Tagungsbeitrag

Titel Einfluss des Kontaktdrucks auf die Reibungskoeffizienten von Stahl, Glas und Polyamid gegen PE-UHMW
Autor André Bergmann, Jens Sumpf, Colin Kern, Ralf Bartsch
Infos zum Autor Autorenanschrift:
Dipl.-Ing. André Bergmann, Mitarbeiter der Gruppe Zugmittel und Tribologie
Technische Universität Chemnitz
Institut für Fördertechnik und Kunststoffe
Reichenhainer Str. 70
09126 Chemnitz
Tel.: +49 (371) 531-39668
E-Mail: andre.bergmann@mb.tu-chemnitz.de
Inhalt Zusammenfassung
Diese Arbeit verfolgt die Zielstellung, die Abhängigkeit des Reibwertes von der Normalkraft anhand von vier Werkstoffen (Stahl C85, Stahl 100Cr6, Borosilikatglas, Kunststoff PA 66) gegen den Kontaktpartner PE-UHMW aufzudecken. Die Höhe der sich ausbildenden Kontaktdrücke liegt, aufgrund der Kugelform der Probekörper, dabei immer über der Fließgrenze des PE-Materials und führt zu dessen plastischer Deformation.
Bei den Versuchen konnte durchweg eine Senkung des Reibwertes bei Normalkrafterhöhung nachgewiesen werden. Dabei zeigte sich, dass die verwendeten Werkstoffe maßgeblichen Einfluss auf den Reibwert haben. PA 66 z. B. hat bei hohen Normalkräften gegen PE UHMW einen niedrigeren Reibwert als Stahl 100Cr6.
Die Vermutung, dass minimaler Verschleiß in Form von Materialübertrag oder leichter Kratzer auf den kugelförmigen Probekörpern Einfluss auf die Höhe des Reibwertes haben, konnte experimentell widerlegt werden. Als maßgeblicher Einflussfaktor auf die Ausprägung des Reibwertes wurde die Größe der Kontaktzone (Laufspur) detektiert.
Erste Versuche bezüglich des Geschwindigkeitseinflusses wurden ebenfalls durchgeführt, zeigten jedoch keine deutlichen Unterschiede in der Höhe der sich einstellenden Reibwerte.

Abstract
This work pursues the aim to detect the dependence coefficient of friction (CoF) on the normal force on the basis of four materials (steel C85 steel 100Cr6, borosilicate glass, plastic PA 66) against the counterpart PE-UHMW. Due to the spherical shape of the specimen, the contact pressures is always above the yield strength of the polyethylene and results in plastic deformation.
In the experiments lowering of CoF could consistently be proven as a result of increasing normal force. It was found that the materials have a significant influence on CoF. PA 66 for example, shows a lower CoF than steel 100Cr6 at high normal forces. The assumption that minimal wear in form of material transfer or slight scratches on the spherical specimens have impact on CoF could be disproved by experiments. As a significant influencing factor on the expression of CoF, the size of the contact area (track) was detected.
First experiments concerning the influence of speed were also performed, but showed no significant differences in the levels of CoF.
Datum 2014