| Titel | Vergleich der Schmierfilmausbildung im Kugel/Scheibe-Kontakt von öl- und fettgeschmierten EHD-Kontakten |
| Autor | Dennis Fischer, Georg Jacobs, Gero Burghardt |
| Infos zum Autor | Dennis Fischer, M.Sc. IME — Institut für Maschinenelemente und Maschinengestaltung RWTH Aachen University Schinkelstraße 10 52062 Aachen dennis.fischer@ime.rwth-aachen.de www.ime.rwth-aachen.de |
| Inhalt | Zusammenfassung Bei der Auslegung von fettgeschmierten Wälzlagern wird im Allgemeinen die Grundölviskosität genutzt, um damit die Ermüdungslebensdauer zu berechnen. Diese wird maßgeblich durch die Schmierfilmdicke im elastohydrodynamischen (EHD) Kontakt bestimmt. Neben Parametern wie Pressung und Temperatur wird der Schmierfilmaufbau wesentlich durch die Rollgeschwindigkeit beeinflusst. Bei fettgeschmierten EHD-Kontakten wird der Schmierfilmaufbau allerdings hauptsächlich durch das aus dem Fett ausgetretene, das sogenannte ausgeblutete Öl bestimmt, welches gegenüber reinem Grundöl veränderte Eigenschaften aufweisen kann. Im Betrieb können zusätzlich Teile des Verdickers in den Kontakt eindringen, durch welche der Schmierfilmaufbau beeinflusst wird. Dadurch stellt sich bei Fettschmierung eine andere Schmierfilmdicke bei gleicher Roll-geschwindigkeit als bei Grundöl ein. Abhängig von der Fettzusammensetzung wird ab einer charakteristischen Rollgeschwindigkeit eine Stagnation bzw. Abnahme der Schmierfilmdicke trotz weiterer Erhöhung der Roll-geschwindigkeit beobachtet. Dieser Effekt wird als Starvation bezeichnet. Somit kann bei Annahme der Grundölviskosität für die Berechnung der Schmierfilmdicke fettgeschmierter Kontakte diese im Bereich von Starvation überschätzt werden. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse der Schmierfilmdickenmessung von Schmierfett, dem ausgebluteten Öl und dem korrespondierenden Grundöl gegenübergestellt und diskutiert. Die Versuche wurden an einem Kugel/Scheibe-Tribometer für unterschiedliche Schmierfette durchgeführt. Dabei konnten das Auftreten von Starvation abhängig von der Fettzusammensetzung identifiziert und die Unterschiede im Schmierfilmaufbau zwischen öl- und fettgeschmierten EHD-Kontakten ermittelt werden. Mit den Ergebnissen soll ein Systemverständnis aufgebaut werden, um eine Prognose des Schmierfilmaufbaus in fettgeschmierten EHD-Kontakten zu ermöglichen. Abstract To calculate the service life time of grease lubricated rolling bearings, the base oil viscosity is generally assumed. The service life time of rolling bearings is significantly affected by the film formation in elastohydrodynamic (EHD) contacts which depends on operating conditions, like rotational speed. However, in grease lubricated EHD-contacts, the film formation is determined mainly by the bled oil, which is relieved by the grease during the operation. This bled oil might have different lubricating properties than the corresponding pure base oil. Moreover, parts of the thickener enter the contact zone, which additionally affect the film formation. Thus, the film thickness of grease lubricated contacts shows different values at same rotational speed, than contacts, which are lubricated with pure base oil. At a characteristic rotational speed, grease lubricated contacts show a stagnation or even reduction of film thickness with further increasing rotational speed. The effect of a decrease in film thickness although the rotational speed is increased, is called Starvation. Hence, by estimating the film thickness of grease lubricated contacts using the base oil viscosity leads to an overestimated film thickness for rotational speeds in the range of Starvation. This report compares results of film thickness measurements of grease, bled oil and the corresponding pure base oil. The measurements were performed on a ball-on-disc tribometer for different grease compositions. Thereby, the characteristic rotational speed leading to the onset of Starvation could be identified in dependence of the grease composition. Furthermore, the differences in the film formation of oil and grease lubricated EHD-contacts could be emphasised. The investigations should help to establish an advanced understanding of the physical mechanisms to encourage future work with focus on a method to predict the film formation in grease lubricated EHD-contacts. |
| Datum | 2017 |
