7 Anpassung der Lagerform an die Wellenbiegung
Maximale Lagerlast und maximale Biegung der Welle treten oft gemeinsam auf. Deshalb ist es naheliegend zu versuchen, durch eine angepasste Lagerform die Tragfähigkeit des Lagers bei Biegung zu verbessern. Das ist besonders wichtig für das hydrodynamische Lager. Deshalb wird als nächstes versucht, durch eine ballige Lagerschale eine optimale Schmiegung zwischen Welle und Lagerschale für die maximale Lagerbelastung zu erreichen.
Bild 5: Definition der Balligkeit ba der Lagerschale
Bild 5 zeigt die Definition des Parameters ba, der die Balligkeit einer Lagerschale quantifiziert und wie sich dadurch der Verlagerungsraum verändert. Analog zu dem Biegeparameter wird auch der Parameter ba dimensionslos gemacht durch
Bild 6: Vergleich der Tragfähigkeit eines Lagers mit und ohne balliger Lagerschale über die Wellenbiegung Bi; links: hydrodynamisches Lager, rechts: hydrostatisches Lager (weitere Parameter linkes Diagramm Tafel 1,Tafel 3 und rechtes Diagramm Tafel 2,Tafel 4)
Beim hydrostatischen Lager (rechtes Diagramm) bringt die Balligkeit der Lagerschale insgesamt nur eine Verschlechterung der Tragfähigkeit und ist deshalb nicht sinnvoll. Beim hydrodynamischen Lager (linkes Diagramm) liegt das Maximum der Tragfähigkeit jetzt tatsächlich am Punkt der Biegung Bi=0,2 und ist gegenüber der maximalen Tragfähigkeit bei gerader Welle nur geringfügig gesunken. Hier kann es durchaus sinnvoll sein, der Wellenbiegung durch eine ballige Lagerschale zu begegnen. Da die Tragfähigkeit aber nach beiden Seiten stark abfällt, ist außerdem zu prüfen, ob die Tragfähigkeit bei anderen Belastungen im Zusammenhang mit anderen Biegungen der Welle auch noch ausreichend ist.
Da Lagerbelastung und Wellenbiegung nicht immer die gleiche Richtung haben, wie in unserem Fall angenommen, können die hier gezeigten Resultate nicht verallgemeinert werden. Unser Beispiel zeigt aber, welche Effekte durch die Wellenbiegung auftreten können und wie man sie behandeln kann. Diese Untersuchungen konnten mit dem Simulationswerkzeug SIRIUS schnell und zuverlässig behandelt werden.
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