Gefügeveränderungen in Wälzlagern mit Rissen als Folgeschäden

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Motivation

In vielen verschiedenen Anwendungen versagen Wälzlager deutlich vor der berechneten Ermüdungslebensdauer. Der Versagensmechanismus und die rissbedingten Ausfälle sind nicht mit den klassischen Wälzkontaktermüdungsmechanismen zu erklären und können demnach nicht mit den klassischen Lebensdauerberechnungsverfahren nach DIN ISO 281 beziehungsweise DIN 26281 prognostiziert werden. Das Schadensbild ist oberflächlich durch pockenartige Ausbrüche und axiale Risse gekennzeichnet, die zum Ausfall der Wälzlagerung führt. Hierdurch wir der Ausfall der Maschine oder der Anlage mit entsprechenden Kosten für die Reparatur und Stillstand verursacht. Bei Untersuchung der frühzeitigen Schäden können im Material Gefügeveränderungen „White Etching Areas“, WEA, beobachtet werden, die von einem mehrfach verzweigten Rissnetzwerk durchzogen sind. In der Literatur finden sich zu dem beschriebenen Schadensbild der „White Etching Cracks“, WEC, unterschiedliche Schadenshypothesen. Zum derzeitigen Kenntnisstand wird davon ausgegangen, dass eine Zusatzbelastung während der Wälzbelastung erforderlich ist, um den Schaden zu erzeugen.

Zielstellung

• Vertiefung des Verständnisses für den Schadensmechanismus von WEA/WEC
• Bewertung der bestehenden Schadenshypothesen und ihrer Weiterentwicklungen.

Projektinhalte

• Identifizierung von „Vorstufen“ der Gefügeveränderungen bei einer WEA/WEC-Bildung
• Ableiten einer erweiterten Schadenshypothese
• Bewertung von verstärkenden Faktoren und Ableiten von Grenzwerten
• Bewertung eines Condition-Monitoring Systems

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