Tribologie: Reibung, Verschleiß und Schmierung
Die Tribologie ist die Wissenschaft von Reibung, Verschleiß und Schmierung zwischen Oberflächen, die sich relativ zueinander bewegen. In Hydrauliksystemen, Getrieben, Lagern und anderen geschmierten Maschinen bestimmt der Zustand des Öls maßgeblich, wie gut diese Oberflächen geschützt bleiben.
Reibung, Verschleiß und Schmierung hängen miteinander zusammen.
Ein ordnungsgemäß funktionierendes Schmiersystem versucht, bewegliche Oberflächen so weit wie möglich voneinander zu trennen. Ist der Schmierfilm unzureichend oder durch Verunreinigungen gestört, kann sich der Verschleiß beschleunigen.
Reibung
Reibung entsteht durch Relativbewegung. Der Grad der Reibung wird unter anderem von der Belastung, der Geschwindigkeit, der Oberflächenrauheit, der Viskosität und dem angewandten Schmierregime beeinflusst.
Tragen
Verschleiß kann verschiedene Formen annehmen, darunter abrasiver, adhäsiver und Ermüdungsverschleiß. Darüber hinaus können zirkulierende harte Partikel selbst neue Verschleißpartikel erzeugen.
Schmierung
Das Schmieröl verringert die Reibung, leitet Wärme ab und trägt zum Schutz von Oberflächen bei. Um dies zu erreichen, müssen Viskosität, chemische Zusammensetzung und Reinheit des Öls innerhalb geeigneter Grenzen liegen.
Der Schmierfilm ist dünn. Verunreinigungen müssen nicht zwangsläufig dünn sein.
Hydraulische Bauteile, Lager und Zahnradkontakte arbeiten mit geringen Spaltmaßen und dünnen Schmierfilmen. Eindringende Feststoffpartikel können Oberflächen beschädigen und weiteren Verschleiß verursachen.
Was bedeutet a? ISO 4406 Reinheitsvorschriften?
ISO 4406 Es werden drei Skalenwerte verwendet, um die Menge an Feststoffpartikeln in einer Flüssigkeit darzustellen. Die drei Werte beziehen sich auf die kumulative Partikelpopulation basierend auf drei verschiedenen Partikelgrößen.
NAS 1638 ⇄ ISO 4406
Hast du ein altes? NAS Sauberkeitsklasse und möchten Sie wissen, welche ISO 4406 Entspricht der Code in etwa dem? Nutzen Sie das Vergleichstool unten.
Der gewünschte Reinheitsgrad hängt von der empfindlichsten Komponente ab.
Es gibt keine universelle Reinheitsklasse für jedes Hydrauliksystem. Druck, Komponententyp, Betriebsumgebung, Zuverlässigkeitsanforderungen und Herstellerspezifikationen spielen alle eine Rolle.
| Komponente / Anwendung | Typisch ISO 4406 Richtwert | Bemerkung |
|---|---|---|
| Servoventile | circa 16/14/11 of schoner | Sehr empfindlich gegenüber feinen Verschmutzungen. |
| Proportionalventile | circa 17/15/12 | Bei hohem Leistungsdruck kann eine strengere Klassenführung erforderlich sein. |
| Kolbenpumpen / -motoren | circa 18/16/13 | Der tatsächliche Bedarf hängt von Design und Druck ab. |
| Flügelzellenpumpen | circa 18/16/14 – 19/17/14 | Höherer Systemdruck erfordert im Allgemeinen saubereres Öl. |
| Zahnradpumpen / Zahnradmotoren | circa 19/17/14 – 20/18/15 | Im Allgemeinen weniger empfindlich als Servo- und Proportionalsysteme. |
Warum gerade kleine Partikel so viel Schaden anrichten können
Viele Hydraulikkomponenten arbeiten mit sehr geringen Spaltmaßen. Partikel, die in diese Bereiche eindringen oder sich ihnen nähern, können in bewegliche Kontaktzonen gelangen und Verschleiß oder Funktionsverlust verursachen.
| Komponente | Kontaktbereich | Indikative Freigabe |
|---|---|---|
| Tandempumpe | Zahnrad / Gehäuse | 0,5–5 µm |
| Flügelzellenpumpe | Klinge | 0,5–5 µm |
| Flügelzellenpumpe | Seite der Klingen | 5–13 µm |
| Kolbenpumpe | Kolben / Bohrung | 5–40 µm |
| Kolbenpumpe | Ventilplatte / Zylinderblock | 1,5–10 µm |
| Servoventil | Steuerkolben | 18–63 µm |
| Servoventil | Klappe / Platte | 2,5–8 µm |
| Regelventil | Steuerkolben | 2,5–23 µm |
Verschleißmetalle geben Aufschluss darüber, was im Inneren der Maschine vor sich geht.
Das Vorhandensein eines einzelnen Elements allein reicht selten aus. Insbesondere der Trend im Vergleich zu früheren Analysen, die Materialzusammensetzung der Maschine und die Zusammensetzung des frischen Öls bestimmen, wie ein Ergebnis zu interpretieren ist.
Eisen
Kann von Zahnrädern, Wellen, Zylindern, Lagern, Pumpen und anderen Stahl- oder Gusseisenteilen ausgehen.
Koper
Ein sich ändernder Kupfertrend könnte unter anderem mit kupferhaltigen Lagern, Buchsen, Wärmetauschern oder anderen Legierungen zusammenhängen.
Aluminium
Kann von Kolben, Gehäusen oder anderen Aluminiumkomponenten und -legierungen stammen.
Chrome
Könnte mit hartverchromten Oberflächen, Stangen, Ringen oder anderen verschleißfesten Teilen zusammenhängen.
Blei und Zinn
Kann in Lagerlegierungen, Buchsen und anderen Verbundmetallschichten auftreten.
Silizium
Kann auf das Eindringen von Staub oder Schmutz hinweisen, kann aber auch von Dichtungsmaterialien, Zusatzstoffen oder anderen Quellen stammen.
Nicht jedes gemessene Element ist Verschleiß.
Viele Metalle und Elemente kommen natürlicherweise in den Additiven eines Öls vor. Daher ist die korrekte Interpretation einer Analyse von Altöl ohne Vergleich mit Frischöl mitunter schwierig.
Die Ölreinheit ist nur ein Teil des gesamten Ölzustands.
Eine niedrige Partikelkonzentration ist zwar wichtig, aber kein automatischer Indikator für den sonstigen Zustand des Öls. Eine sachgerechte Zustandsbewertung kombiniert daher die Partikelanalyse unter anderem mit Wassergehalt, Viskosität, Verschleißmetallen und Indikatoren der Ölalterung.
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