Wenn bei Zahnrädern im Eingriff der Schmierspalt so schmal wird, dass die Flanken in Kontakt kommen, d.h. dass die Oberflächenrauigkeit grösser wird als die Dicke des Schmierspalts, dann wird die Oberfläche geschädigt und es zeigen sich graue Flecken, die sogenannte "Graufleckigkeit" (Micropitting). Haupteinflussfaktoren stellen hierbei Pressung (Normalkraft), Temperatur/Viskosität des Schmierstoffs und Oberflächenrauigkeit der Verzahnung dar. Im neuen KISSsoft-Release 08/2009 ist daher die Berechnung der Anfälligkeit auf Graufleckenschäden nach Entwurf ISO/CD TR 6336-7 zu finden.
In diesem Vorschlag ist die Berechnung des Verlaufs der effektiven Schmierspaltdicke h sowie der effektiven spezifischen Schmierspaltdicke ?GF über dem Zahneingriff definiert. Je nach lokaler Gleitgeschwindigkeit, Belastung und Erwärmung verändert sich der Schmierspalt markant. Zur Beurteilung der Gefahr von Micropitting ist entscheidend, wie gross die Stelle mit der kleinsten spezifische Schmierspaltdicke ?GFmin mindestens sein muss. Die Rechenregel besagt hierzu, dass gelten muss: ?GFmin? ?GFP, um Graufleckigkeit zu vermeiden - beziehungsweise ergibt Sl = ?GFP/?GFmin die Sicherheit gegen Graufleckigkeit.
Leider fehlen bisher Angaben zur Bestimmung der zulässigen spezifische Schmierfilmdicke ?GFP im Vorschlag ISO/TR 6336-7. Zur Abschätzung stehen jedoch in der KISSsoft-Hilfe entsprechende Diagramme zur Verfügung. Zudem lassen sich Anhaltswerte zu ?GFP auch aus der Literatur ableiten. Zu beachten ist hierbei jedoch, dass die Angaben mit Vorsicht angewendet werden sollten, da Erkenntnisse über Graufleckigkeit noch unvollständig sind - hier finden sich in der Literatur teilweise auch widersprüchliche Werte.
Berechnung der Blitztemperatur
Bei der Berechnung der Sicherheit gegen Micropitting nach Entwurf ISO/CD TR 6336-7 werden die Blitztemperatur und die Pressung an jedem Kontaktpunkt der Zahnflanke berechnet.
Die Blitztemperatur spielt insbesondere im Hinblick auf das Auftreten von Graufleckigkeit und auf das Fressen eine zentrale Rolle. Die Ermittlung der Blitztemperatur auf der Zahnflanke erfolgt an jedem Kontaktpunkt auf Basis der tatsächlichen Eingriffslinie, unter Berücksichtigung der Gleitgeschwindigkeit, der Geschwindigkeit in tangentialer Richtung an Ritzel und Rad, der Krümmungsradien von den Zahnflanken und der Hertzschen Pressung. Aus der örtlichen Zusatz-Erwärmung (Blitztemperatur) plus der Zahnradgrundtemperatur (Massentemperatur) wird schliesslich auch die effektive örtliche Temperatur eines jeden Punktes der Eingriffslinie bestimmt.
Falls Sie sich von unserer effizienzsteigernden Software zur Auslegung, Nachrechnung und Optimierung von Maschinenelementen überzeugen möchten: Die aktuelle Testversion 08/2009 ist unter www.KISSsoft.AG zum kostenlosen Download verfügbar.
In diesem Vorschlag ist die Berechnung des Verlaufs der effektiven Schmierspaltdicke h sowie der effektiven spezifischen Schmierspaltdicke ?GF über dem Zahneingriff definiert. Je nach lokaler Gleitgeschwindigkeit, Belastung und Erwärmung verändert sich der Schmierspalt markant. Zur Beurteilung der Gefahr von Micropitting ist entscheidend, wie gross die Stelle mit der kleinsten spezifische Schmierspaltdicke ?GFmin mindestens sein muss. Die Rechenregel besagt hierzu, dass gelten muss: ?GFmin? ?GFP, um Graufleckigkeit zu vermeiden - beziehungsweise ergibt Sl = ?GFP/?GFmin die Sicherheit gegen Graufleckigkeit.
Leider fehlen bisher Angaben zur Bestimmung der zulässigen spezifische Schmierfilmdicke ?GFP im Vorschlag ISO/TR 6336-7. Zur Abschätzung stehen jedoch in der KISSsoft-Hilfe entsprechende Diagramme zur Verfügung. Zudem lassen sich Anhaltswerte zu ?GFP auch aus der Literatur ableiten. Zu beachten ist hierbei jedoch, dass die Angaben mit Vorsicht angewendet werden sollten, da Erkenntnisse über Graufleckigkeit noch unvollständig sind - hier finden sich in der Literatur teilweise auch widersprüchliche Werte.
Berechnung der Blitztemperatur
Bei der Berechnung der Sicherheit gegen Micropitting nach Entwurf ISO/CD TR 6336-7 werden die Blitztemperatur und die Pressung an jedem Kontaktpunkt der Zahnflanke berechnet.
Die Blitztemperatur spielt insbesondere im Hinblick auf das Auftreten von Graufleckigkeit und auf das Fressen eine zentrale Rolle. Die Ermittlung der Blitztemperatur auf der Zahnflanke erfolgt an jedem Kontaktpunkt auf Basis der tatsächlichen Eingriffslinie, unter Berücksichtigung der Gleitgeschwindigkeit, der Geschwindigkeit in tangentialer Richtung an Ritzel und Rad, der Krümmungsradien von den Zahnflanken und der Hertzschen Pressung. Aus der örtlichen Zusatz-Erwärmung (Blitztemperatur) plus der Zahnradgrundtemperatur (Massentemperatur) wird schliesslich auch die effektive örtliche Temperatur eines jeden Punktes der Eingriffslinie bestimmt.
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