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Zur Tribologie der Schmierfette

Eine energetische Betrachtungsweise des Reibungs- und Verschleißprozesses Studienausgabe

von Kuhn, Erik Fach: Technik/ Ingenieurwesen;

Der Leser erhält eine ausführliche Darstellung der Einbeziehung des Schmierstoffes »Schmierfett« in eine tribologische Analyse sowie eine grundlegende Recherche zum tribologischen Prozess bei Anwesenheit eines Schmierfettes. Die Vorgehensweisen zur Quantifizierung von Reibungsenergieverlusten und des Verschleißverhaltens fettgeschmierter Paarungen werden erläutert; die traditionelle »Energetische Betrachtungsweise« ist kompakt abgehandelt und in einem separaten Kapitel erweitert. Die Betrachtung des Verschleißes wird auf den Schmierstoff ausgeweitet.
Neuer Entwicklung Rechnung tragend, geht das Buch in mehreren Abschnitten auf die Thermodynamische Betrachtung von Reibung und Verschleiß ein.
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Details
ISBN 9783838551821
UTB-Titelnummer E5182
Auflagennr. 2. Aufl.
Erscheinungsjahr 2017
Erscheinungsdatum 04.04.2017
Einband Nein
Formate UTB e-Only
Originalverlag UVK
Umfang 227 S.
Inhalt
1 Einführung
2 De nitionen und Systembetrachtungen
2.1 De nitionen
2.1.1 Allgemeine Begri e
2.1.2 Reibung
2.1.3 Verschleiß
2.2 Systembetrachtungen
2.2.1 Terminologie, Einordnung und Abgrenzung
3 Schmierfette
3.1 Historie und De nition
3.1.1 Zur Historie
3.1.2 Zur De nition der Schmierfette
3.2 Ausgewählte Schmierfettarten
3.2.1 Arten der Verdicker
3.2.2 Arten der Grundöle
Mineralöle
Syntheseöle
Biologisch schnell abbaubare Grundöle
3.3 Komplett biogene Schmierfette
3.4 Klassi kation der Schmierfette
3.4.1 Metallseifenschmierfette
Einfache Seifenfette
Komplexseifenfette
3.5 Prüfmethoden
3.5.1 Genormte Versuchseinrichtungen
Konuspenetration (DIN 150 2137)
Schmierfettgebrauchsdauer: FAG FE9 (DIN 51821)
Shell-Vierkugel-Apparat (DIN 51350)
Korrosionsschutzeigenschaften (DIN 51802)
Timken- Prüfeinrichtung
3.5.2 Andere Versuchseinrichtungen
Axiallager-Oszillationstest (Fafnir)
KSM-Kugel scher-Spengler-Maschine
SKF-ROF-Prüfeinrichtung
3.6 Allgemeines tribologisches Verhalten der Schmierfette
3.6.1 Allgemeines
3.6.2 Tribometrie zur Untersuchung von Schmierfetten
Kugel-Scheibe Tribometer der HAW Hamburg
Fadenreiß-Prüfstand der Universität Lule
Kugel-Stoß-Prüfeinrichtung der Universität Lule
Filmdicken-Prüfeinrichtung des Imperial College London
Spindellagerprüfstand des IMKT der Universität Hannover
Gelenklagerprüfstand des IMK der Universität Magdeburg
Pendeltribometer der HAW Hamburg
Tribomodul am Rheometer
Adhäsions- und Kohäsionsverhalten von Schmierfetten
3.6.3 Strukturuntersuchungen
Beispiele für die unterschiedliche Struktur ausgewählter Verdicker (Feststo e)
Schmierfett-Topographie
3.6.4 Ausgewählte EHD-Untersuchungen
Allgemeines zur Elastohydrodynamik (EHD)
Elastohydrodynamischer Kontakt bei Fettschmierung
Allgemeines
Der fettgefüllte Spalt
Schmier lmdickenuntersuchung
Ein uss der Seife auf den Filmaufbau
Schmierfettfadenbildung
Schmiersto rück uss im EHD-Kontakt
Filmdicke bei Schmierfettalterung
3.7 Rheologisches Verhalten der Schmierfette
3.7.1 Klassi zierung des Fließverhaltens von Sto en
Newtonsche Flüssigkeiten
Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten
Zeitunabhängiges Nicht-Newtonsches Fließverhalten
Zeitabhängiges Nicht-Newtonsches Fließverhalten
3.7.2 Beschreibung der Rheologie der Schmierfette
Strukturviskoses Fließverhalten
Modelle des plastisch-strukturviskosen Fließverhaltens
BINGHAM-Modell
Gleichung von CASSON
BAUER-Gleichung von Åström/Höglund
Modi ziertes BINGHAM-Modell von Bair
HERSCHEL-BULKLEY-Gleichung
SISKO-Gleichung
STANULOV et al.-Gleichung
Modelle des zeitabhängigen Fließverhaltens
BAUER-Gleichung
CZARNY-Gleichung
SPIEGEL et al.-Gleichung
Eigener empirischer Ansatz
3.7.3 Bemerkungen zur Rheometrie bei der Untersuchung von Schmier- fetten
Rotationsmessungen
Oszillationsmessungen
Zum Verlauf der Module ausserhalb des LVE-Bereiches
4 Die tradierte Energetische Betrachtungsweise
4.1 Allgemeine Reibungsbetrachtungen
Lösungsalgorithmus einer tribologischen Aufgabenstellung
4.2 Die Kontaktgeometrie
4.2.1 Hauptkontaktfälle
4.2.2 Kontaktmodelle
Kontaktmodell Kugel-Ebene
Kontaktmodell Kugel-Kugel
4.3 Die Festkörperreibung
4.3.1 Energiebilanz bei Festkörperreibung
4.3.2 Grundlagen zur energetischen Festkörperreibungsberechnung
Reibungsenergie
Verformungsenergiedichten mittels Mikroprüfung
Plastische Verformung
Ritzvorgang
Energiedichten aus makroskopischer Prüfung
Aufzuwendende Energiedichte - elastische Deformation
Aufzuwendende Energiedichte - plastische Deformation
Spanende Deformation
Trennen zwischensto icher Verbindungen
Stoßartige plastische Deformation (Furchen)
Anzahl gleichartiger Energieanteile
Beanspruchte Volumina
4.4 Die Flüssigkeitsreibung
4.5 Der FestkörperVerschleiß
4.5.1 Energetische Verschleißgrundgleichung
4.5.2 Scheinbare Reibungsenergiedichte
4.5.3 Kritische Anzahl der Kontaktierungen
Nutzung der Wöhlerkurve
Ermittlung eines verschleißführenden Kontaktanteiles
Anwendung des kumulativen stochastischen Prozesses
Energieakkumulation bei der Bildung von nk
5 Die Erweiterung der energetischen Betrachtungsweise
5.1 Kontaktgeometrie des fettgefüllten Spaltes
5.2 Flüssigkeitsreibung im Fett lm
5.2.1 Energieaufwendungen bei Fettschmierung
Experimentelle Möglichkeit zur Simulation des Scherprozesses
Versuchseinrichtung
Aufzuwendende Energiedichte beim Schervorgang
Aufzuwendende Energiedichte bis zum Fließen
Aufzuwendende Energiedichte bei Normalbeanspruchung
Möglichkeiten zur Untersuchung des Kohäsionsverhaltens
Versuchseinrichtung
5.2.2 Beanspruchte Volumina
5.3 Die Mischreibung
5.4 Die Erweiterung des Verschleißbegri es
5.5 Der Schmiersto verschleiß
5.5.1 Historische Betrachtung
5.5.2 Rheologischer Verschleiß - allgemeine Darstellung
5.5.3 Verknüpfung des Reibungs- und Verschleißprozesses
Viskositätsrate
Scheinbare rheologische Reibungsenergiedichte e Rrheo - eine Ana logiebetrachtung
Energieakkumulationsfaktor
Kritische Beanspruchungszeit
Schmierfett-Topographie und Verschleiß
Kontaktmodell für den rheologischen Verschleiß
Fettschmierung und Festkörperverschleiß
5.6 Experimentelle Arbeiten zum rheologischen Verschleiß
5.6.1 Allgemeines
5.6.2 Die entwickelte Versuchsprozedur
5.6.3 Versuchsergebnisse
5.7 Empirischer Ansatz zur energetischen Beschreibung des Schmierfettverschleißes
6 Thermodynamische Untersuchungen in der Tribologie
6.1 Arbeiten mit dem ersten Hauptsatz
6.1.1 Allgemeine Betrachtungen
6.1.2 Thermodynamische Interpretation der scheinbaren Reibungsenergiedichte
6.1.3 Thermodynamisches Grundgesetz des tribologischen Verschleißes
6.1.4 Triboergodynamik
6.2 Die Nutzung der irreversiblen Thermodynamik zur Modellierung des Verschleissprozesses
6.2.1 Einführung
6.2.2 Bilanzgleichung
6.2.3 Verschleiß und irreversible Thermodynamik
6.2.4 Das Entropieproduktions-Verschleiß Theorem
7 Thermodynamische Untersuchungen zum Schmiersto verschleiß
7.1 Thermodynamische Untersuchungen am beanspruchten Schmierfett - Volumenelement
7.1.1 Allgemeine Betrachtungen
7.1.2 Modellvorstellungen
7.1.3 Experimentelle Untersuchungen zur energetischen Situation des beanspruchten Schmierfettes
7.1.4 Anwendung des Verschleiß-Entropieproduktions-Theorems auf den Schmierfettverschleiß
Abbildungsverzeichnis
Stichwortverzeichnis
Autoreninfo

Kuhn, Erik

Der Autor ist seit 1991 Professor an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg. Lehraufträge für Tribologie an anderen Hochschulen und Universitäten, Gutachter für eine Reihe internationaler Fachjournale und Fachgremien, Mitglied im Programmkomitee und Editorial Board, Veranstalter des Arnold Tross Kolloquiums.
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