Verschleißkoeffizienten

Verschleißkoeffizienten sind empirische Größen, die in tribologischen Modellen das Maß für den materialbedingten Verschleiß eines Werkstoffpaares unter bestimmten Belastungen und Bewegungsbedingungen beschreiben. In vielen Anwendungen erscheinen sie im Archard-Wear-Gesetz, das den Verschleißumfang V mit der Last L, der Wegstrecke s und der Härte H in Beziehung setzt: V = k · (L · s) / H. Dabei ist k der Verschleißkoeffizient, der als dimensionsloser Faktor den Verschleißgrad des Paars charakterisiert und je nach Materialien, Schmierung, Temperatur und Oberflächenzustand unterschiedlich ausfällt.

Anwendung und Bedeutung: Verschleißkoeffizienten werden genutzt, um Verschleiß- und Lebensdauer von Bauteilen abzuschätzen, Materialkombinationen zu vergleichen und Designentscheidungen zu unterstützen. Sie dienen der Vorausberechnung des Verschleißvolumens oder der zulässigen Laufzeit unter konkreten Betriebsbedingungen und Betriegsparametern.

Bestimmung und Einflussfaktoren: Die Koeffizienten werden meist experimentell bestimmt, etwa durch Pin-on-Disk-, Block-on-Ring- oder Gleit- und Stoßprüfungen, bei denen Verschleißvolumen, Last, Wegstrecke und Härte gemessen werden. Der Koeffizient hängt stark ab von Materialpaarung, Oberflächenrauheit, Schmierbedingungen (trocken, Grenzschmierung, Hydrodynamik), Temperatur, Feuchtigkeit, Last und Geschwindigkeit. Außerdem unterscheiden sich zwei- und dreikörperer Verschleißmechanismen.

Einschränkungen: Verschleißkoeffizienten sind in der Regel gültig nur für die Bedingungen, unter denen sie bestimmt wurden und liefern oft nur eine Näherung. Abweichungen können durch Wechselwirkungen von Mechanismen oder veränderte Betriebsbedingungen entstehen; in solchen Fällen müssen andere Modelle oder anwendungsnahe Kalibrierungen herangezogen werden.