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Tribologische Untersuchung und Lebensdauerberechnung am Trapezgewinde

Im Labor für Maschinenelemente der Hochschule Hannover ist ein Prüfstand zu tribologischen Untersuchung von polymerbasierten Trapezgewindemuttern vorhanden.        Der Prüfstand ist eine Dauerleihgabe des mittelständischen Unternehmens                     RK Rose+Krieger GmbH, mit dem das kooperative Forschungsprojekt durchgeführt wird. Die Firma Rose+Krieger stellt Komponenten und Systemlösungen für die Automatisierungstechnik her.

Die Hochschule Hannover hat von der Firma Rose+Krieger einen Forschungsauftrag erhalten in dem es um die Entwicklung des Verschleißmodells für Trapezgewinde geht. Die Ergebnisse sollen in Form von Diagrammen, Formeln oder als ein Rechentool ausgearbeitet werden.

Im Laufe des Forschungsprojekts soll untersucht werden, inwieweit sich die tribologischen Eigenschaften sowie die Festigkeit und der Verschleiß sicher bestimmen lassen und so sowohl die Lebensdauer berechenbar wird als auch der Laufwiderstand und damit der Energieaufwand im Betrieb optimiert werden kann. Nach dem Abschluss der Arbeit soll ein mathematisches Modell zur Verschleißprognose vorliegen, das in der Praxis seine Anwendung findet.

Der Prüfstand besteht im Wesentlichen aus einer gerollten Trapezgewindespindel aus Stahl. Diese wird mit einer geregelten Drehzahl angetrieben und bewegt so die nicht drehende, geführte Kunststoffmutter, auf die eine definierte Belastung wirkt. Mit dem dargestellten Prüfstandsaufbau (Abbildung1) können das Spindeldrehmoment, die Temperatur in der Mutter und der Verschleiß als axiale Wegdifferenz zum Neuzustand messtechnisch erfasst werden.

Abbildung 1: Prüfstand

Der typische verschleißverlauf durchläuft drei Phasen (Abbildung2). In der Einlaufphase findet eine intensive Oberflächentransformation statt. Beim durchlauf der stationären Phase verringert sich die Verschleißintensität deutlich. Nach Erreichung der kritischen Gewindegangdicke tritt der Betriebsausfall ein.

Abbildung 2: Allgemeingültig typisches Verschleißverhalten

Sven Jung M.Eng.
Ricklinger Stadtweg 120
30459 Hannover
Gebäude: Isotopenlabor  Raum: 1F.1.04  Tel: +49 511 9296 1656

E-Mail: sven.jungat-zeichenhs-hannover.de




Sven Jung 08.07.2014  
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