Materialbeanspruchungsanalyse und ihre Anwendung auf Prüfstandsversuche zum Oberflächenausfall (Nierlich-Schadensmodus) von Wälzlagern†

Die Materialbeanspruchungsanalyse nach Nierlich mittels Rontgenbeugung stellt ein wichtiges physikalisches Untersuchungsverfahren zur Bewertung der Werkstoffanstrengung und Lebensdauerabschatzung von Walzlagern und anderen hoch beanspruchten Maschinenelementen dar. Die Methode wird vorgestellt und zur Auswertung von Automobilgetriebeprufstandsversuchen angewandt. Die ausfuhrlich beschriebenen Schadensmodi des in der Praxis vorherrschenden Oberflachen- und des klassischen Tiefenausfalls von Walzlagern konnen damit unterschieden werden. In Getrieben liegt meist durch Metallabrieb der Zahnrader verschmutztes Schmierol vor. Eindringende Fremdteilchen erzeugen Eindruckungen in den Ringlaufbahnen und Rollkorpern der Walzlager, was Oberflachenermudung begunstigt. Die Ergebnisse der Rontgenbeugungsmessungen bestatigen diesen Schadensmodus. Die Auswertung der eingetretenen Materialbeanspruchung erlaubt eine genauere Charakterisierung des Oberflachenausfalls von Walzlagern. Material Response Analysis and its Application to Rig Tests for the Surface Failure (Nierlich Damage Mode) of Rolling Bearings The material response analysis according to Nierlich using X-ray diffraction represents an important physical examination technique for the evaluation of material stressing and the lifetime estimation of rolling bearings and other highly loaded machine parts. The method is presented and employed for the evaluation of automobile gearbox rig tests. The extensively described damage modes of the practically predominating surface and the classical sub-surface failure of rolling bearings can be distinguished that way. In gearboxes, lubricating oil contaminated by metal abrasion of the cogwheels usually appears. Penetrating foreign particles produce indentations at the ring raceways and rolling elements of the rolling bearings, which promotes surface fatigue. The results of the X-ray diffraction measurements confirm this damage mode. Evaluation of the occurred material stressing permits a more detailed characterization of the surface failure of rolling bearings.