Grenzschmierung:
Bei der Grenzflächenschmierung bilden die Schmierstoffmoleküle eine Monoschicht auf den Oberflächen der sich berührenden Unebenheiten (Hochpunkte der Oberfläche). Diese Schmiermittelmoleküle trennen die Unebenheiten physikalisch und verhindern den direkten Kontakt von Metall zu Metall. Die Grenzschicht wird typischerweise durch polare Moleküle gebildet, die eine starke chemische Affinität zu Metalloberflächen haben.
Eigenschaften der Grenzschmierung:
1. Direkter Kontakt:Bei der Grenzflächenschmierung kommen die Unebenheiten auf den Oberflächen der Kontaktmaterialien in direkten Kontakt, was zu höheren Reibungskräften führt.
2. Schmierfilmdicke:Die Schmierfilmdicke bei Grenzflächenschmierung ist extrem dünn und oft vergleichbar mit der Molekülgröße des Schmierstoffs.
3. Hoher Druck und hohe Temperatur:Grenzschmierung erfolgt unter Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen, bei denen die Wahrscheinlichkeit besteht, dass der Schmierfilm reißt.
4. Additive:Grenzschmierstoffe enthalten oft Additive, die als Extremdruck-Additive (EP) oder Anti-Verschleiß-Additive bekannt sind. Diese Zusätze reagieren chemisch mit den Metalloberflächen und bilden Schutzschichten, die den Verschleiß verringern.
Beispiele für Grenzschmierung:
Grenzschmierung kommt häufig in Situationen vor, in denen die Last hoch ist und der Schmierfilm die Kontaktflächen nicht vollständig trennen kann, beispielsweise bei Zahnrädern, Nocken und Wälzlagern unter extremen Bedingungen.
Filmschmierung:
Bei der Filmschmierung bildet das Schmiermittel eine vollständige und trennende Schicht zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen und verhindert so effektiv den direkten Kontakt zwischen den Unebenheiten. Die Belastung wird durch den durch den Schmierfilm erzeugten hydrodynamischen bzw. hydrostatischen Druck unterstützt. Die Schmierfilmdicke beträgt bei der Filmschmierung im Allgemeinen ein Vielfaches der Oberflächenrauheit.
Eigenschaften der Filmschmierung:
1. Kein direkter Kontakt:Die Filmschmierung zeichnet sich durch das Fehlen eines direkten Kontakts zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen aus. Stattdessen trennt der Schmierfilm die Oberflächen und reduziert so die Reibung deutlich.
2. Schmierfilmdicke:Die Schmierfilmdicke ist bei der Filmschmierung im Vergleich zur Grenzschmierung deutlich höher und liegt typischerweise im Bereich von Mikrometern bis Hunderten von Mikrometern.
3. Druck und Temperatur:Die Filmschmierung funktioniert effizient bei niedrigeren Drücken und Temperaturen, bei denen der Schmierfilm seine Integrität bewahren und für eine ausreichende Trennung sorgen kann.
4. Viskosität:Die Viskosität des Schmierstoffs spielt bei der Filmschmierung eine entscheidende Rolle. Schmierstoffe mit höherer Viskosität neigen dazu, dickere Filme zu bilden, was zu einer besseren Trennung und geringerer Reibung führt.
Beispiele für Filmschmierung:
Filmschmierung wird häufig in Gleitlagern, Hochgeschwindigkeitsgetrieben, hydrodynamischen Axiallagern und vielen Motorkomponenten beobachtet, wo ein kontinuierlicher und ununterbrochener Schmierfilm aufrechterhalten wird.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Grenzschmierung den direkten Kontakt zwischen Unebenheiten beinhaltet, dünne Schmiermittelfilme nutzt und für Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen geeignet ist. Andererseits verhindert die Filmschmierung den direkten Kontakt, bildet dickere Schmierfilme und ist bei niedrigeren Drücken und Temperaturen wirksam. Die Auswahl des geeigneten Schmiersystems hängt von der spezifischen Anwendung, der Belastung, der Geschwindigkeit und der gewünschten Leistung ab.