Tribologie
Untersuchungen
Tribologische Untersuchungen sind in vielen Industriebereichen von entscheidender Bedeutung, einschließlich Maschinenbau, Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und mehr. Die Tribologie ist eine breit gefächerte interdisziplinäre Wissenschaft, die sich aus den Bereichen Chemie, Maschinenbau, Physik und Werkstoffwissenschaften zusammensetzt. Ein tiefes Verständnis der tribologischen Eigenschaften von Materialien und Schmiersystemen ist unerlässlich, um die Effizienz, Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Maschinen und mechanischen Systemen zu verbessern. Da Reibung und Verschleiß Systemeigenschaften sind, werden sie mit Modellprüfständen (Tribometern) untersucht.
Methoden
REIBWERTMESSUNG
Die Reibwertmessung ist ein Verfahren, bei dem der Reibungskoeffizient zwischen zwei Oberflächen gemessen wird. Der Reibungskoeffizient, auch als Reibwert bezeichnet, gibt an, wie stark die Kräfte der Reibung zwischen den Oberflächen wirken. Zur messtechnischen Bestimmung wird ein Prüfkörper mit einer definierten Normalkraft translatorisch oder rotatorisch über einen Grundkörper bewegt und dabei die Reibkraft gemessen. Aus dem Verhältnis der Reibkraft zur Normalkraft wird der Reibwert µ berechnet.
REIBWERTPRUEFUNG SCHRAUBEN
Die Reibwertprüfung von Schrauben und Schraubverbindungen dient dazu den Reibwert zu bestimmen. Dabei wird der Reibwert bzw. Reibungskoeffizient des Gewindes, der Kopf- oder Mutterauflage sowie der Gesamtreibwert gemessen. Da der wahre Reibwert von vielen Einflussgrößen abhängt, kann dieser nur durch Messungen bestimmt werden.
VERSCHLEISSPRÜFUNG
Die Verschleißprüfung dient zur Bestimmung der Verschleißfestigkeit von Bauteilen. Dazu wird ein Prüfkörper mit einer definierten Normalkraft translatorisch oder rotatorisch über einen Grundkörper bewegt und nach einer bestimmten Anzahl von Lastwechseln der Verschleiß messtechnisch bestimmt.
OBERFLÄCHENMESSUNG
Die Oberflächenmessung dient zur Bestimmung der Merkmale Rauheit, Welligkeit und Ebenheit einer Oberfläche. Oberflächenmessungen sind entscheidend, um sicherzustellen, dass Produkte die gewünschten Spezifikationen erfüllen, und spielen eine zentrale Rolle in der Qualitätssicherung sowie in der Entwicklung und Forschung. Aus den Messungen werden zur quantitativen Charakterisierung von Oberflächenmerkmalen (Spitzen, Täler, Riefen, Poren etc.) die 2D-Profil-Kenngrößen und die 3D-Flächen-Kenngrößen ermittelt. Die Messung erfolgt idealerweise mittels optischer Verfahren. Denn durch die optischen Messmethoden wird die Oberflächenmikrostruktur dreidimensional und somit vollständig erfasst. Die taktilen Rauheitsmessgeräte dienen lediglich zur schnellen Qualitätskontrolle der Oberflächengüte eines Bauteils.
HÄRTEPRÜFUNG
Die Härteprüfung ist eines der am häufigsten verwendeten Prüfverfahren der Materialprüfung. Bei der Härteprüfung wird die Härte als Eindringwiderstand gegen einen Prüfkörper bestimmt. Als Messgröße für die Makrohärte dient verfahrensabhängig die Größe des bleibenden Abdruckes des Prüfkörpers (Vickers, Knoop, Brinell), die Eindringtiefe (Rockwell, Super Rockwell) oder der Kraft-Weg-Verlauf (Mikrohärteprüfung, Nanoindentation).
METALLOGRAPHIE
Die Metallographie dient der qualitativen und quantitativen Beschreibung des Gefüges metallischer Werkstoffe mit Hilfe mikroskopischer Verfahren. Für metallographische Analysen werden von metallischen Proben Schliffe hergestellt und anschließend geätzt. An diesen werden dann mittels Lichtmikroskopie oder Rasterelektronenmikroskopie die Gefügestrukturen untersucht und Merkmale wie z.B. Phasenanteile, Korngrößen, Korngrößenverteilung, Partikelgrößen und Ausscheidungen bestimmt.
SCHADENSANALYSE
Die Schadensanalyse ist ein Prozess, bei dem die Ursachen und Mechanismen von Schäden oder Versagen in Materialien, Bauteilen oder Systemen untersucht werden. Das Hauptziel besteht darin, die Gründe für den Schaden zu identifizieren, um geeignete Maßnahmen zur Verhinderung zukünftiger Schäden zu treffen. Dazu werden verschiedene Analysetechniken für die Prüfung und Analyse des Materials eingesetzt.
TRIBOLOGIE SEMINAR
Das Seminar Tribologie vermittelt Ihnen alles rund um Reibung, Verschleiß und Schmierung von tribologischen Systemen. Im Seminar werden die Themen Schritt für Schritt von der Theorie bis hin zu vielen praktischen Beispielen behandelt.
Essenz von tribologischen Untersuchungen
Die Tribologie ist die Wissenschaft und Technik von sich bewegenden Oberflächen, die Reibung, Verschleiß und Schmierung studiert. Tribologische Untersuchungen sind wesentlich, um das Verhalten von Materialien und Oberflächen in Kontakt miteinander zu verstehen. Hier sind die wesentlichen Aspekte von tribologischen Untersuchungen:
- Reibung: Tribologische Untersuchungen befassen sich intensiv mit den Kräften der Reibung zwischen sich bewegenden Oberflächen. Dies umfasst die Untersuchung von Haftreibung, Gleitreibung und Rollreibung.
- Verschleiß: Ein zentraler Aspekt der Tribologie ist die Analyse von Verschleißmechanismen. Dies beinhaltet Abrasion, Adhäsion, Erosion und andere Arten von Materialverlusten aufgrund von Kontakt und Reibung.
- Schmierung: Tribologische Studien umfassen die Bewertung von Schmierstoffen und Schmiermechanismen, um die Reibung zu reduzieren und den Verschleiß zu minimieren. Dies schließt Schmierung im Grenz-, Misch- und Hydrodynamikbereich ein.
- Oberflächencharakterisierung: Tribologische Untersuchungen erfordern oft eine detaillierte Charakterisierung der Oberflächen, einschließlich Rauheit, Textur und chemischer Zusammensetzung, da diese Faktoren einen erheblichen Einfluss auf das tribologische Verhalten haben.
- Tribometer: Ein Tribometer ist ein Gerät, das speziell für tribologische Untersuchungen entwickelt wurde. Es ermöglicht die Simulation von Reibungs- und Verschleißbedingungen unter kontrollierten Laborbedingungen.
- Schadensanalyse: Bei tribologischen Untersuchungen werden auch Schadensanalysen durchgeführt, um die Ursachen von Versagen, Verschleiß oder unerwünschten tribologischen Effekten zu identifizieren.