Wassergehalt in Ölen
FVA 488/II, IGF-Nr. 17579 BG
Einfluss von Wasser auf die Ermüdungslebensdauer von Wälzlagern und die Grübchentragfähigkeit einsatzgehärteter Stirnradverzahnungen
Geschmierte Tribosysteme in Maschinensystemen haben einen wesentlichen Einfluss auf deren Verfügbarkeit und Sicherheit. Der Ausfall eines Wälzlagers oder einer Verzahnung in einem Getriebe kann zu beträchtlichen Kosten für die Instandhaltung führen und erhebliche Ausfallzeiten einer Maschine oder Anlage zur Folge haben.
Die Lebensdauern von Wälzlagern und Verzahnungen werden neben der Belastung entscheidend durch Verunreinigungen im Schmierstoff bestimmt, wie z.B. durch Schmutz, aggressive Medien oder Wasser. Wasser im Schmieröl kann die Lebensdauer der Lager und Verzahnungen dramatisch verringern.
Um das Forschungsziel zu erreichen, wurden Versuche mit Hilfe von Wälzlagern und einsatzgehärteten Verzahnungen durchgeführt. Als Wälzlager kamen Pendelrollen- und Radialrillenkugellager zum Einsatz. Als Schmierstoffe fanden handelsübliche Getriebeschmierstoffe Verwendung. Die Prüfstände wurden mit Infrarotspektrometern ausgestattet. Diese ermöglichten es, den Wassergehalt im Schmierstoff während der Versuche zu regulieren. Zusammen mit den Referenzversuchen ohne Wasserzugabe konnte der Einfluss von Wasser auf die Lebensdauer ermittelt werden.
Die Schmierstoffe zeigten ein unterschiedliches Verhalten bei der Zugabe von Wasser. Bei den Wälzlagern konnte mit Hilfe von SIMS Analysen ein Einfluss der Additivpakete festgestellt werden. Bei den Verzahnungen belegen die Ergebnisse, dass Wasserkontaminationen die Flanken- bzw. Grübchentragfähigkeit der untersuchten Schmierstoffe ab einer relativen Feuchte von 100 %, d. h. bei Vorliegen von freiem Wasser, zum Teil deutlich beeinflussen können. Mit Hilfe der Versuchsergebnisse aus den Vorhaben 488/I und 488/II konnten Empfehlungen für zulässige Wassergehalte und Abschätzungen zum Einfluss bei kritischen reagierenden Schmierstoffen entwickelt werden.
Das IGF-Vorhaben 17579 BG 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.
