zurück weiter

5 Tragfähigkeit eines hydrostatischen Lagers bei reiner Wellenkrümmung

Analog zum hydrodynamisch geschmierten Lager soll nun ein hydrostatisches Lager untersucht werden mit gleichen Lagerabmessungen. Auf dem Umfang der Lagerschale sind 10 Schmiertaschen gleichmäßig verteilt. Die Schmierölverteilung auf die einzelnen Schmiertaschen wird durch Kapillardrosseln geregelt. Der dimensionslose Drosselwiderstand wird angenommen mit Rcp=2. Der dimensionslose Ölstrom wird mit Q=18,6 angenommen. Diese sind definiert durch

und

wobei lcp die Länge und dcp der Innendurchmesser der Kapillardrossel sind, q der dimensionsbehaftete Ölstrom und ω die Bezugswinkelgeschwindigkeit (z.B. die Drehgeschwindigkeit der Welle) sind. Dieser Ölstrom wurde so gewählt, dass das hydrostatische Lager bei gerader Welle die gleiche Tragfähigkeit hat wie das hydrodynamische Gleitlager mit gleichen Abmessungen bei ebenfalls gerader Welle und so die beiden Lager vergleichbar sind. Bild 3: Druckverteilung P(X,Z) und Spalthöhe H(X,Z) über die abgewickelte Schmierspaltfläche im hydrostatischen Gleitlager bei gerader Welle Bi=0 (links) und bei gebogener Welle Bi=0,4 (rechts) weitere Parameter Tafel 2 Bild 3 zeigt den dimensionslosen Druckverlauf P(X,Z) im Schmierspalt bei maximaler Lagerbelastung (Hmin=0,2) bei gerader Welle (links) und bei einer gebogenen Welle mit Bi=0,4 (rechts). Im Unterschied zum hydrodynamischen Gleitlager sind hier nur geringfügige Unterschiede im Druckaufbau und damit in der Tragfähigkeit zu erkennen. Wie ist das zu erklären? Im hydrostatischen Lager erfolgt der Druckaufbau des Schmiermittels außerhalb des Lagers durch eine Hochdruckpumpe. Wie hoch der Druck in der Schmiertasche ist hängt dann nur davon ab, wie leicht das Schmiermittel abfließen kann. In unserem konkreten Fall, wo die Wellenbiegung mit der Belastungsrichtung zusammenfällt, werden die Abflussbedingungen kaum beeinträchtigt, weil bei gleicher minimale Spaltdicke der Abflusswiderstand in den seitlichen Stegen der Schmiertasche mit dem höchsten Druck kaum verändert wir. zurück weiter