1、Gleit lager Begriffe, Merkmale und Ursachen von Vernderungen und Schden o Plain bearings; terms, characteristics and causes of changes and damages Paliers lisses; termes, caractristiques et causes de changements et de dommages DIN - 31 661 e Ein Exemplar dieses Dokumentes das die Farben zeigt ist vo
2、m Beuth Verlag GmbH erhttlich. Inhalt Seite Seite 1 Anwendungsbereich und Zweck . 2 2.5.2 Auswaschung durch 1.1 Allgemeines 2 Unstetigkeitsstellen im Schmierspalt . . 24 1.2 Hinweise zur Norm 2 2.5.3 Auswaschung als Folge rtlicher 2 Vernderungen und Schden 2.6 Tribochemische Reaktion, Korrosion . 25
3、 . elastischer Verformung 24 im Lagerwerkstoff 2 2.6.1 Verfrbung 25 2.1 Verschrnutzung, 2.6.2 Aufrauhung 25 Abrasion durch Partikel 2 2.7 Belagbildung . 28 2.1.1 Einbettung 2 2.7.1 lkohleablagerung . 28 2.1.2 Riefenbildung 4 2.7.2 Fremdstoffablagerung . 29 2.1.3 Schmutzwanderspuren . 5 2.7.3 Kupfera
4、blagerung 30 2.1.4 Staubeinwirkung . 5 2.8 Sonstige 32 2.2 Verschlei durch Mischreibung . 6 2.8.1 Elektro-Erosion . 32 2.2.1 Einlaufspuren . 6 2.8.2 Pfeilfrmige Beschdigung 35 2.2.2 Anpassungs-Einlaufverschlei 6 2.8.3 Spanwollebildung 35 2.2.3 Hartes Anlaufen, Anreiben, 2.8.4 Poren- und Blasen-Bildu
5、ng 36 2.2.4 Dauerverschlei . 9 2.3 berhitzung 13 im Lagersitz 39 2.3.1 Kriechverformung 13 3.1 Mikrogleitung der Lagerschale 39 GleitSchichtverSchiebung . 2.9 SpezielleTragbilder . 37 2.2.5 Fressen . 1 O Vernderungen und Schden 2.3.2 An- bzw. AusSChmelzung . 14 3.1.1 Flashverschiebung, Olkohlebildun
6、g . 39 2.3.3 Wrmerisse 15 3.1.2 Materialubertragung, Schwingungsverschlei . 40 2.4.2 Ausbrche . 18 3.1.3 Verdrehung der Lagerschale . 41 2.4.3 Bindungsverlust am Stahlsttzkrper . 20 3.2 Tragbild 42 3.2.1 Druckstellen . 42 der Galvanikschicht . 21 3.2.2 Hohlstellen 45 2.4.5 BindungsschwchederGalvanik
7、schicht 22 3.3 GehuseAufnahmebohrung . 46 2.5 Auswaschung, Kavitationserosion 22 3.3.1 Lagersttzkrperbruch . durch hochfrequente Schwingungen . . 22 der Lagerschalenteilflchen . 47 2.4 Ermdung, Oberflchenzerrttung . 16 Reaktionsprodu kte, 2.4.1 Anrisse . 17 2.4.4 Selektiver Bindungsverlust 46 2.5.1
8、Auswaschung 3.3.2 Beschdigung Fortsetzung Seite 2 bis 48 Normenausschu Gleitlager (NG L) im D IN Deutsches Institut fur Normung e. V. I Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH. Berlin 30 12.83 DIN 31 661 Dez 1983 Preisgr. 20 Vertr.-Nr. 0020 DIN1 DIN 31bb1 83 2794442 0059549 210 Seite 2 DIN
9、31 661 1 Anwendungsbereich und Zweck 1.1 Allgemeines Diese Norm enthlt Begriffsbestimmungen ber betriebliche Vernderungen und Schden an hydrodynamisch geschmierten Radial- und Axialgleitlagern aus metallischen Werkstoffen. Die Norm soll bei der Beurteilung von technisch bekannten und sich bisweilen
10、wiederholenden Vernderungen und Schden eine Verstndigungshilfe darstellen. Diese Norm behandelt erkennbare Vernderungen und Schden whrend der Laufzeit des Gleitlagers, ohne daR diese eine Beschrnkung der Betriebsfhigkeit oder der Lebensdauer oder den Ausfall des Gleitlagers zur Folge haben mssen. In
11、 dieser Norm werden charakteristische Vernderungen und Schden beschrieben, deren uere Erscheinungsformen und Ursachen mit ausreichender Sicherheit bekannt sind. Die Vernderungen und Schden werden durch Bilder, typische Merkmale und die hufigsten Ursachen beschrieben. Dabei werden einige bauteilbezog
12、ene Begriffe von Erscheinungs- formen verwendet, die sich in der Gleitlager-Praxis eingefhrt und bewhrt haben, aber nicht der allgemeinen VerschleiR- terminologie nach DIN 50 320 entsprechen. Gleitlagerschden sind in allen praktischen Fllen auf ein Zusammenwirken mehrerer Schadensmechanismen zurckzu
13、- fhren, wie sie als Folge von Mngeln, aber auch als Folge von Kompromissen aus Grnden der Wirtschaftlichkeit oder unvorhersehbaren Betriebsbedingungen bei der Auslegung, der Lager- oder Maschinenfertigung, der Montage, des Be- triebes, der Wartung und Instandsetzung auftreten knnen. Infolge der Kom
14、plexitt ist das Auffinden der primren Schadensursache oft sehr schwierig. Bei fortgeschrittenen Schden oder gar Totalschden ist die Zuordnung zu den primren Schadensmechanismen in aller Regel nicht mehr mglich. Sehr wichtig ist in allen Fllen die Kenntnis der tatschlichen Betriebsbedingungen und des
15、 Wartungszustandes. Die Angabe REM bedeutet Rasterelektronenmikroskop. Die Angabe -bedeutet Drehrichtung der Welle. 1.2 Hinweise zur Norm Diese Norm befat sich vorwiegend mit den uRerlich sichtbaren Vernderungen auf der Gleitflche und im Lagersitz. Fr eine vollstndige Begutachtung sind daher immer V
16、order- und Rckseite des Gleitlagers zu betrachten. Da unterschiedliche Schadensmechanismen durchaus hnliche Erscheinungen auf der Gleitflche erzeugen knnen, reicht die Beschreibung der Erscheinungsform alleine nicht immer aus. Weitere Hinweise ergeben sich aus der erforderlichen Kenntnis der Betrieb
17、sbedingungen. Daher ist Abschnitt 2 untergliedert nach den verschiedenen Schadensmechanismen und weiter in aufsteigender Folge nach Gre der Schdigung, welche oft mit den Betriebsbedingungen korreliert. Bei voller Schmierfilmtrennung in hydrodynamisch geschmierten Gleitlagern gibt es keine direkte Be
18、rhrung der beiden Oberflchen. Vernderungen und Schden resultieren dann aus der Temperatureinwirkung (siehe Abschnitt 2.3 ber- hitzung), aus wechselnden Schmierfilmdrcken (siehe Abschnitt 2.4 Ermdung, Oberflchenzerrttung), Vorgngen in der Schmierstoffstrmung (siehe Abschnitt 2.5 Auswaschung, Kavitati
19、onserosion), chemischen Angriffen (siehe Ab- schnitt 2.6 Tribochemische Reaktion, Korrosion) oder (siehe Abschnitt 2.7 Belagbildung) sowie aus speziellen Bedingungen (siehe Abschnitt 2.8 Sonstige). Durch das Auftreten von harten Fremdpartikeln mit einer Dimension grRer als die kleinste Schmierfilmdi
20、cke kommt es zu indirektem Kontakt zwischen Gleitlager und Zapfen (siehe Abschnitt 2.1 Verschmutzung, Abrasion durch Partikel). Unter ungnstigen Betriebsbedingungen fr den hydrodynamischen Schmierfilmaufbau kommt es zu direktem Verschlei, der sich pber grere Bereiche erstrecken kann (Anlauf und Abst
21、ellen, hohe Last, hohe Temperatur - siehe Abschnitt 2.2 Verschlei durch Mischreibung) oder rtlich konzentriert auftritt (siehe Abschnitt 2.9 Spezielle Tragbilder). Sowohl Verschlei wie Verschmutzung erschweren die Betriebsbedingungen durch Verstrkung von thermischen und chemischen Effekten (siehe Ab
22、schnitte 2.3 und 2.6). Mgliche Abweichungen im Lagereinbau knnen zu Vernderungen im Laufbild und zu Schden fhren, die im Bereich des engsten Schmierfilms oder angenhert in Lastrichtung auftreten. Das Auftreten von Schdigungen an unerwarteten Stellen gibt Hinweise auf Geometrieabweichungen von der Id
23、ealform an Zapfen und Gleitlager (unter Belastung) oder auf unbekannte Zusatzlasten (siehe Abschnitt 2.8). 2 Vernderungen und Schden im Lagerwerkstoff 2.1 Verschmutzung, Abrasion durch Partikel Die Auswirkungen der Verschmutzung durch harte Fremdpartikel werden durch die Relativbewegung beeinflut. D
24、ie Ein- bettung (siehe Abschnitt 2.1 .I ) kann in Verbindung stehen mit der Riefung am Zapfen (siehe Abschnitt 2.8.3). Im umge- kehrten Fall (siehe Abschnitt 2.1.2) kann eine Umlauftendenz der Zapfenverlagerung vorliegen oder ein Fremdpartikel auf den Zapfen aufgeschweiRt sein. Durch die Schmierstof
25、fstrmung relativ zu beiden Oberflchen kommt es zu Folgeerschei- nungen (siehe Abschnitt 2.1.3). Riefenbildung ist auch durch Mischreibungsbetrieb mglich (siehe Abschnitt 2.2). 2.1.1 Einbettung Merkmale: Narbige Oberflche, mit teilweise noch eingedrckten Fremdpartikeln, umgeben von einem Aufwurf, der
26、 durch VerschleiRabtrag oft als hellglnzender Hof um die Einbettung erscheint. Unter bestimmten Einbettungsverhltnissen kann es zur Bildung von Spanwolle (wirewool) kommen (siehe Abschnitt 2.8.3). Ursachen: lverschmutzung durch Fertigungs- oder I nstandsetzungsrckstnde (Metallspne, Gusand), schlecht
27、e War- tung oder Filterschden (lkohle, Abriebpartikel anderer Bauteile) oder Lagerschden wie Ermdung oder Auswaschung. Einbringung von Fremdpartikeln bei der Montage. DIN1 DIN 31bbl 83 2794442 0059550 T32 I I Sttzkrper Bild 1. Mgliche Formen der Einbettung DIN 31 661 Seite 3 a eingebettete Fremdpart
28、ikel mit meist gln- b Eindruck eines verlorenen Fremdpartikels c aufgewalzte Lagermetallparti kel d Fremdpartikel mit Einwanderspuren zender Materialaufwerfung mit Materialaufwerfung M3: 1 Werkstoff: StahVLagermetall auf Zinnbasic Bild 2 b. Einbettung von Fremdpartikeln Beispiel zu Bild 1 (d) M3:l W
29、erkstoff: Ctahl/AISn20 Bild 2 a. Einbettung von Fremdpartikeln Beispiel zu Bild 1 (a) DIN1 DIN 33663 83 m 2794442 0059551 979 m Seite 4 DIN 31 661 2.1.2 Riefenbildung Merkmale: Kratzer in Gleitrichtung, bei grerer Tiefe auch mit seitlichen Aufwrfen, die durch Verschleiabtrag ge- glttet werden und he
30、ll glnzen, vorwiegend im Hauptbelastungsbereich, aber auch vllig umlaufend. Ursachen: lverschmutzung durch grere und harte Partikel aus Fertigungs- oder Instandsetzungs-Rckstnden (Spne), durch Schadpartikel anderer Bauteile, nach schlechter Wartung, Filterschden oder Lagerschden (Ermdung, Aus- wasch
31、ung) am gleichen Lager bzw. am in der lversorgung unmittelbar davorliegenden Lager. M1:l Werkstoff: Stahl/Bleibronze mit galvanisch hergestellter Gleitschicht Bild 3 a. Umlaufende Riefe mit seitlichem Materialaufwurf, der an- schlieend durch Verschlei geglttet wurde, an einer dnnwan- digen Lagerscha
32、le M5:l Bild 3 b. Riefenbildung durch Fremdpartikel im lkreislauf an einer dickwandigen Lagerschale Anmerkung: Feine, dann aber flchige Riefenbildung kann auch unter Mischreibungs-Verschlei (siehe Ab- schnitt 2.2) auftreten DIN1 DIN 3lbb1 83 2794442 0059552 805 DIN 31 661 Seite 5 2.1.3 Schmutzwander
33、spuren Merkmale: Mehrfache, hintereinanderliegende Eindrckungen eines harten Schrnutzpartikels in der Regel schrg zum Lagerrand verlaufend, oft ausgehend von Nuten, Taschen oder Schmierlchern. Ursachen: lverschmutzung durch sehr groe und harte Partikel aus Fertigungs- oder Instandsetzungs-Rckstnden,
34、 durch Schadpartikel anderer Bauteile, nach schlechter Wartung oder Filterschaden. M3: 1 - Werkstoff: Stahl/AlSn20 Bild 4. Schrnutzwanderspuren aus einer Schmiertasche an einer dnnwandigen Lagerschale 2.1.4 Staubeinwirkung Merkmale: Matte, oft sandig aufgerauhte und feinriefige Oberflche. Ursachen:
35、Erhhter Staub- oder Schlammanfall, der trotz Ansaug-Luftilterung und Abdichtung in den Schmierstoff ge- langt. Werkstoff: Stahl/Bleibronze mit galvanisch hergestellter Gleitschicht Bild 5. Vernderung der Gleitflche durch Staubeinwirkung an einer dnn- wandigen Lagerschale (rechte Seite), mit matter,
36、sandig aufgerauhter Oberflche und einzelnen feinen Riefen. M3: 1 Seite6 DIN 31 661 2.2 Verschlei durch Mischreibung Der Begriff Verschlei wird hier eingeschrnkt auf Anderungen der Mikrogeometrie und des Materialabtrags unter der abrasiven und adhsiven Wirkung der relativ zueinander bewegten Oberflch
37、en. Eine abrasive Riefenbildung kann auch durch Verschmutzung (siehe Abschnitt 2.1.2) entstehen. 2.2.1 Einlaufspuren Merkmale: Gerade noch erkennbare, nicht meabare Wanddickenabnahme, glnzende, glatte Tragspuren im Hauptbe- lastungsbereich, teilweise ber die ganze Lagerbreite oder an Druckstellen, m
38、it sanften An- und Auslufen. Nach ent- sprechender Laufzeit sind solche Einlaufspuren als blich zu bezeichnen. Ursachen: Glattung der Rauheitsspitzen im Hauptbelastungsbereich und an Druckstellen DIN1 DIN 3LbbL 83 W 2794442 0059553 741 W M1:l Werkstoff: Stahi/ALSn20 Bild 6. Einlaufspuren mit Glttung
39、 im Hauptbelastungsbereich an einer dnnwandigen Lagerschale 2.2.2 Anpassungs-Einlaufverschlei Merkmale: Glnzende, glatte Tragspuren im Hauptbelastungsbereich ber die ganze Lagerbreite oder an Druckstellen, mit sanftem An- und Auslauf mit gerade noch mebarer Wanddickenabnahme. Nach entsprechender Lau
40、fzeit ist ein SOI- cher Anpassungs-Einlaufverschlei als blich zu bezeichnen. Ursachen: Glttung der Rauheitsspitzen und Einebnung des Rauheitsprofils im Hauptbelastungsbereich und an Druck- stellen. M1:l Werkstoff: Stahl/Bleibronze mit galvanisch hergestellter Gleitschicht Bild 7. Einlaufverschlei mi
41、t leichtem Abtrag innerhalb der Gleitschicht im Haupt- belastungsbereich an einer dnnwandigen Lagerschale DIN1 DIN 31bbl 3 279g442 0059554 b88 W DIN31 661 Seite7 2.2.3 Hartes Anlaufen, Anreiben, Gleitschichtverschiebung Merkmale: Glnzende, glatte Mischreibungsspuren und geschobene Gleitschicht, die
42、in Gleitrichtung oft zungenfrmig ausluft. Bei segmentierten Gleitlagern mit erhhtem Verschlei und thermischer berlastung kann die an der Ablaufkante abge- tragene Gleitschicht an der Anlaufkante des in Gleitrichtung folgenden Segments aufgetragen werden. Ursachen: Beginnende Mischreibung unter forci
43、erten Betriebszustnden (turnen, auch beim Anfahren unter Last) durch kurzzeitige und harte Berhrung mit der Gegengleitflche. Bild auch durch Verkantung; nach entsprechender Laufzeit ist ein solcher Verschlei als blich zu bezeichnen. Ursachen: Leichte, aber in anhaltend oder haufig gefahrenen Betrieb
44、szustanden auftretende Mischreibung. .- y- M 1,5 : 1 Werkstoff: StahliBleibronze mit galvanisch hergestellter Gleitschicht Bild 1 O a. Dnnwandige Lagerschale. Dauerverschlei bis in die Zwischenschicht mit konti- nuierlichen bergngen zwischen VerschleiRbereich und Original-Gleitflche Werkstoff: Stahl
45、/Bleibronze mit galvanisch hergestellter Gleitschicht Bild 1 O b. Mehrschichtgleitlager. Im Hauptbelastungsbereich sind der Flash (Korrosionsschutzschicht) ganz und die Gleitschicht teilweise abgetragen. Die Zwischenschicht ist noch nicht sichtbar. Anmerkung: Spezielle Verschleiformen, abweichend vo
46、n den hier dargestellten, siehe Abschnitt 2.9 spezielle Tragbilder. DIN1 DIN 31bbL 83 2794442 0059557 397 = I Seite 10 DIN 31 661 2.2.5 Fressen Merkmale: Starker und unregelmaRiger Materialabtrag an der Gleitflche, eventuell Zwischenschicht freigelegt und auf- gerauht, teilweise herausgerissen, Lage
47、r insgesamt stark riefig, eventuell auch mit berhitzungserscheinungen. Ursachen: Starke, in einem extremen Betriebszustand auftretende Mischreibung mit eskalierender Warmeentwickiung und progressiv fortschreitender Mischreibung. auch auf Olmangel zurckzufhren. - - -_ . -.- L- I- .-III.- _ - -II ._ M
48、5:l Werkstoff: StahVBleibronze mit galvanisch hergestellter Gleitschicht Bild 1 1 a. Mehrschichtlagerschale. Ausgeprgte Freerscheinung mit vl- liger Freilegung der Zwischenschicht, mit Ausschmelzungen, Ausbrchen und starken Riefen DIN1 DIN 31661 83 29YYY2 0059558 223 DIN 31 661 Seite 11 - Bild 1 1 b
49、. Zerstrung der Lagerrnetallschicht (Blei-Zinn-Lagermetallausgu) einer dickwandigen Lagerschale infolge lmangels Anmerkung: Der ungleichmige Materialabtrag und die Ablagerungen stellen charak- teristische Adhsionseffekte dar irn Unterschied zu Verschrnutzung (siehe Abschnitt 2.1 i DIN1 DIN 3LbbL 83 m 2794442 0059559 LbT m Seite 12 DIN 31 661 -Gleitflche M 20
