23 Tribologie

Die Triboforschung, auch Tribologie genannt, ist ein interdisziplinäres Forschungsfeld, das sich mit der Untersuchung von Reibung, Verschleiß und Schmierung von Oberflächen befasst.

kurz: Reibungsforschung

Die Tribotechnik ist ein Begriff, der sich auf die Anwendung der Erkenntnisse und Techniken der Triboforschung in der Praxis bezieht. Sie beschäftigt sich mit der Gestaltung und Optimierung von Reibungs- und Verschleißsystemen, um die Leistung, Lebensdauer und Effizienz von Maschinen und Geräten zu verbessern.

kurz: Schmierungstechnik

Beschreibung eines Verschleißvorgangs in einem mechanischen Bewegungssystem

Ein tribotechnisches System besteht aus verschiedenen Komponenten, die zusammenwirken, um Reibung und Verschleiß zu kontrollieren und die Leistung zu optimieren.

Eingangsgrößen (wie z.B. Bewegungsart, Belastung) werden in technisch nutzbare Ausgangsgrößen umgesetzt (wie z.B. Kraft, Drehmoment etc.)

Dabei finden tribologische Prozesse statt, wie z.B. Reibung und Verschleiß

Lehre von Verschleiß, Reibund und Schmierung

• … wird in Wärme umgewandelt

• ist eine mechanische Verlustleistung

• erforder Wärmestrom zur Wärmeabfuhr

• verursacht verschleiß

• Über benachbarte Bauteile

  • erfordert entsprechende Gestaltung

• letztlich an die Umgebung

• Muss womöglich durch besondere Maßnahmen gestüzt werden (Werkstoffe und Gestaltung, etc)

• mechanisch

  • Gleitreibung: Kraftverlust oder Schlupf

• strömungsmechanisch

  • Druck-/Leckverluste

• elektrisch

  • Widerstand

• Materialverlust

• Veränderung der Oberfläche

• zwei gefügte Bauteile durch ein Teil ersetzen

• Schweiß, Löt und Klebeverbindungen anstatt von Schrumpf- und Spannverbindungn

• so gestalten, dass möglichst wenig Schlupf möglich ist

• Kräfte mittels haltbarer Trennmittel, die elastischer sind als die Grundwerkstoffe, gleichmäßig überleiten

• Flächenpressung vermindern

• Stellen geom. Spannungskonzentrationen von einander trennen (z.B. Kerbwirkung)

• Bauteilbeanspruchung durch Vergößerung des Querschnitts mindern

• Oberflächenhärtung

• Oberflächenverfestigung

  
  

Die Stribeck-Kurve ist eine grafische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen Reibung und Schmierung in tribotechnischen Systemen beschreibt.

• Festkörperreibung

  • unmittelbarer Kontakt zw. Grenzflächen

• Grenzreibung

  • dünner reibungsmindernder Schmierstoff

• Mischreibung

  • Schmierung nicht dick genug, um Oberflächen vollständig voneinander zu trennen

• Flüßigkeitsreibung

  • Oberflächen sind durch flüssigen Film vollständig getrennt

Flüssigkeitsreibung bezieht sich auf die Reibungskräfte, die zwischen einer Flüssigkeit (wie einem Schmierstoff) und einer Oberfläche wirken, wenn sie relativ zueinander bewegt werden. Im Gegensatz zur Reibung zwischen Festkörpern (trockene Reibung) tritt bei der Flüssigkeitsreibung eine Schmierung aufgrund des Vorhandenseins einer Flüssigkeit auf.

Der hydrodynamische Effekt ist ein Phänomen, das in der Flüssigkeitsreibung auftritt, wenn sich zwischen den Oberflächen ein ausreichend dicker Schmierfilm bildet. Er basiert auf dem Prinzip der hydrodynamischen Schmierung, bei dem die Flüssigkeit unter Druck durch den Schmierfilm strömt und eine Gleitschicht zwischen den Oberflächen bildet.

Der hydrodynamische Effekt hat mehrere Vorteile. Er ermöglicht eine effektive Trennung der Oberflächen, verringert den direkten Kontakt und die Reibungskräfte zwischen den Oberflächen erheblich. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung des Verschleißes und ermöglicht eine reibungsarme Bewegung der Oberflächen.

Viskosität

• stark Temp. abhängig

• Druckabhängig

• Alterungszus.

• Verunreinigung

• Idealviskos

• Pseudoplastisch

• Plastisch

• Dilatant

• Oxidationsstabil

• Korrosionsschutz

• Reinigungswirkung

• Schaumfreiheit

• Kältefleißfähig

  
  

• Schmieren

• Kühlen

• Verschleiß vermindern

• Abdichten

• Korrosionsschutz

  
  

• bei extrem hohen oder tiefen Temp.

• bei Textilmaschinen

• Nahrungsmittelmaschinen

• wenn der Austritt von Schmierstoffen unerwünscht ist

• Graphit

• Borax

• Bornitrit

• Silbersulfat

• Molybdänsulfit