Allgemeines Forschungsberichte

Höherfeste Werkstoffe bei Langsamlauf

Quelle: TU München FZG

Verschleiß- und Fresstragfähigkeit von Schneckengetrieben aus höherfesten Werkstoffen für Öl- und Fettschmierung

Schneckenräder werden derzeit meistens aus weicheren Werkstoffen, wie etwa Bronze, hergestellt. Die Verwendung von Schneckenrädern aus demgegenüber festeren Werkstoffen, wie Gusseisen oder Stahl, bietet Vorteile im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und gegebenenfalls Tragfähigkeit. Im Vergleich zu Schneckengetrieben mit Schneckenrädern aus weicheren Werkstoffen sind diese alternativen Werkstoffpaarungen jedoch anfällig gegenüber der Schadensart Fressen. Fressen ist ein Spontanschaden, bei dem beide Kontaktpartner verschweißen und in dessen Folge hoher Verschleiß auftritt. Dadurch kann bereits bei kurzzeitiger Überlastung ein Schaden entstehen, der innerhalb kurzer Zeit zu einem Totalausfall des Antriebs führt. Bei Stirn- und Kegelrädern hat sich bezüglich der Schadensart Fressen ein Kontakttemperaturkriterium zur Tragfähigkeitsbewertung durchgesetzt.

Das Ziel der Untersuchungen des Forschungsvorhabens FVA 799 I (Höherfeste Werkstoffe bei Langsamlauf) war es, die Verwendbarkeit von Schneckengetrieben mit Schneckenrädern aus höherfesten Werkstoffen zu verbessern. Dazu wurden experimentelle Vorversuche mit unterschiedlichen Werkstoffkombinationen und Geometrien durchgeführt. Basierend darauf wurde ein geeigneter standardisierbarer Versuchsablauf für einen Fresstest definiert, mit dem sich Belastungsgrenzen für einen Fressschaden für eine Werkstoff-Schmierstoff-Kombination ermitteln lassen. Im Rahmen der theoretischen Untersuchungen wurde eine Kontakttemperatursimulation entwickelt, die erfolgreich experimentell validiert und in ein praxistaugliches Berechnungsverfahren überführt wurde. Mit dem standardisierbaren Fresstest und der Kontakttemperaturberechnung stehen Werkzeuge zur Verfügung, mit denen sich die Fresstragfähigkeit von Schneckengetrieben zukünftig bestimmen lässt. Erste Versuche zeigen, dass mit Schneckenrädern aus Gusseisen bei entsprechender Gestaltung eine hohe Tragfähigkeit erzielt werden kann, die über der von Getrieben mit Schneckenrädern aus konventionellen Werkstoffen liegt.

Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 19564 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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