Schmierzustand

Schmierzustand bezeichnet den Zustand der Schmierung im Reibungs- und Lagerkontakt zweier Bauteile unter Relativbewegung. Er beschreibt, wie gut ein Schmierfilm zwischen den Oberflächen vorhanden ist und in welchem Ausmaß Reibung, Verschleiß und Wärmeentwicklung beeinflusst werden. Der Schmierzustand hängt von Schmiermittelparametern (Viskosität, Additivierung, Temperatur), den Betriebsbedingungen (Last, Geschwindigkeit, Drehzahl), der Oberflächenbeschaffenheit, der Geometrie des Kontakts sowie Verunreinigungen ab.

In der Tribologie unterscheidet man üblicherweise mehrere Schmierzustandsregime. Vollständige, hydrodynamische oder elastohydrodynamische Schmierung trennt ein durchgehendes Schmierfilmbild die Kontaktflächen; beim Grenzschmierungzustand treten Oberflächenasperitäten direkt in Kontakt, oft bei hohen Lasten oder niedriger Geschwindigkeit; gemischte Schmierung liegt vor, wenn sowohl Filmtrennung als auch Kontakt vorkommen. Unter ungünstigen Bedingungen kann der Kontakt trocken laufen, was zu stark erhöhtem Verschleiß und potenzieller Blockierung führt. Die Übergänge zwischen den Regimen hängen vom sogenannten Filmparameter oder Lambda-Waktor ab, der das Verhältnis von Schmierfilmdicke zu Oberflächenrauheit beschreibt.

Wichtige Größen zur Beurteilung des Schmierzustands sind Reibungskoeffizient, Schmierfilmstärke, Verschleißrate und Temperaturverlauf. Mess- und Analyseverfahren wie Tribometerexperimente, Dünnfilmschichtmessung oder Stribeck-Kurven unterstützen die Einstufung. Ein geeigneter Schmierzustand wird durch passende Schmiermittelwahl, Temperaturregelung, passende Last- und Geschwindigkeitsbereiche sowie geeignete Additive und Oberflächenbehandlungen angestrebt.

Der Schmierzustand ist entscheidend für Effizienz, Lebensdauer und Zuverlässigkeit mechanischer Systeme wie Motoren, Getrieben, Lagern und Wälzstellungen.