Reibungskoeffizient bestimmen
Die Bestimmung des Reibungskoeffizienten dient der Quantifizierung des Widerstandes zwischen zwei sich unter Last berührenden Bauteilen. Der Reibungskoeffizient kann nur messtechnisch bestimmt werden, da er nicht nur eine Werkstoffkenngröße ist, sondern von mehreren Einflussfaktoren abhängt. Zur Bestimmung des Reibungskoeffizienten werden zwei Flächen unter Last relativ zueinander bewegt und die dazu erforderliche Kraft gemessen.
Wir führen als Steinbeis-Transferzentrum präzise Bestimmungen von Reibungskoeffizienten als Dienstleistung durch.
Wozu wir der Reibungskoeffizient bestimmt?
Die Bestimmung des Reibungskoeffizienten (auch Reibwert genannt) dient der Quantifizierung der Reibungsverhältnisse zwischen zwei Oberflächen. Dies hat viele Anwendungen sowohl in der theoretischen Analyse als auch in der praktischen Anwendung. Die wichtigsten Anwendungsgebiete und Vorteile sind:
- Mechanische Auslegung: Der Reibungskoeffizient ist ein zentraler Parameter für die Berechnung von Kräften, die benötigt werden, um Bewegung zu initiieren oder zu verhindern (Haftreibung) oder um Bewegung aufrechtzuerhalten (Gleitreibung).
- Schraubverbindungen: Der Reibungskoeffizient hilft bei der präzisen Berechnung des Anziehmoments, das erforderlich ist, um die gewünschte Vorspannkraft zu erzeugen.
- Vermeidung von Versagen in Konstruktionen: Zu niedrige oder zu hohe Reibungskoeffizienten können zu Problemen wie Materialversagen, Abrutschen oder unzureichendem Halt führen.
- Optimierung von Paarungen: Die Bestimmung des Reibungskoeffizienten ermöglicht die Auswahl geeigneter Werkstoffe, Oberflächenbehandlungen oder Schmierstoffe, um die gewünschten Reibungseigenschaften zu erzielen.
Dienstleistungen
- Haftreibwerte (statischer Reibwert)
- Gleitreibwerte (dynamischer Reibwert)
- Reibwerte von spezifischen Tribosystemen
- Reibungszahlen Schrauben (Gewinde, Kopfauflage)
- Reibungskoeffizienten von Folie, Papier, Bahnen
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für die Bestimmung des Reibungskoeffizienten.
Verfahren Reibwertbestimmung
Es gibt verschiedene Methoden zur Messung des Reibungskoeffizienten und verschiedene tribologische Prüfstände. Die Messungen können unter variierten Bedingungen durchgeführt werden, z. B. bei verschiedenen Temperaturen, Drücken und Geschwindigkeiten, um der Vielfalt der realen Anwendungen Rechnung zu tragen. Ein Prüfkörper wird mit einer definierten Normalkraft auf einen Grundkörper gepresst und relativ zu diesem translatorisch oder rotatorisch bewegt. Dabei wird die Tangentialkraft FT (Reibungskraft) gemessen. Aus dem Verhältnis dieser zur Normalkraft FN wird der Reibungskoeffizient bzw. Reibwert µ bestimmt. Der Reibungskoeffizient unmittelbar vor Beginn der Bewegung wird als Haftreibungskoeffizient (statischer Koeffizient) und der Reibungskoeffizient während der Bewegung als Gleitreibungskoeffizient (dynamischer Koeffizient) bezeichnet.
Der Reibungskoeffizient wird bestimmt, um das Verhalten von Oberflächen im Kontakt miteinander zu verstehen, die Leistungsfähigkeit von Werkstoffen zu bewerten und die Effizienz, Zuverlässigkeit und Sicherheit technischer Systeme zu verbessern.
Reibungskoeffizient
Der Reibungskoeffizient μ bzw. Reibwert oder CoF (coefficient of friction) ist das Verhältnis von Normalkraft zu Tangentialkraft (Reibkraft), wenn zwei Reibpartner unter Last relativ zueinander bewegt werden. Er stellt eine Systemeigenschaft dar und ist abhängig von den Eigenschaften der beteiligten Reibpartner und den Belastungsgrößen (Druck, Geschwindigkeit, Temperatur usw.) sowie ggf. vom Schmierungszustand. Der Reibungskoeffizient ist das Verhältnis von Normalkraft zu Tangentialkraft (Reibkraft) und keine Materialeigenschaft.
Typische Fragen der Art „Wie groß ist der Reibwert μ von Stahl gegen Kunststoff?“ können nicht eindeutig durch Angabe eines Zahlenwertes beantwortet werden. Abgesehen davon, dass Stahl und Kunststoff eine ungenaue Angabe der beteiligten Werkstoffe darstellt. Der tatsächliche Reibwert kann nur durch Messungen ermittelt werden. Die Bestimmung des tatsächlichen Reibwertes erfolgt durch Messungen mit Hilfe eines Tribometers. Dieses Modellprüfgerät eignet sich hervorragend, um den Einfluss verschiedener Parameter unter definierten Bedingungen kostengünstig zu ermitteln.
Reibungszahl Schrauben messen
Das Messen der Reibungszahl von Schrauben (Gewinde, Kopfauflage, Mutterauflage) ist wichtig, um zuverlässige Daten für die konstruktive Gestaltung des Gewindes und der Kopfauflage zu erhalten. Da die Reibungszahl von vielen Eigenschaften des Gewindes abhängt, kann diese nur durch eine Messung bestimmt werden. Dazu wird die Reibungszahl des Gewindes, der Kopfauflage bzw. der Mutterauflage und der Gesamtreibwert ermittelt. Wir prüfen Schraubverbindungen nach folgenden Normen
- DIN EN ISO 16047:2013
- VW 01131:2018
- MBN 10544:2019
- VDA 235-101:2021
- VDA 235-203:2005
Die Reibungszahl bzw. Reibwert ist ein entscheidender Faktor bei der Berechnung der erforderlichen Anziehkraft von Schrauben. Die Reibung bestimmt das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Schraube festzuziehen, ohne dass sie sich während des Betriebs löst. Ein zu hoher Reibwert kann die Schraube beschädigen oder die Verbindung überlasten, was zu Versagen und vorzeitigem Ausfall führen kann. Ein zu niedriger Reibwert kann zum Lösen der Verbindung führen, was ebenfalls unerwünschte Folgen haben kann.
Schraube mit Scheibe und Mutter
Reibungskoeffizient von Folien, Bahnen, Papiere
Die Messung des Reibungskoeffizient bzw. Coefficient of friction (COF) Folien, Papieren, Vliesstoffen, Textilien und Kunststoffen erfolgt nach der internationalen Norm ISO 8295:1995.
Dazu wird das zu prüfende Material auf einem Messschlitten unter einer definierten Prüflast über eine Stahlplatte oder übereinander bewegt. Dabei wird die Reibkraft kontinuierlich gemessen und aus ihrem Verhältnis zur Normalkraft der Reibungskoeffizient berechnet. Die Messung erfolgt entsprechend den zugrundeliegenden Normen mit einer definierten Vorschubgeschwindigkeit. Die Prüfkraft wird gemäß den entsprechenden Normen durch ein Totgewicht aufgebracht, das eine bestimmte Kontaktpressung erzeugt.
