Tribologische Untersuchungen zur Entstehung von White Etching Cracks (WECs)

verfasst von

Florian Pape, Jan Torben Terwey, Sebastian Wiesker, Stefan Averbeck, Christian Muhmann, Dieter Lipinsky, Heinrich F. Arlinghaus, Eberhard Kerscher, Bernd Sauer, Gerhard Poll

Abstract

Ziel der vorgestellten Forschungsaktivitäten war es, mechanische, thermische und chemische Einflüsse zu identifizieren, die zu WECs (White Etching Cracks) auf Lagern führen. Mittels einer systematischen Variation verschiedener Einflussgrößen wurde deren Einfluss auf die Rissbildung untersucht. Sobald die Parameter, welche WECs fördern, erkannt werden, können die physikalischen und chemischen Mechanismen, die für die WECs verantwortlich sind, vertiefend untersucht werden. Auf diese Weise lassen sich Lösungen erzielen, um solche Lagerschäden zu vermeiden.

Vier Forschungsstellen in Kaiserslautern, Münster und Hannover (Institut für Maschinenelemente und Getriebetechnik (MEGT), Technische Universität Kaiserslautern, Materialprüfungsgruppe (AWP), Technische Universität Kaiserslautern, Physikalisches Institut, Westfälische Wilhelms-Universität Münster und Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie (IMKT), Leibniz Universität Hannover) stellen hierfür ihre Expertise und Laboreinrichtungen zur Verfügung.

Am IMKT werden Bauteil-Untersuchungen mit Axialzylinderrollenlagern und Modellversuche am Ring-Wälzkörper-Ring Tribometer unter unterschiedlichen Prüfbedingungen durchgeführt. Am Physikalischen Institut in Münster wurden die Oberflächen der Lagerscheiben (und Wälzkörper) mittels Time-of-Flight-Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS) analysiert, um die tatsächliche chemische Zusammensetzung der Tribofilme zu erhalten. In einem theoretischen Arbeitspaket wurden die an der Lageroberfläche induzierten Spannungen simuliert. Am MEGT wurden Komponententests auf einem dreiachsigen dynamischen Prüfstand durchgeführt. Zusätzlich wurden thermische, chemische und mechanische Lasten aufgebracht. Die interne Lagerdynamik und vor allem die damit verbundene Reibenergieverteilung wurden mittels Mehrkörpersimulation beschrieben. Die AWP konzentrierte sich auf mehrachsige Belastungen an Prüfkörpern, um die Rissbildung und das Risswachstum zu untersuchen.

Organisationseinheit(en)

Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie

Externe Organisation(en)

Technische Universität Kaiserslautern
Westfälische Wilhelms-Universität Münster (WWU)

Typ

Artikel

Journal

Forschung im Ingenieurwesen

Band

82

Seiten

341-352

Anzahl der Seiten

12

ISSN

0015-7899

Publikationsdatum

12.2018

Publikationsstatus

Veröffentlicht

Peer-reviewed

Ja

ASJC Scopus Sachgebiete

Allgemeiner Maschinenbau

Elektronische Version(en)

https://doi.org/10.1007/s10010-018-0289-6 (Zugang: Geschlossen)