Tribologische Eigenschaften von Kunststoffen im Modell- und Bauteilversuch

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Peter Faatz

Kurzfassung

Unter technisch trockenen Bedingungen einer Relativbewegung ausgesetzte Maschinenelemente aus Kunststoff sind in der Regel lebensdauerbegrenzenden Verschleißprozessen unterworfen. Für die gesicherte Funktion von ganzen Baugruppen ist die hinreichend genaue Abschätzung der Verschleißfestigkeit und somit der Lebensdauer von Maschinenlementen von großer Bedeutung. Da Reibung und Verschleiß Systemeigenschaften sind, kann nur schwierig eine allgemeingültige tribologische Charakterisierung eines Kunststoffes vorgenommen werden.
In dieser Arbeit wurde untersucht, wie durch geeignete Werkstoffauswahl Einfluß auf die Lebensdauer eines Kunststoffzahnradgetriebes genommen werden kann und wie die Lebensdauer bei bisher nicht untersuchten Werkstoffkombinationen ermittelt werden kann. Dazu wurden die Grenzflankenpressungen, das Verschleißverhalten und die Temperaturentwicklung am Zahn bestimmt. Die Ergebnisse der Verschleißuntersuchungen wurden mit Untersuchungen am Modellsystem verglichen und daraus aus dem Modellsystem Belastungsgrenzen für das Kunststoffgetriebe bestimmt.

Abstract

The service life machine parts made of plastics that are exposed to a relative movement and work without lubrication is limited by wear processes. For the guaranteed function of completely assembled unit a sufficiently accurate estimation of wear and therewith of the service life of machine parts is of high importance. Because friction and wear are system properties a general description and tribological characteristic of a plastic material is difficult. Therefore tribological investigations are offen restricted to tests in model systems.
Especially the selection of suitable materials for a given task is often based on results coming out of model tests, because the influence of the great variety of additionals and strengthening substances on the behaviour of the compound can only be determined by comparing relatively cheep model systems.
Beyond it the characteristic of processes on the machine part itself gives save knowledge for estimating service life. An important part plays the calculation of surface temperature. To fix the permissible load in a sufficiently accurate way, the surface temperature of cog wheels should be determined depending on geometry and material. Based upon model system investigations it is possible to define efficient load limits for cog wheels.

139 Seiten
ISBN 3-931864-21-9

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Lydia Lanzl, M.Sc.