Tribologie

--Benni1981 12:27, 8. Dez 2007 (CET)

Tribologie

Bedeutung

Tribologie (griechisch: Reibungslehre) Die Tribologie ist eine Wissenschaft mit der sich Maschinenbauer,Werkstofftechniker,Physiker und Chemiker befassen. Die Tribologie umfasst die Gebiete

• Reibung
• Verschleiß
• Schmierung

Ziel der Tribolologie ist es, das Bewegungssystem zu optimieren.In ökologischer,ökonomischer und funktioneller Hinsicht.Das heißt Minderung von Verschleiß und Optimierung von Reibungsbedingungen

Anwendung

Die Anwendung der Tribologie erstreckt sich auf alle Bereiche der Entwicklung,Konstruktion,Fertigung und Instandhaltung mechanischer Bewegungssysteme in den verschiedenen Industrie- und Wirtschaftsbereichen:

• Maschinenbau
• Fertigungstechnik
• Antriebs-und Fördertechnik
• Kraftfahrzeug- und Motorenindustrie
• Bautechnik
• Luft und Raumfahrt
• Schienenfahrzeugtechnik
• Feinwerktechnik
• EDV Technik
• Energieversorgung
• Medizintechnik

Aufgaben

Die Tribologie hat einen enormen Einfluss auf die Ressourcen eines Betriebes,zudem auch die Betriebssicherheit d.h. ein störungsfreier und anwendungssicherer Ablauf eines Gerätes/Maschine.Sie hilft außerdem die Produktionskosten zu senken und weniger Energie/Emissionen erzeugt werden.

Grafik

Quelle: gft-ev

Funktion und Wirkung

Bei der Dimensionierung von Maschinenelementen gilt häufig die Anforderung, dass während der Betriebszustandes Reubung und Verschleiß auf ein minimales zu reduzieren ist, ebenso der Nergieverlust. (siehe oben)Es gibt aber auch Anwendungen wo ein eine verstärkte Reibung erwünscht ist, z.B. bei Reibradgetrieben oder Bremsen.

Reibung,Reibungsarten

Gleitreibung

In der Kontaktzone von zwei Bauteilen treten Reibungskräfte auf.Nach dem Coulombschen Gesetz gilt bei Gleitreibung:

F_R = μ · F_N

F_R = Reibungskraft

F_N = Normalkraft

μ = Reibungszahl

Reibungszahlen:

Die Reibungszahlen hängen von der Werkstoffpaarung, dem Schmierstoff, dem Reibungszustand und der Reibungsart ab.Es gilt: Gleitreibungszahlµ< Haftreibungzahlµ0.

Bei den Reibungsverhätnissen unterscheidet man nach Art der Relativbewegung zwischen zwei Bauteilen die Rollreibung,Gleitreibung,Wälzreibung und Bohrreibung.

Rollreibung entsteht, wenn die Geschwindigkeit zweier Körper in der Kontaktzone gleich groß sind (Betrag,Richtung).Zudem muß ein Körper eine Drehbewegung ausführen in der die Drehachse in der Berührungszone liegt

Wälzreibung ist eine Überlagerung von Roll- und Gleitreibung.(linksdrehendes Moment ist nicht gleich rechtsdrehendes Moment)

Bohrreibung ensteht wenn min. 1 Körper eine Drehbewegung ausführt, wobei die Drehachse senkrecht zur Berührzone steht.

Reibungszustände (Schmierungszustände)

Das Reibungs- bzw. Verschleißverhalten wird insbesondere durch den vorliegenden Reibungszustand beinflußt. Man unterscheidet in Festkörperreibung,Grenzreibung,Mischreibung,Flüssigkeitsreibung und Gasreibung.

Festkörperreibung: Reibbeanspruchung von metallisch reinen Kontaktflächen ohne Schmierung! (meist nicht relevant, da min. Oxidationsschichten etc. uaf der Oberfläche entstehen)

Grenzreibung: Sonderfall der (Festkörperreibung) Im Kontaktbereich wirkende Schutzschichten. Z.B. durch Oxydation,Adsorption(physik. Anlagerungen der im Schmierstoff enthaltenen polaren Komponenten), oder durch chem. Reaktionen spezieller Schmierstoffe bei hohen Temperaturen bzw. Drücken.

Wichtig: Die Verhältnisse der Grenzreibung sind maßgebend für die Notlaufeigenschaften eines Bauteils.

Flüssigkeitsreibung: Es findet kein Kontakt wischen den Bauteilen statt.Die vollständige Trennung erfolgt durch den Schmierfilm.Die Belastung wird durch den Druck des Schmierfilms übertragen.Die erzeugte Reibung im inneren des Schmierfilms wird durch die chemische Struktur des Schmieröls bestimmt.

Gasreibung: ähnlich wie Flüssigkeitsreibung, nur das die Trennung der Kontaktpartner durch einen gasförmigen Film erreicht wird.

Mischreibung: Beschreibt den Breich zwischen Grenzreibung und Flüssigkeitsreibung.Die Bauteile werden nicht mehr vollständig durch einen Schmierfilm getrennt und an einigen Stellen tritt eine Festkörperreibung auf.