Reibungs- und Verschleißverhalten von trockenlaufenden Kunststoff/Stahl-Paarungen

摘要

Gegenwärtig erfolgt die Bewertung der Leistungsfähigkeit von polymeren Gleitwerkstoffen mit Hilfe von pU-Diagrammen oder noch einfacher mittels zulässiger pU-Kennwerte. Diese Bewertungsparameter geben jedoch nur die Beanspruchungsgrenze der untersuchten Paarung auf der jeweils verwendeten Prüfeinrichtung wieder. Ziel der Untersuchung war die Bereitstellung von praxisrelevanten Bewertungskriterien für trockenlaufende Kunststoff/Stahl-Paarungen und zwar auf der Basis von Kennzahlen. Hierzu wurden zunächst, aufbauend auf einer Dimensionsanalyse problemrelavante Kennzahlen herausgearbeitet und anschließend Versuche mit POM und glasfaserverstärktem PA6/6T auf einem Stift-Scheibe-Tribometer durchgeführt, aber auch Versuche auf Original-Gleitlagerprüfständen. Es werden Temperatur-, Verschleiß- und Reibungszahlverläufe dargestellt, und ein brauchbares Ausfallkriterium präsentiert. Es wird außerdem eine Vorgehensweise vorgestellt, die es ermöglicht, das Reibungsverhalten derartiger Paarungen anhand einer Kennzahlengleichung, die temperaturabhängige Materialkennwerte, Belastungs- und Geometriekenngrößen beinhaltet, vorherzubestimmen. Desweiteren wird eine Möglichkeit zur Verschleißberechnung auf energetischer Basis und die Übertragbarkeit der Erkenntnisse auf reale Anwendungsfälle aufgezeigt.%At present the evaluation of the efficiency of polymer sliding materials takes place by pU diagrams or more simply by means of permissible pU values. However, these evaluation parameters only show the stress limit of the examined bearing material on the used test rig. One aim of the investigation was the supply of practice oriented evaluation criterions for unlubricated polymer/steel matings on the basis of characteristic numbers. Therefor problem-relevant characteristic numbers were worked out first by means of a dimensional analysis and after that tests with POM and glass-fiber reinforced PA6/6T were carried out on a pin-on-disk tribometer and on original sliding bearing test rigs to find relationships between the characteristic numbers. Temperature, wear, and friction behaviour are represented, and a characteristic number as practical failure criterion is pointed out. In addition a procedure is presented that allows to predetermine the frictional behaviour of such matings on the basis of a characteristic number equation, which contains temperature-dependent material values as well as load and geometry characteristics. Furthermore the possibility for wear calculation on energetic basis and the transferability of the research results to real applications are presented.