Schmierung


Schmierung

Schmierung ist die Verringerung von Reibung und Verschleiß zwischen zwei Maschinenelementen („Reibpartnern“), die sich relativ zueinander bewegen. Dies geschieht durch den Einsatz eines geeigneten Schmierstoffes und Schmierverfahrens in der Tribologie.

Schmierung kann ähnlich wie Reibung eingeteilt werden:

  1. Grenzschichtschmierung – ähnlich der Festkörperreibung
  2. Teilschmierung - ähnlich der Mischreibung
  3. Vollschmierung - ähnlich Flüssigkeitsreibung

Grenzschichtschmierung

Der Schmierstoff dringt in den Festkörper ein, es bildet sich eine Reaktionsschicht. Die Belastung wird durch die Rauheitsspitzen der Reibpartner getragen.

Teilschmierung

Die Belastung wird zum einen Teil durch den Schmierfilm und zum anderen Teil durch die sich berührenden Rauheitsspitzen aufgenommen.

Vollschmierung

Die Belastung wird komplett vom Schmierstoff aufgenommen. Die Kontaktflächen sind getrennt. Die Vollschmierung lässt sich weiter unterteilen in:

  1. hydrostatische bzw. aerostatische Schmierung
  2. hydrodynamische Schmierung
  3. elastohydrodynamische Schmierung

Hydrostatische Schmierung (bei Luft: aerostatische Schmierung)

Die Trennung der Kontaktflächen erfolgt durch Einpumpen des Schmierstoffes in den Schmierspalt. Diese Form der Schmierung ist technisch sehr aufwändig und konstruktiv sehr anspruchsvoll. Es entsteht eine nahezu reibungslose Verschiebung, da bei der hydrostatischen Schmierung sofort eine Flüssigkeitsreibung entsteht, jedoch kommen bei diesen Verfahren, aufgrund der anspruchsvollen Herstellung, höhere Kosten zustande.

Hydrodynamische Schmierung

Der Schmierstoff wird durch die Relativbewegung der Kontaktflächen zueinander in den sich verengenden Schmierspalt gefördert. Der Druck im Schmierstoff ist so hoch, dass die Kontaktflächen voneinander abgehoben werden. Jedoch treten häufig Mischreibung und/oder Stick-Slip-Effekte (Ruckgleiten) auf. Es entsteht eine geringe Gleitgeschwindigkeit.

Elastohydrodynamische Schmierung

Diese Form der Schmierung tritt im Kontakt hochbelasteter bewegter Walzen auf, z. B. bei Zahnrädern und Wälzlagern. Die Theorie der Elastohydrodynamik (EHD-Theorie) berücksichtigt neben den hydrodynamischen Grundgleichungen auch die elastische Verformung der in Kontakt stehenden Körper. Charakteristisch für die EHD-Schmierung ist eine Verengung des Schmierspalts am Ende der Kontaktzone. Die EHD-Theorie liefert die Basis zur Berechnung des Schmierungseinflusses auf Zahnradschäden wie Grübchen, Fressen oder Graufleckigkeit.

Literatur

  • Georg Vogelpohl: Betriebssichere Gleitlager. Berechnungsverfahren für Konstruktion und Betrieb. Springer-Verlag, Berlin u. a. 1958, 315 S.
  • Otto R. Lang: Geschichte des Gleitlagers. Daimler-Benz AG, Stuttgart, 1982.
  • Valentin L. Popov: Kontaktmechanik und Reibung. Ein Lehr- und Anwendungsbuch von der Nanotribologie bis zur numerischen Simulation. Springer-Verlag, Berlin u. a. 2009, 328 S., ISBN 978-3-540-88836-9.