Einteilung nach Funktionsprinzip - n.ethz.chn.ethz.ch/~webemarc/download/4. semester/Dimensionieren...
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6.4 Gleitlager6.4 Gleitlager
Einteilung nach Funktionsprinzip• Festkörperreibungslager• Mischreibungslager• Hydrodynamische Lager• Hydrostatische Lager
6.4 Gleitlager6.4 Gleitlager
Einteilung nach Funktionsprinzip• Aerodynamische Lager• Aerostatische Lager
6.4 Gleitlager6.4 Gleitlager
Einteilung nach dem Schmierstoff:- Nicht geschmierte Lager,- feststoffgeschmierte Lager,- fettgeschmierte Lager,- ölgeschmierte Lager,- wassergeschmierte Lager und- gasgeschmierte Lager.
Einteilung nach der Kraftrichtung:- Radiallager, Querlager (Traglager): für radiale Kräfte- Axiallager, Längslager (Spurlager): für axiale Kräfte
6.4 Verwendete Materialien6.4 Verwendete Materialien
Werkstoff (-aufbau) der Lagerschale- Monometallische Werkstoffe: Weißmetalle (z. B. Zinn, Zink, Nickel, Blei, Wismut), Rotguss (z. B. Kupferbronze, Sinterbronze, Massivbronze, Zinnbronzen, Bleibronze), Leichtmetalle (z. B. Aluminiumbronze)
- Zweischichtwerkstoffe: Metall-Kunststoff-Verbund (z. B. Stahlrücken mit Gleitschicht aus PVDF, PTFE), Metall-Metall-Verbund (z. B. Stahlrücken mit Gleitschicht aus Bleibronze-Verbundmaterial)
- Mehrschichtwerkstoffe: Metall-Kunststoff-Verbund (z. B. St + Sinterbronze + (PTFE + Pb))
- Thermoplastische Compounds: Bestehen aus einer Kunststoffmatrix, in die Füllstoffe und Festschmierstoffe homogen eingebunden sind. Die Füllstoffe sorgen für die erforderliche mechanische Festigkeit und je nach Typ für eine hohe Verschleißfestigkeit, eine verbesserte Wärmeabfuhr oder für elektrostatische Leitfähigkeit. Die Festschmierstoffzusätze ermöglichen niedrige Reibungszahlen (z. B. PBT + Bronzepulver + PTFE).
- Faserverstärkte Kunststoffverbundwerkstoffe: z. B. verschleißfestes Harz verstärkt mit organischen Fasern und modifizierten Gleitzusätzen.
- Keramik
6.4.2 Festk6.4.2 Festköörperreibungslagerrperreibungslager
Selbstschmierende Sinterbüchsen aus Bronze
6.4.2 Festk6.4.2 Festköörperreibungslagerrperreibungslager
Materialien• Gusseisen (Graphiteinlagerung)• Sintermetalle• Kupferlegierungen• Blei-Zinnlegierungen• Kunststoff
Schmierung• ohne/trockenlaufend (Festschmierstoff)• mit Fett• Sinterlager getränkt mit Schmierstoff
6.4.2 Festk6.4.2 Festköörperreibungslager Auslegung auf rperreibungslager Auslegung auf zulzuläässige Pressung und Verschleissssige Pressung und Verschleiss
6.4.2 Festk6.4.2 Festköörperreibungslager Auslegung auf rperreibungslager Auslegung auf zulzuläässige Pressung und Verschleissssige Pressung und Verschleiss
Vorlesung 9: Wiederholung Vorlesung 8Vorlesung 9: Wiederholung Vorlesung 8
Wälzlager: - Auslegung nach statischer Tragfähigkeit- Auslegung nach Lebensdauer- Schmierung / Dichtung
Gleitlager:- Einteilung (hydrodynamisch, hydrostatisch, Festkörperreibung)
- Materialien- Schmierstoffart
6.4.2 Festk6.4.2 Festköörperreibungslagerrperreibungslager
Anwendung, Eigenschaften:- niedrige Lasten und Geschwindigkeiten- gute Gleiteigenschaften- tiefe Kosten- wartungsfrei- genormte Bauteile erhältlich- Feinwerktechnik, Büromaschinen
Auslegung nach:- Tragfähigkeit- Abrieb- thermische Belastung
6.4.2 Festk6.4.2 Festköörperreibungslagerrperreibungslager
Tragfähigkeit: zulW
pbdFp <=
WdbF Lagerlast
LagerbreiteWellendurchmesser
wenn Spiel klein
Verschleissbeanspruchung:
Lebensdauer:
zulpvpv
)(=ξ
Verschleissrate: ),( Materialfts ξ=
ΔΔ
sΔ Verschleisstiefe in µm
in µm/h aus Tabelle
zulss Δ<ΔVerschleissbedingung Lebensdauer
6.4.2 Festk6.4.2 Festköörperlagerrperlager
1,...,7 verschiedene LagermaterialienVerschleissrate: 0.3 µm/h
ts
ΔΔ
1: Zinnbronze porös, PTFE mit Zusätzen Pb, MoS2, Graphit2: Zinnbronze, porös, Thermoplast, trocken3: wie 2 mit Initialschmierung4: PTFE – Folie mit Zusätzen (Graphit, Zinnbronzegewebe, Glasfaser, MoS25: PTFE, Polyester, Phenolharzmischgewebe
ξ
6.4.2 Festk6.4.2 Festköörperreibungslagerrperreibungslager
Thermische Belastung: NV rFP μω=
)()(
11
ambWW
ambLL
WWWLLLV
KK
bAsAP
ϑϑϑϑϑϑ
λϑλϑ
−=Δ−=Δ
Δ+Δ= −−Leistungsbilanz:
[ ]
2
111
4
02.05.0
,
WW
L
W
L
zulambWWWLLLV
dA
dbAKK
bsbAKsAKP
ππ
ϑϑλλϑ
=
===
<++=−−−
Reibleistung:
Wärmeabgebende Fläche der Lagerbuchse
Leistungsbilanz:
Geometriefaktoren
Hälfte der wärmeabgebenden Fläche der Welle
Wandstärke, Breite der Lagerbuchse
6.4.2 Entwurfsrichtlinien6.4.2 Entwurfsrichtlinien
Gestaltung:
⇒ schmale Lager:—grösserer Schmierstoffverbrauch
—kleinere Lagertemperatur
—kleinere Verkantung
⇒ breitere Lager:—grössere Belastung
w
w
d d0,5‰
d−
ψ = ≅
w
b0,5...0,8...1,2
d=
6.4.3 Hydrodynamische Gleitlager6.4.3 Hydrodynamische Gleitlager
Prinzip: Erzeugung des tragenden Öldrucks intern, Ölspalthöhe wird durch die Relativbewegung zwischen den Reibpartnern und das in einen Keilspalt mitgeschleppte Öl erzeugt. Druck der Ölzufuhr ist für die Tragfähigkeit vernachlässigbar
6.4.3 Hydrodynamische Gleitlager6.4.3 Hydrodynamische Gleitlager
Stribeckkurve
Bei n=0 liegt immerFestkörperreibung vorEin hydrodynamisches Gleitlager startet immermit Festkörperreibung. Daher sind Lager-werkstoffe mit guten Notlaufeigenschaften erforderlich
6.4.3 Hydrodynamische Gleitlager6.4.3 Hydrodynamische Gleitlager
Auswirkungen von Wellenverformungen
KantentragenVorzeitiger VerschleissFressen
6.4.3 Hydrodynamische Gleitlager6.4.3 Hydrodynamische Gleitlager
Konstruktive Massnahmen zur Vermeidung von KantentragenKonstruktion biegeweicher Lagerschilde
6.4.3.2. 6.4.3.2. Hydrodynamische Schmiertheorie, Hydrodynamische Schmiertheorie, ViskositViskositäätt
Die Viskosität ist ein Modell für innere molekulare Reibung
hvdydvs
ητ
ητ
=
=
Viskosität:
),( pTηη =Temperaturabhängigkeit entscheidend
2][mNs
=η
RRR
RRR
AhvvFP
AhvAF
⋅=⋅=
⋅=⋅=
2
η
ητ
Reibkraft
Reibleistung
6.4.3.2 Hydrodynamische 6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, ViskositSchmiertheorie, Viskositäätt
135exp
00018.0ln558.159
95exp
40
40
ba
b
CTba
−=
⋅=
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡
°+⋅=
η
η
η
viskose Reibung immer geschwindigkeitsabhängig
ρνη =
6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, 6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, VoraussetzungenVoraussetzungen
Erzeugung eines Druckes durch KeilspaltVoraussetzungen:Geometrie: ebene Strömungblxhh <<<<= )(
constxpp
dtdv
yxvv
v
i
x
y
==
=
=
=
η)(
0
),(
0
Stationäre Gleitlager
0))(( v ,)0( v:einsetzen RB
21)(
nIntegriere zweimal
0
212
2
2
====
++⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
==
xhyvy
cycydxdpyv
dyvd
dyd
dxdp
η
ητ
Gleitströmung
4. 4. Hydrodynamische Schmiertheorie, GGWHydrodynamische Schmiertheorie, GGW
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+−⋅⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛=
)(1])([
21)( 0
2
xhyvyxhy
dxdpyv
η
Gleichgewicht an einem infinitesimalen Volumenelement
Druckströmung
lxfür
hhl
xlhxh
≤≤
−−
+=
0
)()( 010
6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, 6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, VolumenstromVolumenstrom
um.Druckmaxim im Spaltes des Höhe dieist *h
*2
*
*1)(*
:gilt 0) dxdp( umsDruckmaxim desPunkt am
122
)(
:ibel)inkompress (Fluid aussich berechnet mengeDurchfluss Die
0
0
30
)(
0
bhvQ
hyvyv
dxdphhvbQ
dybyvQxh
=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −=
=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅−=
= ∫
&
&
&
η
)(*)(6 30 xh
hxhvdxdp −
= η
Dimensionslose Schreibweise:
6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, 6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, DruckverteilungDruckverteilung
Kontinuitätsgleichung:
Reynoldssche Differentialgleichung
dxl
dlx 1, == ξξ
00
1 *,1 AhhhhK =−=Keilparameter K:
Spaltkoordinate:
Druckfunktion:lv
phP0
20
6η=
( )
( ) ( )C
KKKA
KKKP
KKAKK
ddP
+−+
−−+
=
−+−−+
=
2
3
1211
11
ξξ
ξξ
ξ
constxQQ == )(* &&
0)1(0)(0)0(0)0(
==⇒====⇒==
ξξ
PlxpPxp
Die Gleichung für dP/dξ und die Randbedingungen
ergeben die Integrationskonstante C und den Faktor A Druckverteilung
Integration des Drucks über die Spaltfläche liefert die Tragfähigkeit
6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, 6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, Druckverteilung, TragfDruckverteilung, Tragfäähigkeithigkeit
( )( )212)1(
ξξξ
KKKKP
−++−
=
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡
+−
+Ψ=
Ψ=Ψ= ∫∫
2220
20
1
0020
20
22)1ln(6
6)(
KKKK
hblvF
Pdh
blvdxxpbFl
η
ξη Leckagefaktor:abhängig von: - Keilparameter,- Lagerbreitenverhältnis
Ψ
KKA
++
=2
)1(2
Vorlesung 10: Wiederholung Vorlesung 9Vorlesung 10: Wiederholung Vorlesung 9
Schmiermittel / Dichtungen:- Schmierfette- Schmierverfahren- Schmieranlagen- Progressivverteiler- nicht berührende Dichtungen: Nilos – Ring, Labyrinth - Dichtung- berührende Dichtungen: Radialwellendichtring, Axialgleitringdichtung
Gleitlager:- Hydrodynamische Schmiertheorie:Keilspalt, Druckaufbau
- Berechnung der Tragfähigkeit- Berücksichtigung Leckage- Bauformen Radialgleitlager, Axialgleitlager- Radialgleitlager: 2 – D – Strömungsproblem- Sommerfeldzahl als Zustandsparameter des Gleitlagers
Ψ⋅=Ψ= pmm Kh
blvlbpF 20
206η
6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, 6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, TragfTragfäähigkeithigkeit
für K=1 für K=2
K
6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, 6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, Ergebnisse: GeschwindigkeitsfeldErgebnisse: Geschwindigkeitsfeld
6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, 6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, Ergebnisse: DruckfeldErgebnisse: Druckfeld
6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, 6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, Ergebnisse: TragfErgebnisse: Tragfäähigkeithigkeit
Die Steifigkeit bestimmt sich aus der Verschiebung: )( hd
dFkΔ
=
Bei einer zusätzlichen Kraft ergibt sich Spaltveränderung :hΔFΔ
Ψ
Δ+=
ΨΔ−
=Δ
ΨΔ−
=Δ+
pm
F
pm
pm
bKvl
FFk
Khhbvl
hddF
KhhbvlFF
2
3
30
2
20
2
6
)(2
)(62
)(
)(6
η
η
η
6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, 6.4.3.2 Hydrodynamische Schmiertheorie, SteifigkeitSteifigkeit
6.4.3.3 Bauart hydrodynamischer Gleitlager6.4.3.3 Bauart hydrodynamischer Gleitlager
Axiallager = Spurlager: Rastflächen vorsehen
Druckaufbau im Lager selbst Druckzufuhr ganz sicher nicht im Druckbereich
6.4.3.3 Bauart hydrodynamischer Gleitlager6.4.3.3 Bauart hydrodynamischer Gleitlager
Zylindrisches Lager mit einfachem Keilspalt
VierkeillagerDreikeillager
Zitronenspiellager Versetztes Zitronenspiellager
6.4.3.3 Bauart hydrodynamischer Radialgleitlager6.4.3.3 Bauart hydrodynamischer Radialgleitlager
Lagerwerkstoff teuer, - Weißmetall: 2–5 mm, abhängig von d.- Bronze: aufgegossen oder gespritzt: 2–5 mm, abhängig von d als Büchse eingepresst: 0,1 bis 0,2 d
- Lagerschale im Lager- bzw. Maschinenkörper gegen Verdrehung und axiale Verschiebung sichern.
- Für Schmierstoff-Zuführung Schmiertaschen und Kanäle vorsehen. Schmiertaschen nie in belastete Zone legen.
- Durchbiegung oder Verlagerung der Welle unter Last muss die Lagerschale selbsteinstellend oder gelenkig sein oder eine elastische Unterstützung bzw. biegeweiche Lagerschale verwendet werden.
6.4.3.3 Bauart hydrodynamischer Gleitlager6.4.3.3 Bauart hydrodynamischer Gleitlager
- Anlaufbund bzw. Stirnfläche mit großer Formgenauigkeit eben und rechtwinklig zur Wellenachse mit geringer Rauhigkeit ausführen.
- Stützfläche in Segmente auflösen und Keilflächen einarbeiten oder Segmente als Kippsegmente ausbilden.
- Drehrichtung beachten, bei Reversierbetrieb –Sondermaßnahmen vorsehen, die unter Umständen die Belast-barkeit nachteilig beeinflussen.
- Bei kleinen Drehzahlen Durchmesser größer wählen.
6.4.3.3 Bauart hydrodynamischer Axialgleitlager6.4.3.3 Bauart hydrodynamischer Axialgleitlager
Axiallager = Spurlager: Rastflächen vorsehen, Wirkung einseitig
a.) Grundaufbau, Feststehende Spurplatte mit radialen Ölzufuhrnuten, Keil – und Rastflächen nur eine Drehrichtung, Arbeitet optimal nur an einer Stelledes F-v-Raumes. Glatte Wellenspurplatte
b.) Federnd abgestützter Tragschuh. Keilwinkel passt sich der Last an. Abstützung am Ort der F – Resultierenden, Abstreifer zum Öltausch
c.) Kippsegmentlager: Segment stellt sich auf optimale Keilspaltverhältnisse ein.Kugel in konischen Segementen
a.) b.) c.)
6.4.3.3 Bauart hydrodynamischer Axialgleitlager6.4.3.3 Bauart hydrodynamischer Axialgleitlager
d.) e.) f.)
d.) Tragbolzen mit balliger Auflagee.) Abstützung über Schraubenfedernf.) Abstützung über Stützkugeln und Rollen
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Auslegungsschritte:1.) Zulässige Lagerlast2.) Dimensionierung Volumenstrom3.) Wärmebilanz, Lagertemperatur4.) Festlegung Betriebslagerspiel, zulässige Spalthöhe
zulW
L pbdFp ≤=
Zulässige Lagerlast
abhängig vom Material der Lagerschalezulp
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Hydrodynamisches Radialgleitlager unter stationärer Last
Mit zunehmender Drehzahl wird mehr Öl in den Keilspalt gefördertdie Welle schwimmt aufdie Exzentrizität immer kleiner ausgehend von
LWL d
sdds =−= ψ,
se2
=ε
Lagerspiel / relatives Lagerspiel:
relative Exzentrizität:
1=ε
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Gümbel – Kurve:Polarendiagramm:geometrischer Ort des WellenmittelpunktsVerlagerungswinkel βzwischen Lastrichtung und engstem Spaltabhängig von der Drehzahl
Zustand des Lagers definiert durch Exzentrizität εund Verlagerungswinkel β
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Vernachlässigung der Krümmung der Welle / LagerschaleLds <<
Welle rotiert konzentrisch in der Lagerschale
0=ε
Übertragung Prinzip des Keilspalts auf Radialgleitlager
)cos1(2
)( ϕεψϕ += Ldh
Spaltfunktion, Spalthöhe
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Berücksichtigung des Abströmens in axialer Richtung und der Spaltfunktion Reynoldssche Dgl.
ϕψεηωϕε
ϕϕε
ϕsin12)cos1()cos1( 22
233 −=∂∂
++⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡∂∂
+∂∂
zpp
Achsrichtung
Umfangsrichtung
ηωψ 2p
=Π
ψηψρω 3.41
4Re
2
≤= Wdfür laminares Verhalten
KW1
Folie 44
KW1 z ist auf die Lagerbreite bezogen!!!!!daher kommt B/DL schon als PArameter vor.Konrad Wegener; 07.05.2008
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Lagerzustand
LL
L
bdFp
pSo
=
=ηωψ 2
mittlerer Lagerdruck
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Sommerfeldzahl Zustandsparameter für Gleitlager
LL
L
bdFp
pSo
=
=ηωψ 2
mittlerer Lagerdruck
Ölvolumenstrom: num. Lösung der Reynolds Dgl.
( )3
02
00
0
333
33
563.5585.2582.1188.1
ln48)1(
223.04
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛+⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛−+=
+=
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
+=
bt
bt
btq
qp
tbdV
db
dbdV
VVV
T
T
ZWpZ
LL
WD
pZD
ηεπψ
ωψε
&
&
&&& Förderwirkung, Druckwirkung
t0=Breite der Schmiertasche
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Druckverteilung im Gleitlager für Schmiertasche an weitester Stelle
des Spalts t0/b=0.4, b/dL=0.25, ε=0.7,ηωψ 2p
=Π
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Lagerreibung
So
FF
pbdFbdF
dv
hv
dydv
R
LWWR
WW
W
πψμ
μ
ψωηπ
ω
ηητ
=
⇒=
==
=
==
,2
gültig für unendlich breite Lager, zentrische RotationPetroffsche Gleichung
ηωψ 2
LpSo =
Vorlesung 10: Wiederholung Vorlesung 9Vorlesung 10: Wiederholung Vorlesung 9
- Gleitlager:- Hydrodynamische Schmiertheorie:Keilspalt, Druckaufbau
- Berechnung der Tragfähigkeit- Berücksichtigung Leckage- Bauformen Radialgleitlager, Axialgleitlager- Radialgleitlger: 2 – D – Strömungsproblem- Sommerfeldzahl als Zustandsparameter des Gleitlagers
- Ölvolumenströme Druck / und Schleppstrom- Abhängigkeit der So von der relativen Exzentrizität- Petroff – Gleichung für Reibung unendlich breiter Lager
LL
L
bdFppSo ==
ηωψ 2
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Lagerreibung
µ/Ψ
βεε
πψμ sin
21 2+
−=
So
Näherung:
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Lp
Übergangsdrehzahl
Mischreibung(Petroff ungültig)
Festkörperreibung
Mischreibung: Festkörperreibung bei Rauhigkeitsspitzen sowie hydrodynamisches Aufschwimmen
Hydrodynamische Reibung
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Reibleistung
ηωψ 2
LpSo =222
2
2
22
2
22
ωηψπωπψ
ωμω
μμ
WWLR
WLRR
WL
WR
dbdbpSo
P
dbpMP
dbpdFM
==
==
==
Elimination von µ über Petroff - Gleichung
und mit
Annahme: Schmierfilm, Welle und Gehäuse haben gleiche Temperatur
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Leistungsbilanz: Reibleistung = Leistungsabgabe an die Umgebung plus Leistungsabgabe an Öl
Lϑ
cR PPP += α
KmWsmww
AP ULG
2][,][,127
)(
==+=
−=
αα
ϑϑαα
( )
2ea
L
eapc cVPϑϑϑ
ϑϑρ+
=
−= &
Konvektion an die Umgebung
Lϑ
bDdDA LLG ππ+−= )(
222
Verschleppung durch Öl:
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Lagerspiel: Einbaulagerspiel Betriebslagerspiel
)()()()(
min
max
WoWLuLE
WuWLoLE
ddddsdddds
Δ+−Δ+=Δ+−Δ+=
Einbaulagerspiel:
Betriebslagerspiel: Erwärmung auf Betriebstemperatur [ ]( )[ ]( )RLWWoWLLuL
RLWWuWLLoL
ddddsdddds
ϑϑααϑϑαα
−Δ+−Δ+=Δ−Δ+−Δ+=Δ
)()()()(
min
max
minminmin
maxmaxmax
ssssss
EB
EB
Δ+=Δ+=
L
BBB d
ss2
minmax +=ψ
smuu WWstartB =⋅= − ][,4.010 43,ψ
Prüfung auf Funktionssicherheit mit mittlerem Lagerspiel
Prädiktorschritt
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Anhaltswerte für - Rauher Betrieb und grobe Oberflächen: 0.3%- Gering belastete Turbinenlager: 0.2%- Allgemeiner Maschinenbau: 0.1%- Werkzeugmaschinenspindeln: 0.05 bis 0.5%
Bψ
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Lagerspalthöhe
ηωψ 2
LpSo = Lagerzustand
)1(20 εψ −= L
Bdh
min. Spalthöhe: πϕ =
Viskosität bei Betriebstemperatur!!!
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
22)(0
qbfWRh zzul +++=∑
RauhigkeitMittenrauhwertWelligkeitDurchbiegung im LagerVerkantungswinkelq
fWRR
a
z
zulässige Spalthöhe:
∑= azulE Rh0
Einlauf unter verminderter Last, Laststeigerung :
6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager6.4.3.4 Auslegung Radialgleitlager
Anforderungen:- gutes Einlaufverhalten, gute Glättbarkeit- gute Notlaufeigenschaften- hohe Wärmeleitfähigkeit- die relativ zur Last bewegte Oberfläche hat die höhere Härte
Weissmetalle: Hochbleihaltig oder hochzinnhaltig- geringe Tragfähigkeit nur als Verbundkonstruktion- Zinn für die Korrosionsbeständigkeit
Bronzen: Bleibronze: gute Notlaufeigenschaften, nicht sehr verschleissfest. besser: Zinn – Blei.
Rotguss und Messing als Ersatz für Zinn – BleibronzenAl – Bronzen hohe Verschleissbeständigkeit
6.4.3.4 Auslegungsgang6.4.3.4 Auslegungsgang
1.) Annahme Betriebstemperatur2.) Bestimmung des effektiven Lagerspiels 3.) Ermittlung der effektiven dynamischen Viskosität4.) Überprüfung auf laminare Strömung im Lager5.) Bestimmung der minimalen Schmierfilmdicke6.) Bestimmung des Reibmoments (für Antriebsauslegung) und
der Reibleistung7.) Bestimmung des Schmiermitteldurchsatzes (für
Dimensionierung der Pumpe)8.) Berechnung der kleinsten zulässigen Spaltweite, der
minimalen Gleitgeschwindigkeit für hydrodynamische Schmierung und Prüfung auf Betriebssicherheit.
9.) Berechnung der Lagertemperatur