4 Tragfähigkeit eines hydrodynamischen Lagers bei reiner Wellenkrümmung
Als Demonstrationsbeispiel wird ein Lager mit der relativen Lagerbreite b/d=1 ausgewählt. Das Lager ist statisch belastet. Gegenüber der Lastrichtung ist eine Schmiertasche angeordnet.
Als Tragfähigkeitskriterium wird eine minimale dimensionslose Spalthöhe Hmin=0,2 angenommen. D.h. wenn das Spiel des Lagers z.B. s=0,1mm beträgt, muss die minimale Spalthöhe hmin>/=0,05mm sein. Die Tragfähigkeit des Lagers ist dann die dimensionslose Belastung So(Hmin), bei der die minimale Spalthöhe Hmin beträgt. Bild 2 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). Die Ebene der Biegelinie soll in Kraftrichtung liegen (γbi=γ=0).
Bild 2: Druckverteilung P(X,Z) und Spalthöhe H(X,Z) über die abgewickelte Schmierspaltfläche im hydrodynamischen Gleitlager bei gerader Welle Bi=0 (links) und bei gebogener Welle Bi=0,4 (rechts) weitere Parameter Tafel 1
Bei dieser Wellenbiegung ist ein erheblicher Abfall der Lagertragfähigkeit zu beobachten. Zu erklären ist das ganz einfach dadurch, dass die zulässige minimale Spaltdicke Hmin=0,2 an den Lagerrändern schon erreicht ist, während z.B. über die halbe Lagerbreite die minimale Spaltdicke, die für die Schmierfilmdruckerzeugung durch Keilwirkung sorgt, nur Werte von 0,5 bis 0,6 erreichen und demzufolge in diesen Querschnitten nur ein wesentlich geringerer Druckaufbau erfolgt.
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