Ursachen für Kettenradverschleiß

Die Gründe für den starken Verschleiß der Kettenradtasche sind folgende:

(1) Je höher die adhäsive Verschleißbelastung ist, desto höher ist die Oberflächentemperatur und desto schwerwiegender ist das Adhäsionsphänomen. Für ein Metallmaterial mit einer bestimmten Härte wird der Verschleißtest unter verschiedenen Drücken durchgeführt, um den Zusammenhang zwischen der Verschleißrate und dem Druck zu ermitteln. Wenn der Druck mehr als 1/3 der Materialhärte erreicht, kommt es zu starkem Verschleiß. Anhand des Spannungsverteilungsdiagramms kann man erkennen, dass der maximale Spannungskontaktpunkt der maximale Druck ist und sein Wert 884,4 MPa beträgt. Da die Abschreckhärte am Kettennest HRC48~52 beträgt, beträgt der entsprechende Härtewert 4800 MPa. Daher beträgt der Druck weit weniger als 1/3 der Materialhärte, sodass adhäsiver Verschleiß nicht die Hauptform des Kettenradverschleißes ist.

(2) Kontaktermüdungsverschleiß

Das Reibpaar aus Kettenrad und Kette steht unter wechselnder Kontaktbeanspruchung und an der Reibfläche kommt es leicht zu Ermüdungsnarben. Der Index zur Beurteilung der Ermüdungsfestigkeit von Metallkontakten ist die Kontaktermüdungsgrenze, d. h. die maximale Spannung, bei der bei einer bestimmten Anzahl von Spannungszyklen kein Lochfraß auftritt. Die Kontaktermüdungsgrenze von 40Cr nach der Oberflächenabschreckung beträgt σ0H=HRC17 200, berechnet als σ0H=1016 MPa. Laut Spannungsverteilungsdiagramm beträgt der maximale Spannungswert der Kettenradpfanne 884,4 MPa. Sein Wert liegt sehr nahe an der zulässigen Kontaktermüdungsgrenze der Oberfläche des Kettenrads, und bei maximaler Belastung kann es relativ leicht zu Lochfraßversagen kommen. Aufgrund der schlechten Schmierbedingungen des Kettenrads und der Kette hat sich jedoch nicht rechtzeitig Lochfraß gebildet, und es ist bereits zu Verschleiß gekommen. Die Hauptschadensform ist derzeit eher Verschleiß als Lochfraß. Kontaktermüdungsverschleiß ist die Hauptform des Kettenradverschleißes, der im Wesentlichen die Lebensdauer des Kettenrads bestimmt.

(3) Abrasiver Verschleiß

Da die Kette unweigerlich mit Kohlepulver in Berührung kommt, bleibt ein wenig Kohlepulver daran haften und gelangt an den Kontaktpunkt der Kettenradaufnahme. Das Kohlepulver enthält etwas scharfen und harten Sand, der beim Reibungsprozess dazu führt, dass das Oberflächenmaterial des Kettenrads abfällt. Das ist abrasiver Verschleiß. Der Abrasivverschleiß hängt von der Härte des Reibmaterials und der Härte des Schleifmittels ab. Aus dem Diagramm des Einflusses der Schleifhärte auf den Verschleiß ist ersichtlich, dass sich das Reibmaterial mit hoher Geschwindigkeit abnutzt, wenn die Härte des Schleifmittels nahe an der des Reibmaterials liegt. Da dem Kohlepulver etwas scharfer und harter Sand beigemischt ist, ist dies auch einer der Hauptgründe für die Beschleunigung des Verschleißes des Kettenrads.