǎng)的潤(rùn)滑脂產(chǎn)品。 - SAE J1898《Lubricant Grease Testing Procedures》中亦包含相關(guān)剪切試驗(yàn)方法，常用于汽車(chē)和重工業(yè)領(lǐng)域。

根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，通常要求剪切后錐入度變化不超過(guò)50單位（部分高要求產(chǎn)品要求≤30單位），且潤(rùn)滑脂不得出現(xiàn)明顯析油、分層或結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象。檢測(cè)結(jié)果不僅用于產(chǎn)品出廠前的質(zhì)量控制，也作為新產(chǎn)品研發(fā)與配方優(yōu)化的重要依據(jù)。