Prognose des Partikelgehalts in Getriebeölen zur erweiterten Berechnung der Lebensdauer von Wälzlagern

Die Auslegung von Wälzlagerungen erfolgt im Allgemeinen mit Hilfe der Ermüdungslebensdauerberechnung nach ISO 281. Die Ermüdungslebensdauer eines Wälzlagers hängt u. a. entscheidend von der Sauberkeit des eingesetzten Schmierstoffes ab. Eine Berechnungsgrundlage zur Vorhersage des Verschmutzungsniveaus in Abhängigkeit der Betriebsparameter ist nicht vorhanden. In der vorliegenden Arbeit wird eine Berechnungsgrundlage hergeleitet, die es ermöglicht, das Verschmutzungsniveau von Stirn-und Planetenradgetrieben in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen zu berechnen. Dazu wird das Verschleißverhalten von unterschiedlichen Verzahnungen in Abhängigkeit des Schmierungszustandes untersucht. Durch Versuche konnte gezeigt werden, dass der Primärverschleiß von Wälzlagerungen vernachlässigbar gering ist, wobei der Messingkäfigverschleiß eine Ausnahme darstellt. Die Verschleißmassen werden in einem zentralen Schritt der Berechnung in eine Partikelverteilung nach ISO 4406 überführt. Der Einfluss einer Filterung wird hierbei über die Rückhaltewerte des Filters berücksichtigt, welche eine Konzentrationsabhängigkeit aufweisen. Die Leistungsfähigkeit des erarbeiteten Verfahrens wird an drei Berechnungen unterschiedlicher Getriebe, einem einstufigen Stirnradgetriebe, einem zweistufigen Stirnradgetriebe und einem Planeten-Stirnradgetriebe einer Windkraftanlage mit Filterung demonstriert. Dazu werden Berechnungsergebnisse und Analyseergebnisse von Schmierstoffproben vorgestellt.