Der Verschleiß von Reibung oder Dichtungen kann im Laufe der Zeit selbst unter stabilen Bedingungen zunehmen, was auf mehrere zugrunde liegende Faktoren zurückzuführen ist, die möglicherweise nicht sofort ersichtlich sind.Auch wenn die Betriebsumgebung konstant zu sein scheint, können allmähliche Veränderungen der Materialeigenschaften, Wärmestau oder Wechselwirkungen zwischen den Komponenten zu beschleunigtem Verschleiß führen.Dieses Phänomen ist besonders bei mechanischen Systemen von Bedeutung, bei denen Dichtungen und Reibungsflächen entscheidend für die Leistung und Langlebigkeit sind.
Die wichtigsten Punkte werden erklärt:
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Wärmestau und thermische Effekte
- Selbst unter stabilen Bedingungen kann der Dauerbetrieb zu einem lokalen Wärmestau führen.
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Erhöhte Temperaturen können Folgendes verursachen:
- Erweichung oder Verhärtung von Materialien, wodurch sich ihre Verschleißfestigkeit ändert.
- Thermische Ausdehnung, die zu Fluchtungsfehlern oder erhöhtem Anpressdruck führt.
- Verschlechterung der Schmiermittel, wodurch ihre Wirksamkeit verringert wird.
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Materialverhärtung oder Oberflächenveränderungen
- Wellenoberflächen oder Dichtungswerkstoffe können im Laufe der Zeit mikrostrukturelle Veränderungen erfahren.
- Kaltverfestigung (z. B. bei Metallwellen) kann die Oberflächenrauhigkeit erhöhen, was den abrasiven Verschleiß beschleunigt.
- Polymere Dichtungen können durch anhaltende Belastung ihre Elastizität verlieren oder Mikrorisse entwickeln.
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Abrasive Füllstoffe und Unterbrechung des Übertragungsfilms
- Einige Dichtungen enthalten faser- oder partikelförmige Füllstoffe zur Verstärkung.
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Diese Füllstoffe verbessern zwar die Verschleißfestigkeit, können aber:
- die Bildung eines gleichmäßigen Übertragungsfilms (eine Schutzschicht, die die Reibung verringert) verhindern.
- Wirken als Schleifmittel, wenn sie ungleichmäßig verteilt sind oder wenn sich das Matrixmaterial verschlechtert.
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Dynamische Belastung und Mikro-Bewegungen
- Selbst unter "stabilen" Bedingungen können subtile Vibrationen oder zyklische Belastungen auftreten.
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Mit der Zeit können diese kleinen Bewegungen Folgendes verursachen:
- Fretting-Verschleiß an den Kontaktstellen.
- Ermüdungsbedingte Risse in Dichtungen oder Kontaktflächen.
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Umweltbedingte und chemische Zersetzung
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Die Einwirkung von Feuchtigkeit, Sauerstoff oder Prozesschemikalien kann Folgendes bewirken:
- Oxidation von Metallteilen.
- Anschwellen oder Versprödung von Polymerdichtungen.
- Diese Veränderungen sind möglicherweise zunächst nicht sichtbar, häufen sich aber im Laufe der Zeit.
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Die Einwirkung von Feuchtigkeit, Sauerstoff oder Prozesschemikalien kann Folgendes bewirken:
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Abbau der Schmierung
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Schmierstoffe können:
- Mit Verschleißpartikeln verunreinigt werden.
- Sie verlieren ihre Viskosität aufgrund von Scherverdünnung oder thermischem Abbau.
- Dadurch verringert sich ihre Fähigkeit, Oberflächen wirksam zu trennen.
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Schmierstoffe können:
Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, wie sich kleine Abweichungen von der idealen Ausrichtung oder Belastung mit der Zeit verstärken können?Selbst bei gut gewarteten Systemen können diese subtilen Faktoren das langfristige Verschleißverhalten erheblich beeinflussen.Das Zusammenspiel von Materialeigenschaften, Umweltfaktoren und Betriebsdynamik schafft eine komplexe Verschleißlandschaft, die eine sorgfältige Materialauswahl und Überwachung erfordert.
Zusammenfassende Tabelle:
| Faktor | Auswirkung auf die Abnutzung |
|---|---|
| Wärmestau | Erweicht/Verhärtet Materialien, zersetzt Schmiermittel, verursacht thermische Ausdehnung. |
| Materialverhärtung | Erhöht die Oberflächenrauhigkeit, verringert die Elastizität oder erzeugt Mikrorisse. |
| Abrasive Füllstoffe | Unterbricht den Übertragungsfilm, wirkt bei ungleichmäßiger Verteilung als Schleifmittel. |
| Dynamische Beanspruchung | Verursacht Fretting-Verschleiß und Ermüdungsrisse durch Mikrobewegungen. |
| Chemische Zersetzung | Führt zu Oxidation, Aufquellen oder Versprödung von Dichtungen/Passflächen. |
| Zusammenbruch der Schmierung | Verunreinigungen oder Verdünnung verringern die Oberflächentrennung und erhöhen die Reibung. |
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