Tagungsbeitrag

Titel Berechnung 3-dimensionaler hydrodynamischer Tragfähigkeiten für Gleitlager
Autor Martin Berger
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Martin Berger
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Inhalt Zusammenfassung
Hydrodynamische Gleitlager werden auf der Basis von Kennfeldern ausgelegt. Die Berechnungsgrundlage dazu bildet die Reynoldssche Differentialgleichung, welche numerisch gelöst wird, um daraus dimensionslose Kennzahlen zu ermitteln. Diese werden in Auslegungsrichtlinien, z.B. nach DIN 31652 oder VDI 2204, zur Verfügung gestellt und der Konstrukteur kann damit dieses Maschinenelement auslegen. Grundsätzlich gibt es zwei Lagerbauformen um Tragkräfte in radialer und axialer Richtung zu realisieren. Axial- und Radialgleitlager in diversen Ausführungen. z.B. als Kippsegmentlager, segmentierte Ausführungen oder einfache 360°-Lagerbuchse. Treten in einer Anwendung schräge Lasten, also eine Kombination aus radialer und axialer Last auf, so werden diese beiden Bauarten entsprechend kombiniert, oder wenn dies konstruktiv nicht möglich ist, kommen z.B. Schrägkugellager zum Einsatz. Vorgestellt wird eine Berechnungs- und Darstellungsmethode für hydrodynamische Gleitlager, die aufgrund ihrer Geometrie Lasten in radialer und axialer Richtung realisieren können. Solche Gleitlager besitzen eine zusätzliche Dimension und können 3-dimensionale Lasten tragen. Die hydrodynamische Druckverteilung solcher Geometrien wird an zwei Beispielen vorgestellt und die Möglichkeiten, welche sich daraus ergeben diskutiert. Die Kennzahlen zur Auslegung werden auf Basis der Reynoldsschen Differentialgleichung ermittelt. z.B. lässt sich die Tragfähigkeit schräg wirkender Lasten mit leicht modifizierten Sommerfeldzahlen und den entsprechenden Verlagerungswinkeln bzw. Lastwinkeln beschreiben.
Abstract
Hydrodynamic plain bearings are ususally designed with use of performance characteristics and dimensionless numbers. By numerical solving the Reynolds differential equation these numbers are evaluated and described. Engineers make use of these to design the bearing into an application. Typical German design standards are DIN31652 or VDI2204. Basicly two types of hydrodynamic bearings are known to realize loads in radial or axial direction. Plain bearings i.e. bushings or segmented versions and plain thrust bearings as segmented pads or with specific groove designs. In case of combined loads, these two types of bearings have to be combined to handle forces in radial and axial direction or sometimes angular ball bearings will be the choice. Following a calculation and representation method for hydrodynamic geometries capable to handle loads in axial and radial direction by solving the Reynolds equation will be presented. Such a kind of plain bearing has an additional dimension and is capable to handle loads in 3 dimensions. Examples of hydrodynamic pressure distributions and dimensionless numbers to describe the operating performance will be presented and discussed.
Datum 2013