Werkstoffqualifizierung (FVA 880-I)
Betriebspunktabhängige Qualifizierung und Auswahl von Gleitlagerwerkstoffen
Motivation
Für den sicheren Betrieb von Gleitlagern ist die Werkstoffauswahl von großer Bedeutung. Die statische und dynamische Festigkeit des Werkstoffes sowie die thermischen Eigenschaften und die systemischen Eigenschaften (z. B. Notlaufeigenschaften oder Verschleißwiderstand) müssen in der anwendungsspezifischen Auslegung berücksichtigt werden. Ein Leitfaden oder eine Richtlinie für die Auswahl des Werkstoffes existiert nicht. Teilweise sind die Anforderungen an Gleitlagerwerkstoffe bereits quantifizierbar. Erwähnenswert sind vor allem die Bindungsfestigkeit und das Kriechverhalten. Der Test für die Bindefestigkeit ist jedoch für Gleitlageranwendungen vielfach ungeeignet, da die Bindeschicht auf Zug belastet wird, in der Gleitschicht des Lagers jedoch üblicherweise eine Druck- und Scherbeanspruchung vorliegen.
Es gibt jedoch auch Werkstoffeigenschaften, für die keine quantifizierbaren Kennwerte existieren wie beispielsweise die Notlaufeigenschaften. Zudem ist der Begriff Notlaufeigenschaften nicht genau definiert. In der DIN 50282 werden die Notlaufeigenschaften z.B. als Zeitspanne eines Gleitlagerbetriebs unter „ungünstigen“ Schmierungsbedingungen definiert. Deshalb ist derzeit ein Vergleich der Notlaufeigenschaften unterschiedlicher Lagerwerkstoffe auf Basis quantifizierbarer Eigenschaften nicht möglich.
Eine anwendungsspezifische Werkstoffauswahl ist von zunehmender Bedeutung, da Gleitlager vermehrt in neuen Anwendungsfeldern wie beispielsweise Windenergieanalgen eingesetzt werden. Zudem ändern sich aufgrund von zunehmenden Umweltschutzmaßnahmen die Anforderungen an bereits bestehende Gleitlagerwerkstoffe. Neben der Qualifizierung von bestehenden Werkstoffen für eine Anwendung ist deshalb zudem eine Qualifizierung neuartiger Werkstoffe erforderlich. Durch die Verbesserung der vorhandenen sowie der Entwicklung neuer Prüfmethoden wird im Projekt eine Basis geschaffen, die eine anwendungsspezifische Auswahl von Gleitlagerwerkstoffen erleichtert.
Forschungsziele:
- Ableitung von anwendungsspezifischen Anforderungen, die an Gleitlagerwerkstoffe gestellt werden
- Entwicklung einer Prüfmethode, mit der die Notlaufeigenschaften von Gleitlagerwerkstoffen quantifizierbar bewertet werden können
- Ermittlung von Einflussfaktoren auf die Notlaufeigenschaften von Gleitlagern
- Entwicklung einer Prüfmethode zur realitätsnahen Prüfung der Bindefestigkeit von Laufschichten in Verbundgleitlagern
Forschungs- und Projektpartner:
- IWM – Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau, RWTH-Aachen Universität
Gefördert durch:
- Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Projektträger
-
Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.