Oberflächentechnik und Tribologie

Nach der Adhäsionstheorie (dem Ansatz von Bowden und Tabor) wird die Reibungskraft durch die Kraft zum Abscheren der Adhäsionsstellen an den wahren Kontaktpunkten bestimmt, und die Reibungszahl ist μ = s/H (s Scherfestigkeit der Adhäsionsstellen, H Eindringhärte des weicheren Werkstoffs). Welcher Wert kommt μ für s = 0,30 GPa und H = 1,8 GPa am nächsten?

  1. AEtwa 0,17
  2. BEtwa 6,0
  3. CEtwa 0,50
Lösung und Erläuterung anzeigen

Lösung: A. Etwa 0,17

μ = s/H = 0,30/1,8 ≈ 0,17. Die Reibungskraft ist das Produkt aus der wahren Kontaktfläche Ar = W/H und der Scherfestigkeit s der Adhäsionsstellen, F = sAr; damit ist F/W = s/H, und man erhält eine Reibungszahl, die weder von der Last noch von der scheinbaren Fläche abhängt. Etwa 6,0 entsteht durch Vertauschen von Zähler und Nenner, etwa 0,50, wenn statt durch die Härte durch den Richtwert der Streckgrenze H/3 = 0,60 GPa geteilt wird. Zwischen realen Metallen kommen häufig das Wachstum der Kontaktstellen unter Last und Scherung (Junction Growth) und das Furchen durch harte Rauheitsspitzen hinzu, sodass μ oft größer als 0,17 ist. Die Formel zeigt auch, dass μ sinkt, wenn Schmierfilme oder Oxidschichten die Scherfestigkeit s verringern.

Fehler melden

Dieses Thema üben Zurück zum Thema

Weitere Fragen zum Thema „Oberflächentechnik und Tribologie“

  1. Welcher der folgenden Verschleißmechanismen ist adhäsiver Verschleiß?
  2. Bauteile von Baumaschinen werden durch Erdreich mit Quarzsandkörnern (Härte etwa 1000 HV) beansprucht. Welche Aussage über die Werkstoffwahl zur Verringerung des abrasiven Verschleißes trifft zu?
  3. In einem Stift-Scheibe-Versuch wird ein Stift mit der Härte H = 2,0 GPa unter einer Normalkraft von 50 N über einen Gleitweg von 1,0 km bewegt. Welche Kombination aus dem Verschleißvolumen des Stifts und der Änderung des Verschleißvolumens bei verdoppelter Last ist richtig, wenn in der Archard-Gleichung V = KWL/H der dimensionslose Verschleißkoeffizient K = 1,0×10⁻⁴ beträgt?
  4. Welche Aussage über die Stribeck-Kurve trifft zu, in der die Reibungszahl eines Gleitlagers über der Lagerkennzahl ηN/P aus Ölviskosität η, Drehzahl N und Flächenpressung P aufgetragen ist?
  5. In einem Wälzlager beträgt die minimale Schmierfilmdicke h = 0,40 µm, die quadratischen Mittenrauwerte der beiden Oberflächen sind Rq1 = 0,15 µm und Rq2 = 0,20 µm. Berechnet wird die spezifische Schmierfilmdicke λ = h/√(Rq1² + Rq2²); als Richtwerte gelten λ < 1 für Grenzreibung, 1 bis 3 für Mischreibung und über 3 für Flüssigkeitsreibung. Welche Kombination ist richtig?