Tribologie

\(\dot{h}_w=\frac{h_{w,2}-h_{w,1}}{t_2-t_1} \)

\(P_R = F_r \cdot v = F_N \cdot \mu \cdot v\)

\(W_R=P_R \cdot t = F_R \cdot s\)

\(e^*_R=\frac{W_R}{V_W}\)

\(k=\frac{V_W}{F_n\cdot s}\)

- Reibung vermindern und damit Verlustleistung reduzieren

- Verschleiß vermeiden oder mindern/ begrenzen

- Trennung der durch Rollen bzw. Gleiten relativ zueinander bewegten Oberlfächen

- Sicherung der Kraftübertragung

- Schutzt gegen von außen eindrigeneden Verunreinigungen

- Korrosionsschutz

- Kühlwirkung-

- Abtransport von Verschleißpartikeln

- Widerstand gegen Oxidation

- Biologische Abbaubarkeit

- Zündpunkt

- Dichtungverträglichkeit

- Dispersionsfähigkeit

- Detergierbarkeit

- Pourpoint

- Neutralisationsvermögen

- Schaumverhalten 

- Scherstabilität

- Viskositäts- Temperatur Verhalten

Temperatur, bei der sich das Gemisch aus vermpften Öl und Luft entzündet

Charakterisierung des Fließverhaltens und hiermit einhergend der Begrenzung des Einsatztes bei geringen Temperaturen

\(\eta=\frac{Schubspannung}{Schergefälle}\)

Die Kinematische Viskosität berücksichtigt zusätzlich die Dichte des Mediums.

\(v=\frac{\eta}{\rho}\)

Schmierstoffe dienen im Tribosystem der Minderung von Reibung und Verschleiß. Schmierstoffe können in unterschiedlichen Aggregatzuständen vorliegen. 

- Gasförmige Schmierstoffe (Luft)
- Flüssige Schmierstoffe (von verflüssigten Gasen bis zu verdickten Mineralölen)
- Konsistente Schmierstoffe (Fette und Haftschmierstoffe)
- Feste Schmierstoffe

- Kohlenstoff (80%)

- Wasserstoff (10 bis 17 %)

- Schwefel ( bis 7 %)

- Weitere Elemente z.B. Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor, Nickel, Kupfer, Aluminium

Additive sind chemische Verbindungen welche den Grundölen zugesetzt werden, um deren Eigenschaften zu verbessern oder um neue Eigenschaften zu generieren. 

- Gründöl 

- Additive (bis 10%)

- Polymere (bis 15%)

- Betriebsbedingungen in gesamten Tribosystem (Druck, Temperatur)

- Mögliche Gesundheitsrisiken

-Löslichkeit im Schmierstoff

-Kompatibilität mit anderen Stoffen

- Wechselwirkung mit Metallen, Dichtungen

- Anti Schaum Wirkstoffe

- Viskositätsindex- Verbesserer

- Schwefel

- Phosphor

- Zink

Verringerung von Färbung und Bindung von Schlamm, Lack und harz durch Oxidation des SChmierstoffes

Reduzierung des Pourpoints

Die Triboforschung befasst sich mit den Erforschen tribolgischer Vorgänge und Gesetzmäßigkeiten. Sie unterscheidet dabei zwischen qualitativer und quantitativer Forschung. Qualitativ wird nach der Art, Form und Ursache geforscht. Dabei werden Reibungs- und Verhließerscheinungen untersucht. Quantitativ werden durch messtechnische Größen in ihrer gegenseitigen Abhängigkeit bestimmt wie z.B. Energieverluste, Verschleiß, geomtrisches Verhänltnis in der Kontaktzone, Änderungen von Werk- und Schmierstoffen.

Die Tribotechnik befasst sich mit der technischen Anwendung tribologischer Erkentnisse. Z.B. Optimierung der Gestaltung von Funktionselementen wie den Kolben.

Erforschung physikalischer Erscheinungsbilder unter tribolotischer Beanspruchung. (Tribomechanik, Triboelektriziät, Tribolumineszenz)

Erforschung chemischer Erscheinungsbilder unter tribologischer Beanspruchung. (Tribokorrosion, Tribooxidation, Triboabsorption, Triboreaktion)

Tribologische Beanspruchung ist charakterisiert durch die Relativbewegung und Wechselwirkungen zwischen Oberflächen unter Einwirkung von Kraft.

Das Triboystem beschreibt alle an einer tribologischen Beanspruchung beteiligten stofflichen Komponenten, deren Eigenschaft sowie die resultierenden Eigenschaftsveränderung und die für die Beanspruchung charakterisierte Vorgänge und Größen. Dabei gibt es die stoffliche Komponente (Systemstruktur) und das Belastungskollektiv (Bewegung, Temperatur…etc.)

Dichte, E-Modul, Festigkeit sind alles Materialeigenschaften. Reibung und Verschleiß dagegen Systemeigenschaften. Das System bildet das Gebilde, welches durch Funktion und Struktur verknüpft ist. Die Systemgrenze grenzt das System von der Umgebung ab. Die Systemfunktion führt eine operative Eingangsgröße in eine funktionelle Ausgangsgröße um. Die Systemstruktur ist die Gesamtheit aller Systemelemente und deren Eigenschaften und Wechselwirkungen. 

Zu den Systemelementen gehören „Grundkörper“, „Systemgrenze“, „Umgebungsmedium“, „Zwischenmedium“, „Gegenkörper“.

Die Reibungskraft ist proportional zur Normalkraft und unabhängig von der Größe der Kontaktfläche. \(F_R=\mu \cdot F_N\)

Reibung uns Verschleiß ist eine Funktion in Abhängigkeit von der Systemstruktur und dem Beanspruchungskollektiv.

Der Grundkörper ist das Bauteil, dessen tribologisches Verhalten untersucht werden soll.

Der Gegenkörper ist ein Bauteil, welches mit dem zu untersuchenden Grundkörper durch Kräfte und Relativbewegung in tribologischen Wirkverhalten steht. Bei tribologischen Messungen stellt der Gegenkörper einen definierten Prüfkörper dar.

Grund- und Gegenkörper bilden zusammen das Wirkungspaar. Wirkflächen realisieren die Funktion der Tribosysteme und sind durch Kräfte und Relativbewegung tribologischer Beanspruchung ausgesetzt. Die Stellen, an denen die tribologischen Beanspruchungen zur Wirkung kommen werden Wirkorte bezeichnet.

Wirkorte sind die Stellen an denen ein Wirkungspaar (Grund und Gegenkörper) unter tribologischer Beanspruchung zur Wirkung kommen.

Von trockenen Paarungen spricht man wenn zwischen den Wirkungspaar kein Zwischenmedium vorhanden ist.

Schmierstoffe befinden sich bei geschmierten Tribosystemen zwischen dem Wirkungspaar als Zwischenmedium. Dieses soll den Verschleiß minimieren, Kontaktfächen zwischen dem Tribologischen System herstellen, Das ganze System kühlen und für den abstransport unerwünschter Partikel sorgen.

Luft, Ölfilm, Ölnebel

Eingangsgröße {X} wird über die Systemstruktur {S} zur Ausgangsgröße {Y}. Dabei treten Verlustgrößen {Z} auf.

Kinematik, Temperatur, Geschwindigkeit, Versuchsdauer, Stoffgrößen