Polymerwerkstoffe in tribotechnischen Anwendungen Die Einsatzgebiete für Kunststoffe in Bauteilen mit Reibungs- und Verschleißbeanspruchung haben sich in den letzten Jahren erheblich vergrößert, denn sie bieten bei bestimmten Problemstellungen Vorteile gegenüber reinen Stahl- und Metallbauteilen. So sind sie als Bestandteil von Transportsystemen, wie Zahn- und Kettenrädern, als Gleitlagerbuchsen in Gleit- oder Kugellagern oft metallischen Werkstoffen überlegen, da sie ohne Schmierung auskommen. Das gleiche gilt für Anwendungen, bei denen Grenz- oder Mischreibung vorliegt, also kein vollständiger Schmierfilm zu gewährleisten ist. Dieses Phänomen wird beispielsweise in Gleitlagern mit wechselnden Drehzahlen beobachtet. Reibkoeffizient gummi stihl.fr. Zusätzlich werden, je nach Fragestellung, weitere Materialeigenschaften gefordert, die am besten durch Kunststoffe erfüllt werden. Dazu zählen chemische und mechanische Beständigkeit, Abriebfestigkeit, elektrisches Isoliervermögen oder Dämpfungsvermögen. Schließlich können viele Kunststoffbauteile wirtschaftlicher als Metallteile hergestellt werden.
Der Gleitreibungsbeiwert ist dabei unabhängig von der Gleitgeschwindigkeit und damit konstant. In der Praxis ist eine entsprechende Temperatur -, Geschwindigkeits - und Druckabhängigkeit zu erkennen, welche auf einen Einfluss der Oberflächenänderung und Beschaffenheit der niemals ideal ebenen Fläche hindeutet (aber nicht auf den Reibwert selbst) und damit die Materialeigenschaft scheinbar beeinflusst. Gemessen wird der Reibungskoeffizient an polierten Oberflächen ohne mechanische Verzahnung. Ausschlaggebend sind die Adhäsions - und Kohäsionskräfte zwischen den Materialien. Es bilden sich je nach Material Van der Waals-Kräfte oder in polarisierten Werkstoffen Wasserstoffbrücken ähnliche Kräfte zwischen den Oberflächen. Am höchsten ist die Werkstoffhaftung bei ionischen Werkstoffen wie z. B. Reibungskoeffizient – Wikipedia. Kochsalz. [ Bearbeiten] Berechnung der Reibungskraft Mit Hilfe des Reibungskoeffizienten lässt sich die maximale Haft- bzw. die Gleit reibungskraft zwischen zwei Körpern berechnen. Haftreibung: maximale Haftreibung: Gleitreibung: Dabei ist F R die Reibungskraft, µ bzw. µ H der Reibungskoeffizient und F N die Normalkraft (Kraft senkrecht zur Fläche).
Aus der Formel zur Berechnung der Reibung geht hervor, dass der Reibungskoeffizient maßgeblich bestimmt, wie groß die Reibungskraft im Verhältnis zur Normalkraft ist. Demnach führt ein höherer Koeffizient zu einer größeren Reibungskraft. Berechnung der Reibkraft 1. Um einen Metallklotz zu verschieben, ist zunächst eine Kraft erforderlich, die größer als die Haftreibungskraft ist. Sofern es gelingt, den Klotz gleiten zu lassen, genügt die geringere Gleitreibungskraft. Weil der Reibungskoeffizient vom Untergrund (nass, trocken, ölig) abhängt, ändert sich demnach, je nach Zustand des Untergrundes, die Reibkraft. 2. Die Haftung lässt sich jedoch auch verändern, indem man die Normalkraft verändert. Für die Berechnung der Reibung gilt immer die Annahme, dass die Normalkraft und die Gewichtskraft auf einer Ebene einander entsprechen. Reibkoeffizient gummi stahl in german. Im Motorradsport versuchen die Fahrer, durch das Anbringen von Spoilern die Normalkraft ihres Gefährtes zu erhöhen. Der von vorn kommende Fahrtwind soll nämlich das Motorrad besser an den Boden pressen.
Der Einfluss der Metalloberfläche auf den Reibungskoeffizienten ist abhängig vom Polymerwerkstoff: für glatte Oberflächen sind unpolare Werkstoffe, wie PTFE oder PET ideal. Bei polaren Werkstoffen, wie Polyoxymethylen (POM), begünstigt eine sehr glatte Oberfläche die Ausbildung von Adhäsionskräften und Klebebrücken, was zu einer höheren Reibungszahl führt sowie Abrieb und Zerspanung der Kunststoffoberfläche zur Folge haben kann. Der unter anderen Umständen vielleicht ideale Reibungskoeffizient der Kunststoffe wird schlechter. Damit sollten auch hier experimentell ermittelte Oberflächenrauigkeiten der Metallgleitpartner in Kombination mit verschiedenen Kunststoffen als Richtwerte herangezogen werden. Reibungskoeffizient – Chemie-Schule. Schließlich hat die Belastung durch äußeren Druck Einfluss auf die Verschleißrate, weshalb der pv-Wert als Richtwert ebenfalls berücksichtigt werden muss. Kunststoff/Kunststoff In Kunststoff/Kunststoff-Systemen sind die Adhäsionskräfte zwischen den Oberflächen die wichtigste Einflussgröße. Die Gleitflächentemperatur und die damit freiwerdende Reibungswärme sind generell höher als bei anderen Werkstoffpaarungen.
Bei Reifen also verstärkt bei Kurvenfahrt, beim Beschleunigen und Bremsen. Auf nachgiebigem Untergrund spielt die Verdrängungsarbeit eine herausragende Rolle, die auf plastischer Verformung und innerer Reibung des Bodenmaterials beruht. So etwa beim Fahren auf feuchtem Erdboden, Schnee, Sand oder Splitt. Ähnliche Vorgänge können auch im Schotter des Gleisbettes auftreten. Stahlrad läuft auf Schiene bei der Eisenbahn. In nebenstehendem Bild wird durch das Rad die Schienenoberfläche elastisch verformt, bei Bewegung wird das Schienenmaterial in Fahrtrichtung gestaucht. Dabei türmt sich vor dem Rad ein Berg auf. Der Reibungskoeffizient. Da sich das Schienenmaterial nur geringförmig bewegt, wird fortlaufend der Berg durch das Rad gewalzt und ebnet sich hinter dem Rad wieder ein. Beim Durchrutschen wird infolge des großen Flächendrucks das Material stark gepresst. Je häufiger eine Schiene befahren wird, desto eher können infolge der Pressung und Entspannung Teile der Oberfläche ausbrechen, was durch matte oder raue Oberflächen erkennbar wird.
Literatur [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Valentin L. Popov: Kontaktmechanik und Reibung. Ein Lehr- und Anwendungsbuch von der Nanotribologie bis zur numerischen Simulation. Springer-Verlag, 2009, ISBN 978-3-540-88836-9. Weblinks [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Schmidt, Schlender: Reifenwechsel unter technischen und klimatischen Aspekten. ( Memento vom 29. September 2007 im Internet Archive) (PDF; 1, 62 MB; 109 S. Reibkoeffizient gummi stahl pictures. )
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