Einfluss von Grundölen und Additiven auf die Bildung von WEC in Wälzlagern

Beschreibung

Aus dem Stand der Forschung ist bekannt, dass Additivzusätze in Schmierölen das Ermüdungsverhalten von Wälzlagern beeinflussen können. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von einzelnen Gründölen und Additiven auf die Frühermüdung von Wälzlagern untersucht. Für die Versuche wurde auf modifizierte FE8-Wälzlagerschmierstoff-Prüfgeräte zurückgegriffen. Mit praxisnahen Referenz- und Modellölen wurden Ermüdungsversuche mit Axialzylinderrollenlagern bei moderater Hertz'scher Pressung im Gebiet der milden Mischreibung durchgeführt. Werkstoffausbrüche entstanden nicht durch klassische Ermüdung, sondern infolge der Bildung von White Etching Cracks (WEC). Diese Art der Frühermüdung ist durch Risse bzw. Rissnetzwerke unter der Oberfläche mit Gefügeveränderungen an den Rissflanken charakterisiert. Die mit mehreren Modellölen experimentell ermittelten Ergebnisse verdeutlichen, dass die Wechselwirkung von zwei Additiven in einem Grundöl erforderlich ist, um WEC zu in itiieren. Bei den beiden identifizierten Additiven handelt es sich um sehr oberflächenaktive Ölzusätze, die Triboschichten auf den beanspruchten Oberflächen bilden. Reibwertversuche mit einem Kugel-Scheibe-Tribometer geben den Hinweis, dass nicht die Höhe der Reibwerte zur Differenzierung maßgeblich ist, sondern dass der chemisch-physikalische Aufbau der gemeinsam gebildeten Triboschichten näher untersucht werden muss. Da die Axialzylinderrollenlager aus kinematischen Gründen sehr hohe Gleitanteile aufweisen, wurde untersucht, ob sich das Schadensbild auch auf in der Praxis häufiger eingesetzte Bauarten wie Schrägkugellager und Kegelrollenlager übertragen lässt. Hierbei wurde deutlich, dass ein bestimmter Betrag an Schubspannungen oder Reibleistung für die Induzierung der WEC-Ermüdung erforderlich ist.

Autor*in

Hendrik Surborg

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Additiveinfluss Ermüdung Grübchen Pitting WEC White Etching Cracks Wälzlager

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