Tribologische Lösungen von GGB bringen die industrielle Welt einen Schritt näher an die Zukunft. Unsere Produkte werden tagtäglich in Zehntausenden von anspruchsvollen Anwendungen rund um den Globus eingesetzt. Unser Ziel ist es, zuverlässige, wartungsfreie Oberflächenlösungen für nahezu jede Anwendung bereitzustellen - ganz gleich, wohin diese Anforderungen unsere Produkte führen.
Die vielfältigen Polymerbeschichtungslösungen von GGB umfassen einige der modernsten verfügbaren Beschichtungstechnologien. Unsere Reihe von TriboShield® Beschichtungen umfasst sieben Standardrezepturen, die das gesamte Spektrum der mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften der heutigen Beschichtungsmaterialien abdecken. Sie können außerdem auf nahezu jede Oberfläche aufgetragen werden, unabhängig von Form und Material, was ihr Potenzial nahezu unbegrenzt macht. Und wenn es darum geht, Ihre bestehenden Gleitlager- und Polymerbeschichtungslösungen zu kombinieren und deren Leistung zu verbessern, sind unsere TriboMate® Lösungen speziell darauf ausgelegt, mit ihnen kombiniert zu werden - was zu einer verbesserten Systemleistung führt.
Die ausgezeichnete Leistung von GGB Metall-Polymer Gleitlagern mit geringer Reibung und hoher Verschleißfestigkeit macht sie ideal für Hunderte von Anwendungen in zahlreichen und unterschiedlichen Branchen. Je nach Anwendungsanforderungen können Metall-Polymer Verbundgleitlager in vielen unterschiedlichen Formen und Größen hergestellt werden.
Die technischen Kunststoff-Polymer Gleitlager von GGB bieten sowohl unter trockenen als auch unter geschmierten Betriebsbedingungen eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und geringe Reibung in einem breiten Anwendungsspektrum. Technische Kunststofflager werden aus thermoplastischem Material hergestellt, das im Spritzgussverfahren verarbeitet wird. Dieses Produktionsverfahren ermöglicht es uns, unbegrenzte Abmessungen gemäß GGB Standard als auch kundenspezifische Sonderteile in speziellen Designs und Eigenschaften herzustellen.
Die faserverstärkten Verbundwerkstoffe von GGB bestehen in der Regel aus einem faserverstärkten, mit hochfesten Fasern imprägnierten Epoxidrücken mit einer Vielzahl von reibungsarmen, verschleißfesten Lagerlaufschichten. Diese selbstschmierenden Gleitlagerlösungen aus faserverstärktem Verbundwerkstoff sind besonders effektiv in Anwendungen, bei denen die Relativbewegung nicht ausreicht, um die Zirkulation des Öls oder Schmierfetts zu fördern, das bei konventionelleren Lagern verwendet wird. GGB Gleitlager aus Faserverbund-Werkstoffen sind je nach Material als Buchsen, Streifen, Lagersegmente und in Sonderformen erhältlich.
Bimetall- und Metalllager bieten eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in industriellen Außenanwendungen sowie in Wasser-, Meeres- und Offshore-Umgebungen. GGB bietet eine breite Palette von Größen, Formen und Materialien in monometallischen und bimetallischen Gleitlagern an.
Die selbstausrichtenden Lagergehäuse UNI, MINI und EXALIGN® von GGB, die als Lösung zur Verringerung von Fluchtungsfehlern bei hohen Beanspruchungen an die Gleitlager entwickelt wurden, bieten im Vergleich zu Standard-Lagergehäusen eine verbesserte Maschinenleistung, da sie Belastungen und Reibungseffekte senken. Die selbstausrichtenden Lagergehäuse von GGB sind sowohl in Standard- als auch in kundenspezifischen Konfigurationen erhältlich und bieten eine überlegene Leistung in einer Vielzahl von Anwendungen.
Seit über 120 Jahren setzt GGB die Welt mit branchenführenden tribologischen Gleitlagerlösungen, Beschichtungen und Baugruppen in Bewegung. Von Polymerbeschichtungen und Metall-Polymer Gleitlagern bis hin zu Faserverbund-Gleitlagern und selbstausrichtenden Lagerbaugruppen sind unsere Lösungen speziell darauf ausgelegt, die Reibung zu verringern und die Leistung und Haltbarkeit zu optimieren.
Tribologie ist die Wissenschaft von Verschleiß, Reibung und Schmierung und umfasst das Verhalten interagierender Oberflächen und anderer tribologischer Elemente bei Relativbewegungen in natürlichen und künstlichen Systemen. Dazu gehören auch Gleitlagerdesign und Schmierung.
TriboU von GGB soll dem arbeitenden Konstrukteur, der ein Anwender der oberflächentechnischen Lösungen von GGB sein kann oder auch nicht, das Verständnis und die Umsetzung grundlegender tribologischer Konzepte bei der Konstruktion, Herstellung und Einsatz in Systemen ermöglichen.
Bei GGB scheuen wir uns nicht davor, Risiken für unsere Kunden einzugehen. Wir sind leidenschaftlich bei unserer Arbeit und glauben, dass dieselbe Leidenschaft zu einem Innovationsniveau beiträgt, das das menschliche Potenzial fördern kann. Wir sind stolz darauf, bereits in der frühen Phase eines Designs eng mit unseren Kunden zusammenzuarbeiten, um breit und mutig zu denken und über die traditionellen oberflächentechnischen Lösungen hinaus zu expandieren. Wir bieten zuverlässige Partnerschaften, die auf Vertrauen, Sympathie, Entschlossenheit, Zusammenarbeit und Respekt basieren.
Wir bei GGB streben nach kooperativen, langfristigen Beziehungen mit unserer Kunden. Unsere vielfältigen Erfahrungen geben uns ein tiefes Verständnis für die Herausforderungen, mit denen Sie konfrontiert sind. Deshalb machen wir es uns zur Aufgabe, Sie bei der Erreichung Ihrer Ziele zu unterstützen.
Tribologie ist die Lehre von Verschleiß, Reibung und Schmierung von Oberflächen. Sie befasst sich damit, wie Oberflächen und andere Tribo-Elemente in Relativbewegung in natürlichen und künstlichen Systemen zusammenwirken. Dies betrifft auch Lagerauslegung und -schmierung.
Die Tribologie ist keine isolierte Wissenschaft, sondern vielmehr ein komplexes, fachübergreifendes Vorhaben, bei dem Fortschritte durch gemeinsame Anstrengungen von Forschern erzielt werden, die aus Bereichen zusammenkommen wie: Maschinenbau, Fertigung, Werkstoffkunde, Chemie, Chemieingenieurwesen, Physik, Mathematik, Biomedizin, Biomedizintechnik, Computerwissenschaften und viele mehr.
Eine der wichtigsten Säulen der Tribologie ist das systemanalytische und das systembezogene Denken.
Reibung und Verschleiß sind keine Werkstoffeigenschaften. Sie sind Reaktionen eines spezifischen tribologischen Systems, das sich üblicherweise aus einem Lager, einer Welle und einem Schmierstoff zusammensetzt. Sie werden daher von vielen verschiedenen Faktoren beeinflusst. Das tribologische Subsystem in Abbildung 1 bietet einen Überblick über die häufigsten Faktoren, die sich auf Reibungs- und Verschleißwerte auswirken:
Dieses tribologische System umfasst das Beanspruchungskollektiv, die Systemstruktur sowie die Funktions- und Verlustausgaben. Das Beanspruchungskollektiv fasst physische und technische Belastungsparameter zusammen, u. a. Last, Gleitgeschwindigkeit und -dauer sowie die Bewegungs- und Temperaturbedingungen, die die Systemstruktur belasten. Die Systemstruktur hängt von den Eigenschaftsprofilen der Hauptbestandteile ab, zu denen Basis, Gegenkörper, Umgebungs- und Zwischenmedium zählen.
1 Horst Czichos, Karl-Heinz Habig: Tribologie Handbuch: Tribometrie, Tribomaterialien, Tribotechnik, Vieweg+Teubner Verlag, 2010
Die größte Herausforderung besteht darin, dass sich Reibungs- und Verschleißwerte nicht einfach von einem System zum anderen übertragen lassen, z. B. von einem tribologischen Prüfstand zu einer realen Anwendung. Vergleiche zwischen Messwerten sind nur möglich, wenn sie auf einem sehr gleichartigen tribologischen System beruhen. Das tribologische Verhalten von Werkstoffen lässt sich für spezifische Anwendungen nur anhand von Modell- und Simulationstest abschätzen, wenn die spezifischen Betriebsbedingungen der Anwendung mit den Prüfbedingungen übereinstimmen.
Reibung ist die Widerstandskraft, die aus der Bewegung zwischen zwei Körpern entsteht, die sich berühren. Auf makroskopischer Ebene lässt sich Reibung mit den Grundsätzen der Physiker Guillaume Amontons und Charles-Augustin de Coulomb erklären. Sie erkannten, dass zwischen der entstehenden Reibungskraft und der angewendeten Normallast eine lineare Beziehung besteht. Davon ausgehend lässt sich ein dimensionsloser Hauptparameter herleiten – der Reibungskoeffizient. Er wird definiert als das Verhältnis der entstehenden Reibungskraft zur angewandten Normalkraft.
Die tatsächlichen Mechanismen der Gleitreibung treten jedoch auf mikroskopischer Ebene auf, d. h. tribologische Theorien zur Reibung umfassen auch die Topographie der Oberflächen. Der Tribologe unterscheidet zwischen der wirklichen Kontaktfläche und der Nennkontaktfläche (geometrische Abmessungen), wodurch auch alle Hohlräume oder sich nicht berührende Bereiche eines festen Elements berücksichtigt werden. Folgende Mechanismen sorgen für die Energieumwandlung im Bereich nahe der Oberfläche:
Verschleiß wird definiert als irreversibler Materialverlust bei interagierenden Oberflächen. Physische und chemische elementare Prozesse im Kontaktbereich einer Gleitpaarung, die schließlich Material und Form der Reibungspartner verändern, werden Verschleißmechanismen genannt. Zu diesen Verschleißmechanismen gehören:
Reibungs- und Verschleißmechanismen werden sowohl von der Struktur des tribologischen Systems als auch vom induzierten Beanspruchungskollektiv stark beeinflusst:
µ=f(Tribo-Struktrur(t),induzierte Kollektivbelastung(t))
w=f(Tribo-Struktur (t),induzierte Kollektivbelastung(t))
Reibungs- und Verschleißmechanismen treten nicht isoliert auf, sondern vielmehr als eine Überlagerung von Mechanismen, die nur sehr schwer zu quantifizieren und zu kontrollieren ist. Diese Überlagerung tritt in tribo-technischen Systemen sowohl in einem nicht feststellbaren Ausmaß als auch in einem Ausmaß auf, das zeitlich und örtlich variiert. Das macht es so gut wie unmöglich, in einem Tribo-Kontakt auftretende Reibungs- und Verschleißprozesse zu berechnen. Daher sind tribologische Prüfungen so wichtig für die Einschätzung tribologischen Verhaltens. Wenn wir tribologisch gemessene Daten und mechanismusorientierte Untersuchungen interpretieren und verstehen wollen, dann benötigen wir umfassende Kenntnisse über die Mechanismen, die in einem Tribo-Kontakt agieren.
Tribologen klassifizieren Reibungs-, Verschleiß- und Schmierbedingungen folgendermaßen:
Dank tribologischer Prüfungen erhalten wir Informationen über die tribologischen Leistungen von Werkstoffen, welche zu neuen und verbesserten Werkstoffdesigns führen. Wir können den Werkstoffaufbau dann so ausrichten, dass spezifische und bessere tribologische Eigenschaften erzielt werden.
Tribologische Prüfergebnisse und Methoden zur Oberflächenanalyse helfen uns basierend auf verschiedenen Faktoren und Einflüssen die tribologische Leistung (einschließlich Reibung und Verschleiß, Ausfallmechanismen, Kinetik von Transferfilmen) bestehender Materialien und neuer Prototypen einzuschätzen. Anhand dieser Informationen können wir Variablen erkennen und verstehen, wie die Effekte verschiedener Werkstoffausführungen (einschließlich Füllstoffe, Füllstoffkonzentration, synergetische Effekte von Füllstoffen, Materialstruktur) sowie die Auswirkung anderer Elemente der Systemstruktur.
Tribologisch optimierte Kontaktflächen
Dieser Artikel im Eureka Magazin bietet einen Überblick über frühere Fortschritte in der Gleitlagertechnologie, die auf Tribo-Forschung beruhen. Er behandelt die rudimentären Rollenlager der alten Ägypter, Rollenlager, welche die Römer bereits 40 v. Chr. einsetzen, sowie die Bedeutung der Wärmebehandlung von gehärtetem Stahl und Keramik auf Oxidbasis. Auch die Entwicklung des ersten selbstschmierenden Metall-Polymer Gleitlagers von GGB wird angesprochen.
Tribologie spielt eine zentrale Rolle bei Anwendungen, bei denen sich zwei in Kontakt stehende Oberflächen in Relation zueinander bewegen. In manchen Branchen werden tribologische Systeme stärker nachgefragt, aufgrund einsatzkritischer Anwendungen, der Notwendigkeit von Dauerbetrieb oder aufgrund extremer Bedingungen.
Das hängt stark von der Anwendung ab. Einige Anwendungen erfordern geringe Reibung (z. B. Gleitlagerwerkstoffe), andere hingegen hohe Reibung (z. B. Bremssysteme). Bei den meisten Anwendungen ist minimaler Werkstoffverschleiß ein vorrangiges Ziel. Für viele Anwendungen wird oft der ideale Punkt zwischen geringer Reibung und guter Verschleißbeständigkeit angestrebt.
Bei der Auslegung von Experimenten zur Beschreibung von Reibung und Verschleiß lassen sich tribologische Prüfungen in eine von sechs Hauptkategorien unterteilen, die von Feldversuchen in Kategorie I zu den einfachsten Modellversuchen im Labor in Kategorie VI reichen.
Kategorie I: Ein Feldversuch wird unter normalen Betriebsbedingungen durchgeführt, die auch erweiterte Betriebsbedingungen umfassen können. Das führt zwar zu einer schlechten Wiederholbarkeit, doch kommen die Bedingungen den tatsächlichen Bedingungen nahe, denen das tribologische System ausgesetzt sein wird.
Kategorie II: Experimente werden in einer kompletten Anlage in einer Umgebung wie im Werk durchgeführt. Bei diesen Experimenten können Ergebnisse unter fast normalen Betriebsbedingungen und über einen längeren Zeitraum durchgeführt werden, um erweiterte Betriebsbedingungen zu replizieren. Gleichzeitig werden Umwelteinwirkungen begrenzt.
Kategorie III: Komponenten, Subsysteme oder Baugruppen werden in einem Labor geprüft, in dem fast normale erweiterte Betriebsbedingungen und eine mittelmäßige Wiederholbarkeit erreicht werden.
Kategorie IV: An Serien-Standardteilen werden Laborprüfungen mit Prüfgeräten mit reduzierter Leistung geprüft.
Kategorie V: Experimente werden an einem Muster mit Prüfausrüstung durchgeführt, um fast normale Betriebsbedingungen bei hervorragender Wiederholbarkeit zu erreichen.
Kategorie VI: Die Prüfung findet an einer Prüfbank mit einfacher Laborprüfausrüstung statt.
Es sollte nicht vergessen werden, dass in den Kategorien I bis III die Systemstruktur des ursprünglichen Tribo-Aggregats beständig bleibt und nur die Beanspruchungskollektiv vereinfacht wird. Die Beanspruchungskollektiv der Kategorien II und III lassen sich besser reproduzieren als die der Kategorie I. Bei den Kategorien IV und VI wird hingegen die Systemstruktur vereinfacht. Das hat den Nachteil, dass sich die Übertragbarkeit der Prüfergebnisse auf vergleichbare tribo-technische Systeme in der Praxis weniger verlässlich vorhersagen lässt. Die Kategorien IV bis VI bieten eine bessere Messbarkeit des Sub-Tribo-Kontakts, eine Kostensenkung und einen engeren Prüfzeitrahmen.1 In ansteigender Reihenfolge der Prüfkategorien steigen sowohl Prüfzeit als auch -kosten erheblich an, mit ihnen allerdings auch die Übertragbarkeit der Prüfergebnisse.
Tribologische Prüfungen der Gleitlagerwerkstoffe lassen sich in vier Hauptkategorien unterteilen:
1 Horst Czichos, Karl-Heinz Habig: Tribologie Handbuch: Tribometrie, Tribomaterialien, Tribotechnik, Vieweg+Teubner Verlag, 2010
GGB entwickelt basierend auf tribologischen Ergebnissen tribologisch optimierte Werkstoffe. Wir kombinieren unser Wissen in den Bereichen Werkstoffkunde und -leistungen mit einem umfassenden Verständnis der tribologischen Leistungsfähigkeit unserer Produkte sowie ihrer Eignung für die Anwendungsanforderungen unserer Kunden.
Die Tribologie befasst sich auch mit Schmierstoffen, aber in einigen Fällen kann die Schmierung auch vom Werkstoff übernommen werden, aus dem die Komponenten des Tribo-Systems bestehen.
Daher entwickeln unsere Werkstoff-Designer spezifische Werkstoffe für Trockenschmierung. Durch die Reduktion oder die vollständige Vermeidung von Flüssigschmierstoffen wird die tribologische Leistung hinsichtlich Reibung und Verschleiß erheblich verbessert.
Die Welle ist ein grundlegender Bestandteil der tribologischen Systemstruktur des Lager-Subsystems. Ihre Eigenschaften wirken direkt auf Reibung und Verschleiß sowie auf alle anderen Ereignisse beim Kontakt zwischen Lager und Welle aus. Zu den grundlegenden Eigenschaften der Welle zählen:
Der Umfang des tribologischen Systems ist für die Lagerauswahl von essentieller Bedeutung. Eine gründliche Betrachtung aller Aspekte würde Folgendes umfassen
1. Die induzierte Beanspruchungskollektiv, einschließlich:
2. Den Gegenkörper:
3. Das Grenzflächenmedium und sein Eigenschaftsprofil
4. Das Umgebungsmedium und sein Eigenschaftsprofil
5. Wärmeleitfähigkeit der Konstruktion.
6. Gesamtkonstruktion
Unsere Experten helfen Ihnen gerne, die optimale Lösung für Ihre spezifische Anwendung zu finden.