Ausarbeitung als TeX-Dokument (DVI)
Zugehörige Bilder (Windows-Metafiles; WMF)
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Studienarbeit von André Diercksen und Thomas Hooge im Wintersemester 1996/97 an der Fachhochschule Hamburg, Labor für Maschinenelemente, Bereich Tribologie. Betreuung durch Prof. Dr.-Ing. E. Kuhn.
Mit dieser WWW-Seite wird der Versuch unternommen, die von FLEISCHER entwickelte Energetische Methode zur Bestimmung (bzw. Abschätzung) von Reibung und Verschleiß (und somit auch der Lebensdauer) anschaulich und übersichtlich darzustellen und somit einer weiteren Öffentlichkeit zugänglich zu machen Wenn sie weiterführende Fragen oder Anregungen haben, wenden Sie sich bitte an Prof. Dr.-Ing. E. Kuhn.
Bei den verwendeten Formelzeichen wurden nach Möglichkeit die jeweils Neuesten verwendet. Insbesondere wurde das alte Symbol für die Reibungszahl µ durch das neue Symbol f ersetzt.
Die Numerierung der Gleichungen wurde entsprechend der Ausarbeitung vorgenommen. Aus diesem Grund kommen auf den HTML-Seiten nicht alle Nummern vor, da die Ausarbeitung etwas ausführlicher gehalten ist. Auch die Reihenfolge der Formeln kann in Teilbereichen geringfügig variieren.
Die komplette Arbeit steht im folgenden zum Download bereit. Wenn Sie die Studienarbeit komplett mit den zugehörigen Bildern ausdrucken möchten, so benötigen sie DVIWIN 2.9.
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Tribologische Prozesse begrenzen die Lebensdauer reibungsbehafteter Maschinenelemente. Davon betroffen sind in der Regel sämtliche beweglichen Teile einer Maschine. Man ist daher in der Tribologie bestrebt, Reibung und Verschleiß analytisch beschreibbar zu machen, um sich aufwendige Experimente zu ersparen und Reibpaarungen im voraus hinsichtlich Funktion und Lebensdauer zu optimieren.
Die energetische Betrachtungsweise erlaubt eine Abschätzung des Verschleißes bei Gleit- und Wälzreibung unter den Bedingungen der Festkörper- und Mischreibung. Entscheidende Bedeutung kommt der Kenntnis der Kontaktgeometrie zu, welche die Grundlage für die energetischen Betrachtungen darstellt. Es hat sich als günstig erwiesen, die Kontaktgeometrie mittels mathematischer Statistik (Verteilung und Form der Mikroerhebungen) zu beschreiben.
Weiterhin ist es erforderlich, die unterschiedlichen Energieanteile zu quantifizieren, so daß die Energiedichten bestimmt werden können. Dazu muß das beanspruchte Volumen bekannt sein, was häufig eine Schwierigkeit darstellt.
Eine Schwachstelle der Methode ist die teilweise unzureichende Kenntnis der
mikrogeometrischen Größen, so daß an einigen Stellen auf Größen der
Makrogeometrie zurückgegriffen werden muß.
Dieser Untersched wirkt sich im besonderen auf die analytische Bestimmung des Verschleißes aus.
Die energetischen Vorgänge (Energieakkumulation und -dissipation) können lediglich abgeschätzt
werden und sind nur in Einzelfällen auf Ergebnisse experimenteller Arbeiten gestützt.
Die daraus resultierenden Ungenauigkeiten schlagen sich in den Ergebnissen der Berechnungen
nieder.
Die Entwicklung der energetischen Betrachtungsweise erfordert weitere Untersuchungen, vor
allem in den Bereichen der Werkstoffeigenschaften und der Mikrogeometrie der
Werkstoffoberflächen.
Auf dem Gebiet der Rheologie, insbesondere in Bezug auf die rheologischen Eigenschaften von
Schmierfetten, werden vielfältige Untersuchungen an der Fachhochschule Hamburgg im Fachbereich
Maschinenbau/Tribologie durchgeführt. Ein aktueller Überblick über laufende und abgeschlossene
Projekte ist auf diesen WWW-Seiten zu finden.
| [1] | BEITZ, W.; KÜTTNER, K.-H.: Dubbel - Taschenbuch für den Maschinenbau. 17. Auflage. Berlin, Heidelberg, New York : Springer Verlag, März 1990 |
| [2] | DIN 4760: Gestaltabweichungen: Begriffe, Ordnungssystem. Juni 1982 |
| [3] | DIN 4768: Ermittlung von Ra, Rz, Rmax mit Tastschnittverfahren. Mai 1990 |
| [4] | DIN 50103: Härteprüfung nach Rockwell |
| [5] | DIN 50351: Härteprüfung nach Brinell |
| [6] | FLEISCHER, G.: Script für Tribology International |
| [7] | FLEISCHER, G.: Zum energetischen Niveau von Reibpaarungen. In: Schmierungstechnik 16 (1985), Nr. 12, S. 358-363 |
| [8] | FLEISCHER, G.; BOSSE, H.; [ u. a. ]: Berechnung der Reibung auf energetischer Grundlage. In: Wissenschaftliche Zeitung der TU Magdeburg 26 (1982), Nr. 6, S. 17-27 |
| [9] | FLEISCHER, G. ; GRÖGER, H. ; THUM: Verschleiß und Zuverlässigkeit. 1. Auflage. Berlin : VEB-Verlag Technik, 1980 |
| [10] | HADLER, J.: Tribologische Beurteilung und Optimierung mischreibungsbeanspruchter Radialgleitlager, TU Magdeburg, Dissertation, 1994 |
| [11] | HADLER, J.; KUHN, E.: Investigations to the energy accumulation of tribologically stressed bodies. 1996. - Preprint of the Machine Elements Research Laboratory |
| [12] | HOUWINK, R.: Elastizität, Plastizität und Struktur der Materie. Dresden und Leipzig : Verlag von Theodor Steinkopff, 1958 |
| [13] | KRAGELSKI, I. V. ; DOBYCIN, M. N.: Grundlagen der Berechnung von Reibung und Verschleiß. 1. Auflage. Berlin : VEB-Verlag Technik, 1982 |
| [14] | KUHN, E.: An energy interpretation of thixotropic effects. In: Wear 142 (1991), S. 203-205 |
| [15] | KUHN, E.: Energy investigations of the rheological wear of lubricating greases. In: Rheology 4 (1992), Dezember, S. 252-257 |
| [16] | KUHN, E.: Grundlagen zur energetischen Berechnung des rheologischen Verschleißes von Schmierfetten. In: ÖTG-Symposium, Wien. 1994 |
| [17] | KUHN, E.: Description of the energy level of tribologically stressed greases. In: Wear 188 (1995), S. 138-141 |
| [18] | KUHN, E.: Energieaufwendungen zum Erreichen einer minimalen Strukturviskosität. In: Rheology (1995), Juni, Nr. 6, S. 80-83 |
| [19] | KUHN, E.: Tribologische Beurteilung des zeitabhängigen Verhaltens von Schmierfetten. In: Tribologie + Schmierungstechnik 43 (1996), Nr. 5, S. 245-247 |
| [20] | LOGES, J.; BODENSTEIN, O.: Tragfähigkeit fettgeschmierter Radialgleitlager bei größerer Exzentrizität der Wellenlage. In: Schmierungstechnik 16 (1985), Nr. 3, S. 68-70 |
| [21] | PIEPER, F.: Analytische Ermittlung des Reibungs- und Verschleißverhaltens von dynamisch beanspruchten Gleitlagern, die zeitweilig unter Mischreibungsbedingungen arbeiten, TU Magdeburg, Diplomarbeit DA 6.1/87-334, 1987 |
| [22] | POLZER, G.; MEISSNER, F.: Grundlagen zu Reibung und Verschleiß, Leipzig: VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 1978 |
| [23] | SKF GmbH: SKF Wälzlagerkatalog, 1990 |
| [24] | THOMAS, W.: Reibung und Verschleiß an Gleitpaarungen beim Wirken abrasiver Teilchen, TU Magdeburg, Dissertation, 1979 |
| [25] | TROSS, A. : Über das Wesen und den Mechanismus der Festigkeit. Druckerei R. Pechär Saalfelden, München und Zell am See : Eigenverlag, 1966 |
| [26] | WINKELMANN, U.: Grundlagen zur energetischen Bestimmung von Reibungskenngrößen bei Festkörperreibung metallischer Gleitpaarungen, TU Magdeburg, Dissertation, 1982 |
CZICHOS, H. ; HABIG, K.-H.: Tribologie Handbuch, Reibung und Verschleiss. Braunschweig/Wiesbaden : Vieweg Verlag, 1992. - ISBN 3-528-06354-8
BRENDEL, H. ; WINKLER, H.: Wissensspeicher Tribotechnik: Schmierstoffe - Gleitpaarungen - Schmiereinrichtungen. Wien, New York : Springer Verlag, 1978
BUNDESANSTALT FÜR MATERIALFORSCHUNG UND PRÜFUNG BERLIN (Hrsg.): Technisch-physikalische Grundlagen zum tribologischen Verhalten der Werkstoffe. 1987
BUNDESMINISTERIUM FÜR FORSCHUNG UND TECHNOLOGIE (Hrsg.): Tribologie - Reibung - Verschleiß - Schmierung. Bd. 1 Berlin, Heidelberg, New York : Springer Verlag, 1981
FLEISCHER, G.: Zur Energetik der Reibung. In: Wissenschaftliche Zeitung der TU Magdeburg (1990), Nr. 8, S. 55-66
FLEISCHER, G.: Tribologie und Schlüsseltechnologie. In: Schmierungstechnik (1986), Nr. 1, S. 4-10
Thomas Hooge ,
André Diercksen,
Fachhochschule Hamburg