Skip to main content
Fachgebiete
Automobil + Motoren Bauwesen + Immobilien Business IT + Informatik Elektrotechnik + Elektronik Energie + Nachhaltigkeit Finance + Banking Management + Führung Marketing + Vertrieb Maschinenbau + Werkstoffe Versicherung + Risiko
DE
EN
Bücher
Zeitschriften
Themenseiten
Organisationspsychologie Projektmanagement Marketing Smart Manufacturing
Weitere Formate
Podcasts Webinare Technik Webinare Wirtschaft Kongresse Veranstaltungskalender Awards
Jetzt Einzelzugang starten
Zugang für Unternehmen
Referenzkunden
SLX-Digitalkonferenz: Zukunftswerkstatt 2024

Mehr Umsatz mit Top-Kontakten

Am 7. Mai erfahren Sie, wie Vertriebsteams Leadgenerierung, Leadnurturing und Leadstrategien effizient steuern können.
Erweiterte Suche
Anmelden
nach oben

2012 | Buch

Anwendung feststoffgeschmierter Wälzlager Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

Feststoffgeschmierte Wälzlager

Einsatz, Grundlagen und Auslegung

verfasst von: Herbert Birkhofer, Timo Kümmerle

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Buchreihe : VDI-Buch

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

Einloggen, um Zugang zu erhalten
insite
SUCHEN

Über dieses Buch

Das Buch stellt die unterschiedlichsten Anwendungsfelder für feststoffgeschmierte Wälzkontakte vor, z.B. im Maschinenbau, in der Luft- und Raumfahrt, in der Lebensmittelindustrie und der Medizintechnik. Es werden die Potenziale, aber auch die Grenzen der Feststoffschmierung aufgezeigt; sie werden systematisch hergeleitet und auf ihre tribotechnischen Grundlagen zurückgeführt.

Die für die Prüfung von Festschmierstoffen im Wälzkontakt erforderlichen speziellen Prüfverfahren und Prüfeinrichtungen werden vorgestellt und die erzielten Ergebnisse erläutert.

Es werden ausführlich die Faktoren beschrieben, welche auf die Gestaltung von feststoffgeschmierten Wälzlagern und die damit verbundenen Auswirkungen auf Lebensdauer und Lagerperformance einwirken. Diese Einflussfaktoren bestimmen die Leistungsfähigkeit, aber auch die Grenzen feststoffgeschmierter Wälzkontakte. Ihre Kenntnis ist der Schlüssel zu einer Lebensdauerprognose für feststoffgeschmierte Wälzlager, die im Detail hergeleitet und durch eine Vielzahl von Versuchsergebnissen belegt wird. Ein Fünf-Punkte-Programm zur richtigen Auswahl und Gestaltung von feststoffgeschmierten Wälzlagern mit konkreten Empfehlungen für den Entwickler beschließt das Buch.

Es wendet sich an Ingenieure, die den Einsatz von Festschmierstoffen in Erwägung ziehen, sowie an Lagerhersteller, Beschichter und Planer von Anlagen und Maschinen in der Hochvakuumtechnik, in der Luft- und Raumfahrt oder im Bereich Hochtemperaturanwendungen. Für Wissenschaftler und Studierende bringt das Buch wertvolle und neue Erkenntnisse im Bereich Tribologie.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Anwendung feststoffgeschmierter Wälzlager
Zusammenfassung
Das Kapitel führt den Leser in eine breite Palette von Anwendungen für feststoffgeschmierte Wälzlager ein und vermittelt ihm anhand zahlreicher Beispiele aus unterschiedlichsten Branchen einen ersten Eindruck von der Anwendungsbreite derartiger Schmierstoffe. Die beschriebenen, für feststoffgeschmierte Wälzlager typischen Anwendungsfälle werden anschließend auf die grundsätzlichen Unterschiede der Feststoffschmierung gegenüber der konventionellen Schmierung mit Fetten und Ölen zurückgeführt. Daraus wiederum leiten sich die Potenziale und Grenzen der Feststoffschmierung ab.
Herbert Birkhofer, Timo Kümmerle
Kapitel 2. Die Tribologie von Festschmierstoffen
Zusammenfassung
Das Kapitel beginnt mit grundlegenden Ausführungen zur Tribologie (Lehre von der Reibung), in dem tribologische Phänomene wie Reibungsarten, Reibungszustände und Verschleißarten in Tribosystemen beschrieben werden. Danach folgt eine detaillierte Beschreibung der Festschmierstoffe und ihrer Eigenschaften, wobei zuerst die Bedeutung der Wechselwirkungen zwischen Festschmierstoff, Substrat und Beschichtungsprozess betont wird. Nach einer Klassifikation der Festschmierstoffe werden die drei für praktische Anwendungen besonders wichtigen Schmierstoffklassen der Polymere, der Schichtgitterwerkstoffe und der Weichmetalle detailliert behandelt.
Herbert Birkhofer, Timo Kümmerle
Kapitel 3. Theorie der Lebensdauer feststoffgeschmierter Gleit- und Wälzkontakte
Zusammenfassung
Dieses Kapitel behandelt feststoffgeschmierte Gleit- und Wälzkontakte generell und geht damit über die spezielle Analyse von Wälzlagern deutlich hinaus. Um Gleit- und Wälzkontakte zu beschreiben, werden die Modelle und Methoden der klassischen Disziplinen der Ingenieurwissenschaften genutzt. Der Abschnitt „Mechanik“ beschreibt die Kontaktgeometrie, um dann die Belastungen und Beanspruchungen sowie die kinematischen Verhältnisse im Wälzkontakt mit Makro- und Mikroschlupf zu untersuchen. Danach folgt der Abschnitt „Tribologie “, der Reibung und Verschleiß im Wälzkontakt untersucht. Beide Phänomene werden danach im Abschnitt „Lebensdauermodell “ zusammengeführt, mit dem die Lebensdauer von Wälzkontakten durch Berechnungen und mit Hilfe experimentell ermittelter Verschleißwerte bestimmt werden kann.
Herbert Birkhofer, Timo Kümmerle
Kapitel 4. Lebensdauerprüfverfahren für feststoffgeschmierte Gleit- und Wälzkontakte
Zusammenfassung
Dieses Kapitel beschreibt die Grundlagen der Lebensdauerprüfung und die unterschiedlichen Prüfverfahren. Zuerst werden die Begriffe „Lebensdauer “ und „Gebrauchsdauer “ voneinander abgegrenzt, um dann Stift-Scheibe-Versuche und Walze-Platte-Versuche als Lebensdauerprüfverfahren für Gleitkontakte zu präsentieren. Im Hinblick auf die experimentelle Untersuchung von Wälzlagern sind vor allem Lebensdauerprüfverfahren für Wälzkontakte mit ihren Roll- und Bohranteilen wichtig. Ausführlich wird dazu der modifizierte Vierkugelapparat als leistungsfähiger Hochtemperatur-Hochvakuum-Prüfapparat beschrieben, der eine nahezu universelle Wälzkontaktprüfung unter realistischen Einsatzbedingungen ermöglicht. Das Kapitel endet mit einer Übersicht über Verfahren zur Auswertung tribologischer Versuche und einer Beschreibung typischer Schadensfälle für überbeanspruchte Wälzkontakte.
Herbert Birkhofer, Timo Kümmerle
Kapitel 5. Wälzlager und Lagerkomponenten
Zusammenfassung
Nach einer kurzen Einführung in den Aufbau und die Bauformen von Wälzlagern geht dieses Kapitel zuerst auf die Normbezeichnungen und genormten Eigenschaften von Wälzlagern ein. Danach werden die einzelnen Wälzlagerkomponenten in ihren stofflichen und geometrischen Ausführungen beschrieben, um dann die unterschiedlichen Gleit- und Wälzkontakte in einem Wälzlager zu behandeln. Für das Verständnis der bei Feststoffschmierung auftretenden tribologischen Phänomene sind die verschiedenen Arten von Wälzkörper- und Käfigführungen maßgeblich. Die Kopplungen zwischen Wälzkörpern und Ringen wiederum bestimmen die Selbsthaltung der Lager und ihren Kippwinkel.
Herbert Birkhofer, Timo Kümmerle
Kapitel 6. Mechanik und Thermodynamik feststoffgeschmierter Wälzlager
Zusammenfassung
Für das Verständnis der Theorie der Gebrauchsdauer feststoffgeschmierter Wälzlager ist es erforderlich, die in Kap. 5 beschriebenen Lagerkomponenten im Hinblick auf die tribologischen Effekte, die beim Einbau und Betrieb auftreten, umfassend zu beschreiben. Dazu werden die Mechanik und die Thermodynamik feststoffgeschmierter Wälzlager, die in enger Wechselbeziehung das Verhalten derartiger Lager beeinflussen, detailliert betrachtet. Ausführlich geht das Kapitel zuerst auf die statischen und elastomechanischen Eigenschaften von Wälzlagern ein, um danach ihre kinematischen Verhältnisse zu beschreiben. Besondere Beachtung findet die sogenannte Kugel-Käfig-Dynamik, die den Käfig durch die unterschiedlichen elastischen Verformungen der Wälzkörper innerhalb der Lastzone beansprucht. Abschließend werden die thermodynamischen Verhältnisse beim eingebauten, erwärmten und belasteten Lager behandelt.
Herbert Birkhofer, Timo Kümmerle
Kapitel 7. Theorie der Gebrauchsdauer feststoffgeschmierter Wälzlager
Zusammenfassung
Dieses Kapitel geht von der Lebensdauertheorie für Gleit- und Wälzkontakte nach Kap. 3 aus und präzisiert die Gebrauchsdauer feststoffgeschmierter Wälzlager entsprechend dem in Kap. 4 eingeführten Gebrauchsdauerbegriff. Dazu wird zuerst begründet, warum nur die Berechnung der Summenreibenergie eine universell anwendbare und verlässliche Prognose der Gebrauchsdauer ergibt. Die Berechnung wird danach für unterschiedliche Beschichtungs- und Lagerkonfigurationen dargelegt. Besondere Berücksichtigung findet die Ermittlung des nutzbaren Schmierstoffvolumens ohne und mit Transferschmierung und die Ermittlung eines schmierstoffspezifischen Reibenergie-Verschleiß-Faktors. Beide ermöglichen eine verlässliche Prognose der Gebrauchsdauer. Das somit beschriebene Gebrauchsdauermodell wird anschließend anhand unterschiedlicher Lagerkonfigurationen evaluiert, wobei die gute Übereinstimmung der Versuchsergebnisse und Prognosewerte die Gültigkeit und Anwendbarkeit des Gebrauchsdauermodells bestätigt.
Herbert Birkhofer, Timo Kümmerle
Kapitel 8. Lebensdauerprüfverfahren für feststoffgeschmierte Wälzlager
Zusammenfassung
Für die Lebensdauerprüfung von Wälzlagern werden Prüfstände eingesetzt, die in kontrollierten Laborversuchen unter realitätsnahen Betriebsbedingungen (Belastung, Drehzahl, Temperatur, Druck) die Beanspruchung von Wälzlagern prüfen. Dieses Kapitel beschreibt ausführlich den so genannten Vier-Lager-Prüfstand, der sich für realitätsnahe Gebrauchs- und Lebensdauerversuche von Wälzlagern bewährt hat. Nach einer Beschreibung seines Aufbaus und der Versuchsdurchführung geht das Kapitel auf die Auswertung der Versuche ein. Einen Schwerpunkt stellt die danach folgende Erörterung typischer Lagerschäden dar, wie sie aus regulären, aber auch irregulären Schädigungsmechanismen resultieren. Das Kapitel schließt mit einem Beispiel einer tribologischen Schadensanalyse, in der systematisch aus den Befunden nach Versuchsende auf den dominierenden Schädigungsmechanismus geschlossen wird.
Herbert Birkhofer, Timo Kümmerle
Kapitel 9. Lebensdauerauslegung und Gebrauchsdauer-bestimmung für feststoffgeschmierte Wälz-lager
Zusammenfassung
Dieses Kapitel formuliert Empfehlungen und Methoden zur Lebens- und Gebrauchsdauerauslegung feststoffgeschmierter Wälzlager. Zu Beginn werden qualitative Hinweise zur Lebensdauerauslegung für feststoffgeschmierte Wälzlager generell gegeben, wobei alle bei Wälzlager üblichen Festschmierstoffe betrachtet werden. Danach stellt das Kapitel ein quantitatives Vorgehen zur Gebrauchsdauerbestimmung von MoS2-geschmierten Wälzlagern auf der Grundlage des in Kap. 7 präsentierten Gebrauchsdauermodells vor. Beide Abschnitte sind für den Anwender gedacht, der den Einsatz feststoffgeschmierter Wälzlager erwägt. Sie sollen ihn bei der Wahl eines geeigneten Schmierstoffkonzepts unterstützen und die Auslegung erleichtern. Der letzte Abschnitt wendet sich an die Wälzlagerhersteller. Es gibt ihnen aufgrund der in diesem Buch vorgestellten theoretischen Überlegungen und experimentellen Befunde erste Hinweise auf die zweckmäßige Gestaltung von Wälzlagern im Hinblick auf die spezifischen Anforderungen einer Feststoffschmierung.
Herbert Birkhofer, Timo Kümmerle
Backmatter
Metadaten
Titel
Feststoffgeschmierte Wälzlager
verfasst von
Herbert Birkhofer
Timo Kümmerle
Copyright-Jahr
2012
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-642-16797-3
Print ISBN
978-3-642-16796-6
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-16797-3

Premium Partner

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen. 

    Zur Marktübersicht
    Bildnachweise