O.R.Lang W.Steinhilper. Gleitlager. Berechnung und Konstruktion von Gleitlagern mit konstanter und zeitlich veränderlicher Belastung

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1 O.R.Lang W.Steinhilper Gleitlager Berechnung und Konstruktion von Gleitlagern mit konstanter und zeitlich veränderlicher Belastung Mit 252 Abbildungen und 6 Arbeitsblättern Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1978

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 Literatur zu Kapitel Physikalische Grundlagen der Reibung und Schmierung Trockenreibung Grenzreibung Mischreibung Flüssigkeitsreibung oder FIuid-Reibung Übergangsdrehzahl und Übergangskriterien Reibungswerte bei Gleitlagern 21 Literatur zu Kapitel Schmiermittel Viskosität von Schmiermitteln Messung der Viskosität und Umrechnung von Viskositätseinheiten Schmiermittelklassifikation Einflüsse auf die Viskosität Temperaturabhängigkeit Richtungskonstante der V-T-Geraden Viskositätsindex Druckabhängigkeit Zeitabhängigkeit des Viskositäts-Druck-Verhaltens Dichte, spezifische Wärme und Wärmeleitkoeffizient von Schmiermitteln Dichte von Schmiermitteln Spezifische Wärme und Wärmeleitkoeffizient von Schmiermitteln Aufbau, Eigenschaften und Einsatz von Schmiermitteln Destillate Raffinate Eettöle oder gefettete öle Legierte Öle Mehrbereichsöle Synthetische Schmierflüssigkeiten Schmierfette Eestschmierstoffe Wasser Luft und Gase 53 Literatur zu Kapitel Gleitlagerwerkstoffe Allgemeine und physikalisch-mechanische Eigenschaften von Gleitlagerwerkstoffen 55

3 VIII Inhaltsverzeichnis 4.2 Aufbau und Ausführungsformen von Gleitlagern Anwendungsgebiete Lagerschäden Verschmutzung Verschleiß Korrosion Auswaschungen/Kavitation Ermüdung Überhitzung Bindefehler Einbaufehler Dauerfestigkeit 79 Literatur zu Kapitel Hydrostatische Schmierung und Lager Einleitung Hydrostatische Druckfilme Spaltströmung viskoser Flüssigkeiten Druckfilm zwischen kreisförmigen Platten Druckfilm zwischen rechteckigen Platten Druckfilm zwischen Welle und Lagerschale Hydrostatische Axiallager (Spurlager) Einflächen-Axiallager bei Vernachlässigung der Relativgeschwindigkeit zwischen den gepaarten Lagerkörpern Kugelspurlager Konische Spurlager Einflächen-Axiallager mit Berücksichtigung der Relativgeschwindigkeit zwischen den gepaarten Lagerkörpern Mehrflächen Axiallager ' Hydrostatische Radial- oder Querlager Einflächen-Radiallager Schmiermittelbedarf Stütztaschendruck und Tragfähigkeit Mehrflächen-Radiallager Mehrflächen-Radiallager mit Schmiermittelrücklaufnuten Mehrflächen-Radiallager ohne Schmiermittelrücklaufnuten Hydrostatisches Anheben von hydrodynamisch arbeitenden Lagern Schmiermittelversorgungssysteme für hydrostatische Lagerungen 120 Literatur zu Kapitel Hydrodynamische Schmierung und hydrodynamische Lager Einleitung Hydrodynamische Theorie Anwendung der hydrodynamischen Theorie in der Lagertechnik Reynoldssche Gleichung für die Druckverteilung Sonderfälle der Reynoldsschen Gleichung Ebener, unendlich breiter Gleitschuh bei stationärer Belastung Ebener, endlich breiter Gleitschuh bei stationärer Belastung Gleitschuh mit beliebiger Schmierspaltgeometrie bei stationärer Belastung Abgestufte, konstante Schmierspalthöhe Kombinierte, linear sich ändernde und konstante Schmierspalthöhe Nichtlinear sich ändernde Schmierspalthöhe 150

4 Inhaltsverzeichnis IX Vergleich von Gleitschuhlagerungen unterschiedlicher Schmierspaltgeometrie 150 Literatur zu Kapitel Eadialgleitlager Theoretische Grundlagen Stationäres Radialgleitlager Unendlich breites Radialgleitlager Reynoldssche Randbedingungen Gümbelsche Randbedingungen Sehr kurzes Radialgleitlager Radialgleitlager endlicher Breite Radialgleitlager unter Verdrängungsbewegung Unendlich breites Radialgleitlager Physikalische Randbedingung Mathematisch einfache Randbedingung Sehr schmales Radialgleitlager Radialgleitlager endlicher Breite Häufige Integrale der Gleitlagertheorie Vergleich verschiedener Lösungen Näherungsformeln Vollumschlossenes Gleitlager Halbumschlossenes Gleitlager Zur Frage der Randbedingungen bei der Druckentwicklung 219 Literatur zu Kapitel Stationäres Radialgleitlager Praktische Anwendung Öldurchsatz Eindimensionale Strömung aus einer Nut unter Zuführdruck Polare Strömung aus einer Bohrung unter Zuführdruck Druckölzufuhr über eine Öltasche Druckölzufuhr über eine Ölbohrung Öldurchsatz unter allgemeinen Bedingungen Wärmebilanz Nichtisotherme Energieumsetzung im Schmierspalt Isotherme Energieumsetzung im Gleitlager Wärmebilanz Reibleistung des Gleitlagers Wärmeabfuhr in das Schmiermittel Wärmeabfuhr aus den Lagerteilen Zur Wahl der Betriebsparameter Im Lager wirksame Temperaturen Betriebslagerspiel Kleinste zulässige Schmierfilmdicke Statisch belastete Radialgleitlager Berechnungsgang für statisch belastete Lager Berechnungsablauf 255 Literatur zu Kapitel Instationäres Radialgleitlager Praktische Anwendung Dynamisch belastete Radialgleitlager Berechnungsverfahren Verfahren der vorgegebenen Bewegungsänderungen Verfahren der überlagerten Drücke 267

5 Verfahren der überlagerten Traganteile Diskussion der Berechnungsverfahren Druckaufbau und Dauerfestigkeit Schwingungsverhalten gleitgelagerter Rotoren Synchrone, unwuchterregte Schwingungen Feder- und Dämpfungszahlen von Gleitlagern Unwuchterregte Schwingungen Stabilität Schwimmbuchsenlager Radialgleitlager mit beliebiger Spaltgeometrie 307 Literatur zu Kapitel Konstruktive Hinweise und Sonderlager Radialgleitlager Lager-Konstruktionen Stehlager Motorenlager Turbinenlager Ölversor gung Allgemeine Hinweise zur Fertigung und Konstruktion Berechnungsbeispiele statisch belasteter Radialgleitlager Aerodynamische Lager Poröse Lager Folienlager Hydrodynamische Axiallager Berechnung der Axiallager Tragfähigkeit Reibungsverluste Schmiermittelbedarf Berechnungsbeispiele Konstruktive Hinweise Eingearbeitete Keilflächen Anlaufbunde (Bundlager) und Lagerringe Kippbewegliche Lagersegmente Biegeelastische Lagerflächen Hydrostatische Lager Hydrostatische Axiallager Schmiermittel Versorgung Berechnungsbeispiel Hydrostatische Radiallager Einfluß der Anzahl der Schmiertaschen Schmiermittelversorgung Radial-Segmentlager Berechnungsbeispiel Magnetlager Eigenschaften von Magnetlagern Wirkungsweise und prinzipieller Aufbau von magnetischen Lagerungen Elektromagnet-Lager Permanentmagnet-Lager Dimensionierung von Magnetlagern Tragfähigkeit Verlustleistung Leistungsbedarf Steifigkeit 406 Literatur zu Kapitel Sachwortverzeichnis 409

6 Inhaltsverzeichnis XI Arbeitsblätter 1 6 am Schluß des Buches U SOJJ = f(e, B/D) 2: Son - HB/D, «) З-.fi/y, = <>!,, B/D) 4: Son = f(e, B/D) 5: fi/y, =f(8o,bjd) &: 8o Y = f(e; BjD) vollumschlossenes Lager; Drehung vollumschlossenes Lager; Drehung vollumschlossenes Lager; Drehung 180 -Lager; Drehung 180 -Lager; Drehung vollumschlossenes Lager; Verdrängung