Ausbildung und Weiterbildung im Fachgebiet TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK. Stufe 3: Fachausbildung für Ingenieure (Fachhochschule)
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- Hannah Hase
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1 Ausbildung und Weiterbildung im Fachgebiet TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK Stufe 3: Fachausbildung für Ingenieure (Fachhochschule) Ziele und Inhalte: Vermittlung von Kenntnissen zur Anwendungen von Schmierstoffen als Konstruktionselement. Dies beinhaltet die Berechnung und Auslegung von Maschinenelementen unter Verwendung relevanter Schmierstoffeigenschaften. Dazu sind detaillierte Kenntnisse über Reibung und Verschleiss nötig, beeinflusst von den tribologischen Werkstoffeigenschaften. Die Reibungs- und Schmierungszustände werden durch Trockenreibung, Oberflächenschichtreibung, Mischreibung und Flüssigkeitsreibung gekennzeichnet. Die Mechanismen von Hydrodynamik, Elastohydrodynamik und Hydrostatik werden vermittelt. Damit ergeben sich die Anforderungen an die relevanten Eigenschaften der Schmierstoffe. Durch Definition der Schmierstoffeigenschaften wird der Weg vom Rohöl zum Grundöl beschrieben und zwar für Mineralöle und Syntheseöle. Um die vom Einsatz geforderten Eigenschaften zu gewährleisten, ist der Einsatz von Additiven nötig. Um ihren Wirkungsmechanismus zu verstehen, werden relevante chemische und physische Prozesse erläutert. Zur Beschreibung der anwendungsbezogenen Eigenschaften der wichtigsten Schmierstofftypen müssen deren chemische, physikalische und technologische Eigenschaften durch genormte und nicht genormte Laboratoriums- und Prüfstandsteste abgeklärt werden. Die wichtigsten Industrie-, Kraftfahrzeug- und Metallbearbeitungsschmierstoffe werden erläutert. Um die wichtigste Zielsetzung der Anwendung von Schmierstoffen zu erreichen, nämlich Ressourcen und Energie zu sparen, muss der Schmierstoff als Konstruktionselement behandelt werden. Dies wird am Beispiel der Wälz- und Gleitlager sowie der Zahnräder vorgestellt. Zur Gewährleistung eines optimalen Gleichgewichtes zwischen Ökologie und Ökonomie sind umweltbezogene Aspekte der Schmierstoffe zu behandeln. Ausbildung_Stufe_3A.doc 28/04/2006 Seite: 1
2 Die Ausbildung umfasst die folgenden Kapitel: Kapitel 1. Grundlagen der Tribologie 2. Aufbau von Schmierstoffen Themen Reibung, Verschleiss, Schmierung, Werkstoffe, Oberflächen, Reibungs- und Schmierungszustände, Hydrodynamik, und Elastohydrodynamik Herstellung von konventionellen und nicht konventionellen Grundölen, Additive und Formulierung, Schmierfette 3. Eigenschaften von Schmierstoffen Chemische, physikalische, technologische und anwendungsbezogene Eigenschaften 4. Schmierstofftypen Industrie- und Kfz-Schmierstoffe, sonstige Schmierstoffe, Schmierstoffe für die Metallbearbeitung 5. Schmierstoffe als Konstruktionselemente Gleitlager, Wälzlager, Zahnräder 6. Grundlagen des Umweltschutzes Toxizität und Abbaubarkeit 7. Tribologie der Maschinenelemente Ausbildung_Stufe_3A.doc 28/04/2006 Seite: 2
3 Inhalte der Kapitel 1. Grundlagen der Tribologie Tribologisches System Reibungsarten Definition von Reibung und Verschleiss Tribologische Eigenschaften der Werkstoffe Oberflächenbeschreibung und Einlauf Reibungs und Schmierungszustände: Trockene Reibung, Oberflächenschichtreibung, Mischreibung, Flüssigkeitsreibung Schmierfilmaufbau durch hydrodynamische, elastohydrodynamische und hydrostatische Mechanismen 2. Aufbau von Schmierstoffen Vom Rohöl zum Grundöl durch konventionelle und unkonventionelle Prozesse Kohlenwasserstoffe und ihre Grundeigenschaften Syntheseöle im Vergleich zu Mineralölen Additive: Wirkungsmechanismus Schmierfette Formulierung von Schmierstoffen 3. Eigenschaften von Schmierstoffen Chemische und physikalische Prozesse und Mechanismen Chemische, physikalische und technologische Eigenschaften Viskosität: Temperatur-, Druck-, Schergefälleabhängigkeit Laboratoriums und Prüfstandstests Klassifikationen, Spezifikationen und Normen Genormte Mindestanforderungen Gebrauchtölanalyse Ausbildung_Stufe_3A.doc 28/04/2006 Seite: 3
4 4. Schmierstofftypen 4.1. Industrieschmierstoffe Getriebeöle: Hydrauliköle Kompressorenöle: 4.2. Kraftfahrzeugsschmierstoffe Motorenöle: Getriebeöle: 4.3. Schmierstoffe für die Metallbearbeitung Zahneingriff und Schmierfilmaufbau Wirkungsgrade Wichtige Schäden (Grübchen, Grauflecken, Fressen, Beeinflussung durch Schmierstoff Schmierstoffauswahl nach DIN Schmierstoffe für offene Getriebe Praktische Getriebeschmierung Hydraulische Kraftübertragung Anforderungen an Hydrauliköle Mineralölbasische und synthetische Hydrauliköle Schwerentflammbare Hydrauliköle Kompressorentypen und Schmierstoffeinfluss Aufbau und Klassifizierung von Kompressorenölen Praktische Aspekte Grundlagen der Verbrennungsmotoren Anforderungen an Motorenöle Hoch- und Tieftemperaturanforderungen Detergier-, Dispergier- und Neutralisationsvermögen Veränderungen im Betrieb Formulierung von Otto- und Diesel-Motorenölen Gesetzliche Vorgaben Klassifizierung und Spezifizierung Syntheseöle Ölwechselfristen Schmieröle für Handschalt-, Automat- und Hypoidgetriebe Formulierung Ölwechselfristen Grundlagen der Zerspanung und Umformung Aufbau wassermischbarer und nicht-wassermischbare Kühlschmierstoffe Minimalmengenschmierstoffe Hygienische und gesundheitliche Aspekte 4.4. Sonstige Schmierstoffe Seilschmierstoffe Lebensmittelverträgliche Schmierstoffe Ausbildung_Stufe_3A.doc 28/04/2006 Seite: 4
5 5. Grundlagen des Umweltschutzes Umlaufschmierung und Verlustschmierung Belastung der Umwelt Toxizität von Schmierstoffen und Additiven Biologische Abbaubarkeit Entsorgung und Aufbereitung 6. Schmierstoff als Konstruktionselement Berechnung von Tragfähigkeit und Verschleisssicherheit hydrodynamischer Gleitlager unter Verwendung der Viskosität des Schmierstoffs; Berechnung der Ermüdungslebensdauer von Wälzlagern unter Verwendung von Viskosität, Sauberkeit und Additivierung des Schmierstoffs; Berechnung der Fressicherheit von Zahnradpaarungen unter Verwendung von Viskosität und Fresstragfähigkeit des Schmierstoffs 7. Tribologie der Maschinenelemente Gleitlager Wälzlager Zahnradpaarungen 8. Fragenkatalog zur Prüfung und Bewertung des Lernerfolgs Ausbildung_Stufe_3A.doc 28/04/2006 Seite: 5
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