Reibschlüssige Verbindungen

In der Maschinenlehre ist  oft die Forderung zu erfüllen, dass im Betriebszustand ein Minimum an reibungsbedingten Material- und Energieverlusten auftritt. Auf der anderen Seite treten auch häufig Anwendungen auf, in denen eine verstärkte Reibung gewünscht und notwendig ist. Als Paradebeispiele gelten dabei Bremsen und Reibradgetriebe. 

Hierzu siehst du in der nachfolgenden Abbildung eine einfache Darstellung einer Reibverbindung (Gleitreibung).

• $ F_T $ = Tangentialkraft
• $ F_R $ = Reibungskraft
• $ F_N $ = Normalkraft
• $ \mu $ = Reibungszahl

Ausgangsgleichungen

Im Kontaktbereich zweier Bauteile treten Reibungskräfte auf. Die Berechnungsgrundlage aller reibschlüssigen Verbindungen stellt das Coulomb'sche Gesetz dar. Es stellt für den Zustand der Gleitreibung folgenden Zusammenhang zwischen Reibungskraft $ F_R $, der Normalkraft $ F_N $ und Reibungszahl $ \mu $ her.

Liegt Haftreibung mit der Haftreibungszahl $ \mu_0 $ vor, so steigt die Reibungskraft $ F_{R0} $ an, sobald bei konstanter Normalkraft $ F_N $ die tangentiale Belastung $ F_T $ zwischen den beiden Bauteilen zunimmt. Hierbei gilt bei Erreichen der maximalen Haftreibungskraft $ F_{R0max} $:

So lange dabei die tangentiale Belastung $ F_T < F_{R0max} $ ist, bleibt der Kontakt zwischen den Bauteilen erhalten. Ist jedoch $ F_T > F_{R0max} $ so hat dies ein Gleiten zur Folge. 

Reibungszahlen

Die Reibungszahlen $ \mu $ sowie $ \mu_0 $ hängen von unterschiedlichen Einflussfaktoren ab, die nachfolgend aufgelistet sind:

• Reibungsarten
• Reibungszustände
• eingesetzte Schmierstoffe
• verwendete Werkstoffpaarung