Mitglied werden
Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG) Technische Universität München
19.02.2021 | Forschung, Publikationen

Forschungsbericht veröffentlicht: Verschleißverhalten fettgeschmierter Getriebe

In der Praxis kommen fettgeschmierte Getriebe in einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz: Das Spektrum reicht von großen, langsam laufenden Getrieben wie sie z. B. in der Grundstoffindustrie zu finden sind, bis hin zu kleinen, hochdrehenden Getrieben aus z. B. Stellantrieben in der Kraftfahrzeugbranche, Servoantrieben oder hochdrehenden Elektrowerkzeugen.

Fettgeschmierte Zahnräder können auch bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten und damit vermeintlich verschleißunkritischen Betriebsbedingungen durch Verschleiß zunehmend gefährdet sein. Im Wesentlichen wird das Verschleißverhalten fettgeschmierter Zahnradpaarungen durch den sich einstellenden Schmierungsmechanismus (Umwälzen und Freigraben) bestimmt. Besonders interessant ist dabei der Übergangsbereich zwischen den beiden Schmierungsmechanismen, der bis Dato noch nicht systematisch untersucht wurde. Zahnradschäden in diesen Betriebsbereichen können zu Stillstandszeiten und Reparaturkosten führen, die besonders in der Grundstoffindustrie hohe Folgekosten verursachen.

Die Ergebnisse des vom BMWi geförderten Forschungsvorhabens zeigen, dass der Übergangsbereich der Schmierstoffversorgung zwischen Umwälzen und Freigraben maßgeblich von den Fetteigenschaften, äußeren Randbedingungen und Betriebsbedingungen abhängig ist. Sie können eine höhere Fettmenge im Getriebe und eine höhere Schmierstofftemperatur Umwälzen begünstigen.

Demgegenüber fördern höhere Drehmomente und eine höhere Konsistenz den Mechanismus Freigraben. Weitere Einflüsse sind auf einzelne Fettkomponenten wie das Grundöl oder die Verdickerart zurückführbar. In den Langsamlauf-Verschleißtests konnte die Eignung des modifizierten Prüfverfahrens nach DGMK 725 bestätigt werden. Eine gute Wiederholbarkeit und Differenzierbarkeit der Ergebnisse für verschiedene Schmierfette sind gegeben. 

Zudem zeigen die Beobachtungen einen maßgeblichen Einfluss der Nachfließeigenschaften des Schmierfetts auf die Verschleißtragfähigkeit. Die Stichversuche mit den Zahnradpaarungen einsatzgehärteter und vergüteter Zahnräder weisen grundsätzlich einen im Vergleich zu Untersuchungen mit einsatzgehärteten Zahnrädern erhöhten Verschleiß auf. Der Verschleiß wird zusätzlich von der Rauheit des harten Bauteils, der Oberflächenhärtedifferenz sowie den Schmierstoffbestandteilen beeinflusst. Mit diesen Erkenntnissen kann eine erste Umrechnung des Verschleißaufkommens vom standardisierten Test mit der Paarung hart/hart auf eine Verzahnung hart/weich für fettgeschmierte Getriebe abgeleitet werden. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wurde ein Berechnungsansatz entwickelt, der die Möglichkeit bietet, die Schmierstoffversorgung eines fettgeschmierten Getriebes abzuschätzen. 

Forschungsstelle

Lehrstuhl für Maschinenelemente
Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG)
Technische Universität München

 

Der DGMK-Forschungsbericht 796 ist in deutscher Sprache unter dem Titel "Berechnungsverfahren und Grenzkriterien zum Verschleißverhalten fettgeschmierter Getriebe unter Berücksichtigung der Werkstoffpaarung" erschienen und kann direkt bei der DGMK bestellt werden.

Das IGF-Vorhaben (19627 N) der Forschungsvereinigung DGMK Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle e.V., Überseering 40, 22297 Hamburg wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

796 Berechnungsverfahren und Grenzkriterien zum Verschleißverhalten fettgeschmierter Getriebe unter Berücksichtigung der Werkstoffpaarung

0,00 €