Minimization and avoidance of conventional lubricants in rolling bearings by tribological coatings (GreenBearings)
Third party funded individual grant
Acronym: GreenBearings
Start date : 01.08.2013
End date : 31.07.2015
Extension date: 31.12.2015
Website: http://greenfactorybavaria.de/gf/cms/front_content.php?idcat=84
Project details
Scientific Abstract
Durch den Einsatz von Wälzlagerungen anstelle von Gleitlagerungen werden Reibung und Verschleiß in Maschinen aller Art drastisch reduziert. Doch trotz des hohen technischen Niveaus moderner Wälzlager finden sich noch immer erhebliche Optimierungspotentiale. So können nach Studien von Wälzlagerherstellern durch den Einsatz tribologischer Schichten in gewissen Anwendungsfällen bis zu 44 % des Reibungsmomentes im Vergleich zu heute üblichen Lagern eingespart werden. Durch den millionenfachen Einsatz von Wälzlagern in allen industriellen Anwendungsbereichen summiert sich die so reduzierte Verlustenergie zu einem erheblichen Energieeinsparpotential auf. Werden Reibung und Verschleiß ausreichend herabgesetzt, so kann auch der Einsatz konventioneller Schmierstoffe auf Mineralölbasis sukzessive vermindert oder komplett vermieden werden.
Bei der Vermeidung von Schmierstoffen ist zu unterscheiden, ob die Lagerung ohne vorhandenes Zwischenmedium trocken geschmiert werden kann (dadurch ggf. Entfall bisher aufwändiger Dichtungs- und Schmierungssysteme) oder unter Minimalmengenschmierung im Mischreibungsgebiet laufen soll. Für beide Varianten finden sich zahlreiche Anwendungsgebiete, z.B. im Bereich der Energie- und Antriebstechnik, in der Schwerindustrie, bei Produktionsmaschinen, bei Konsumgütern oder in Reinraumanwendungen sowie in der Medizintechnik.
Der Energieverbrauch von Maschinen und Anlagen kann somit aufgrund der Einsparung von Pumpständen oder Druckluftaggregaten, welche zur Förderung oder Verdüsung der Schmierstoffe notwendig wären, noch signifikant gesenkt werden. Zusätzlich entfallen der Einsatz und die Wartung der Schmieraggregate.
Auf Basis einer detaillierten Systemanalyse des Wälzlagers sollen diejenigen Lagerkomponenten bzw. -funktionsflächen identifiziert werden, durch deren Beschichtung in ausgewählten Modellfällen das höchste Effizienzpotential erzielt werden kann. Ein Schichtsystem und ein Chargierkonzept sollen für die zu beschichteten Bauteile unter Berücksichtigung der Restriktionen der industriellen Anwendung entwickelt und erfolgreich umgesetzt werden. Nicht zuletzt gilt es, ein Grundlagenverständnis über die zugrundeliegenden Reibungs- und Verschleißmechanismen in den tribologischen Kontakten der untersuchten, mit beschichteten Komponenten versehenen Wälzlager aufzubauen. Die Ergebnisse werden durch Bauteilversuche validiert und mittels einer technisch-wirtschaftlichen Gesamtanalyse sowie Machbarkeitsstudien im Hinblick auf den Transfer in die industrielle Anwendung untersucht.
