== Funktionsprinzip eines Gleitlagers ==Ein Gleitlager besteht aus einem beweglichen und einem festen Teil. Der bewegliche Teil, meist eine Welle oder ein Wellenzapfen, gleitet auf den Gleitflächen des festen Teils, meist eine Lagerschale oder eine Lagerbuchse in einem Gehäuse beim Radiallager oder ein mit Erklärung der Welle drehender Laufring auf einem feststehenden Lagerring beim Axiallager.Bei einem Radiallager wirkt die von dem Lager aufgenommene Kraft senkrecht zur Drehachse. Ein Axiallager nimmt die Kraft Richtung Welle auf.benutzten Kürzel:
Das Lehrbuch von Roloff Matek ist nur mit RM abgekürzt.
Die Formelsammlung mit RM und in Klammern die Formelnummer z.B. RM (15-15).
[[Bild:radiallagerDas Tabellenbuch mit TB und dann die Tabellennummer z.jpg]]Radiallager (Gleitlager B. TB (links) und Wälzlager15-3).
Alle Grafiken die nicht mit einer Quellenangabe versehen sind stammen aus denn Drei unten aufgelisteten Büchern von Roloff Matek.
== <u>Was ist ein Gleitlager?</u> ==
[[Bild:axiallager.jpg]] Axiallager (Wälzlager)
Bei Trockenlaufgleitlagern findet eine Festkörperreibung statt, bei hydrodynamischen- oder hydrostatischen Gleitlagern, werden Welle und Lager durch einen Schmierfilm getrennt.
<div style="text-align: center;"><span style="color: Red">'''Gleitlager sind Lager bei denen die Relativbewegung zwischen [[Bild:Gleitflächen.jpgWelle]]und Lagerschale bzw. einem Zwischenmedium eine Gleitbewegung ist.'''</span></div>
== <u>Allgemeines</u> ==
[[Bild:Schmierfilm.jpg]]=== Funktionen und Wirkungen ===
Man unterscheidet Gleitlager nach zwei Kriterien 1. nach <span style="color: Blue">Art der Tragkrafterzeugung</span> und 2. nach <span style="color: Blue">Anordnung der Gleitflächen</span>.
Bildquelle: Roloff/Matek Powerpoint Präsentation gllag-01 Bild\ B wurde wurde von mir verändert.
== Hydrodynamische Gleitlager ==Hydrodynamische Gleitlager arbeiten nach dem Prinzip der internen Druckerzeugung, durch die Drehfrequenz bildet sich ein ein tragender Schmierfilm zwischen Welle und Lager1. Die Welle dreht sich exzentrisch im Lager und erzeugt durch den sich verengenden Querschnitt eine Schubspannung im Schmiermittel. Dadurch entsteht eine hydrodynamische Druckverteilung die auf die Welle eine Kraft ausübt. Das ist die Gegenkraft zur von außen wirkenden Lagerkraft. Ist die Gegenkraft groß genug trennt sie die Welle von Nach Art der Lagerschale. Tragkrafterzeugung unterscheidet man:
[[Bild:Hydro.Rad.1.jpg]]* hydrodynamische Gleitlager[[Bild:Hydro** diese arbeiten nach aArt der internen Druckerzeugung, d.Radh.2der tragende Schmierfilm wird durch die Relativbewegung zwischen Wellen und Lagerschale erzeugt.jpg]]
** diese arbeiten nach Art der externen Druckerzeugung, d.h. der notwendige Schmierstoffdruck wird außerhalb des Lagers durch eine Pumpe erzeugt.
Hydrodynamische Gleitlager benötigen eine Anfahrdrehfrequenz um einen ausreichenden Schmierfilm bilden zu können. Bei der Dimensionierung eines Gleitlagers muss darauf geachtet werden, daß sich der optimale Betriebspunkt im volltragenden Bereich befindet. Der Übergang zwischen Anfahrbereich und volltragender Bereich ist instabil und kann bei geringen Drehfrequenzschwankungen das Lager verschleißen.
Bei einem hydrodynamischen Gleitlager gibt es 4 Betriebsbereiche:* Trockenlaufgleitlager** bei Trockenlaufgleitlagern wird kein Zwischenmedium genutzt, sie gleiten alleine auf Grund der Werkstoffpaarung.
1.) Stillstand/ Anfahren
2.) Übergangsbereichnach Anordnung der Gleitflächen unterscheidet man:
Im Bereich Stillstand und Anfahren berühren sich die Welle und die Lagerschale. Mit zunehmender Drehzahl wird der Schmierfilm tragfähig und das Gleitlager befindet sich im Übergangsbereich. In diesem Bereich herrscht Mischreibung. Nimmt die Drehfrequenz weiter zu ist der volltragende Bereich erreicht. In diesem Bereich gibt es nur noch Flüssigkeitsreibung. Ein hydrodynamisches Gleitlager kann den tragenden Schmierfilm nur aufbauen, wenn die Welle exzentrisch läuft. Bei zu hoher Drehfrequenz nähert sich die Welle dem Mittelpunkt der Lagerschale. Beim Überschreiten einer bestimmten Drehfrequenz dreht sich die Welle zentrisch in der Lagerschale, wenn das geschieht ist die interne Druckerzeugung nicht mehr möglich und der tragende Schmierfilm ist nicht mehr vorhanden. Das Lager wird dann mit hoher Wahrscheinlichkeit zerstört[[Bild:Axiallager_und_Radiallager.jpg]]
=== Verwendung von Gleitlagern in der Praxis ===
Diese Betriebsbereiche können im Stribeck Diagramm nachvollzogen werden.
[[BildDie Verwendung von Gleitlagern ergeben sich aus den Vorteilen die diese bieten somit kommen wir auf den Schluss, dass Gleitlager speziell geeignet sind für:Stribeck Diagramm.jpg]]Bildquelle: Roloff/Matek Powerpoint Präsentation gllag-01
Aus dem Zusammenhang Ordinate Reibungszahl μ und Abzisse Drehfrequenz n ergeben sich bei konstanten Werten * hohe Drehzahlen* hohe Belastungen * für die spezifische Lagerbelastung p<sub>L</sub> "Dauerläufer"* geringen Platz* Stöße und die Viskosität des Schmierstoffes η die Reibungskurven.ErschütterungenMit steigender Drehfrequenz n sinkt die Reibungszahl μ sehr schnell ab. Das Gebiet der Mischreibung wird durchlaufen und μ sinkt auf ein Minimum an den Ausklinkpunkten A * geräuscharmen Lauf* Lagerungen mit hoher Verschmutzungsgefahr* verschleißfreie Lager (A<sup>'</sup>, A<sup>' '</sup> je nach p<sub>L</sub> und η Flüssigkeitsreibung oder Magnetlagerungen) ab. Es gibt keine metallische Berührung der Gleitflächen mehr und das * Günstige alternative zu Wälzlager* geteilte Lager befindet sich im volltragenden Bereich.
Das untere Schaubild stellt dies noch einmal vereinfacht da.
Die Sommerfeldzahl ist die Kennzahl für den Lastbereich von Gleitlagern. Sie sagt aus, dass Lager mit gleicher S<sub>o</sub> Zahl, sofern das Verhältnis tragende Lagerbreite b/Lagerinnendurchmesser d<sub>L</sub> und die Ölzuführungselemente gleich sind, hydrodynamisch ähnlich sind, d.h. das Lager mit der gleichen Sommerfeldzahl im Betrieb das gleiche Verhalten aufzeigen.
S<sub>o</sub>≤1 Diese und ε=0,6...0,95 störungsfreier Betrieballe anderen Einsatzgebiete von Gleitlagern sind sehr stark abhängig von:
S<sub>o</sub>≤10 und ε 0,95...1 Verschleiß möglich
S<sub>o</sub><1 * den Reibungszuständen * hydrodynamischen oder hydrostatischen Gleitlagern* dem Schmierstoff* der des Gleitlagerwerkstoffes und ε<0,6 mögliche Instabilität der Wellenlagedessen Paarung* äußere Einflüsse
relative Exzentrizität
ε=e/(0,5*s)=e/(0,5*d<sub>L</sub>*Ψ)
[[Bild:SommerfeldzahlWas hier aber klar werden soll ist, dass Gleitlager nicht gleich Gleitlager für jeden Zweck sind.jpg]]
Bildquelle ''' <span style="color: RoloffRed">Eine gewissenhafte Berechnung ist nicht zu umgehen!!!</Matek Powerpoint Präsentation gllag-01span> '''
Der Verschleiß während der Anlaufzeit ist recht hoch. Um diesen zu verringern gibt es z.B. Hybridlager. Diese Lager sind eine Kombination aus hydrodynamischen- und hydrostatischen Gleitlagern. Die besondere Eigenschaft eines hydrodynamischen Gleitlagers ist, daß die Reibung mit steigender Drehzahl geringer wird.Vorteile eines hydrodynamischen Gleitlagers sind der einfache Aufbau, die einfache Herstellung und die unempfindlichkeit gegenüber Schmutz. Nachteilig wirken sich der hohe Anlaufreibwert, die Verlagerung des Wellenmittelpunkts und die erforderliche Einlaufzeit aus. Die Wahl der Werkstoffe des Lagers und der Welle spielen eine entscheidene Rolle.=== Was versteht man unter Reibungszustände? ===
== Hydrostatische Gleitlager ==Bei einem hydrostatischen Gleitlager muss vor Unter Reibungszuständen versteht man das Reibungsverhalten was mit dem Anlaufen ein Schmierfilm zwischen Lager und Welle vorhanden sein. Dies wird durch eine Pumpe realisiert. Das Schmiermittel wird durch den Lagerspalt zugeführt. Die Pumpe drückt den Schmierstoff über Einlasskanäle in Schmiermitteltaschen. Das Schmiermittel Symbol μ bezeichnet wird zwischen die Lagerflächen gepresst und trennt diese durch einen dünnen Schmierfilm. Reibungsverluste entstehen nur durch die Scherkräfte der Flüssigkeiten . Bei der Verwendung von gasförmigen Schmierstoffen spricht man von Luftlagern. Vorteilhaft bei einem hydrostatischen Gleitlager ist, daß es keine Anlaufreibung gibt. Der Werkstoff und die Oberfläche der Welle und des Lagers wirken sich nur geringfügig auf das Gleitverhalten aus. Es ist nur eine geringe Verlagerung des Wellenmittelpunktes zu beobachten und es besteht nahezu eine unbegrenzte Lebensdauer. Die aufwendige Konstruktion, die Empfindlichkeit gegenüber Schmutz und die aufwendige Schmierstoffzuführung zählen definitiv zu den Nachteilen.
1. μ hängt von der Oberflächenbeschaffenheit ab.
[[Bild2. unterschieden werden:HydrostFestkörperreibung (μ sehr hoch und somit eine kurze Lebensdauer möglich; μ hat hier ca.einen wert von 0,3) und Flüssigkeitsreibung (μ sehr klein und somit ist eine lange Lebensdauer möglich; μ erreicht einen Wert von 0,005 bis 0,001.jpg]]
Bildquelle: [http://www.zollern.de/centix/de/antriebstechnik/gleitlager/produktueberblick.html Firma Zollern]
== hydrodynamisches Axiallager ==
=== Spurlager mit ebenen Spurplatten ===[[Bild:Reibungszustände.jpg]]
Die einfachste Form eines Axiallagers ist das Voll-Spurlager. Im Betrieb verteilt sich der Druck hyperbolisch (Wellenförmig) über die gesamte Kreisfläche und ist in der Mitte theoretisch unendlich groß. Dies führt zu starkem Verschleiß und schnellem Heißlaufen. Diese Lagerart wird so gut wie nie eingesetzt.
Bei Ring-Spurlagern vermeidet man diese theoretisch unendlich große Druckspitze Flüssigkeitsreibung tritt immer dann auf wenn ein Zwischenmedium zwischen Lagerschale und Lagerwelle ist, dies kann durch einen Hohlraumhydrodynamische oder hydrostatische Schmierung erzeugt werden.
=== Einscheiben- Schmierstoffe sorgen für ein geringeres Reibungsverhalten und Segment-Spurlager===somit für eine längere Lebensdauer. An zweiter Stelle sorgen sie für eine Trennung von Lagerschale und Lagerwelle.(siehe hierzu hydrodynamische und hydrostatische Schmierung)
Das Einscheiben-Spurlager besteht aus einem feststehenden Axiallagerring in den mehrere sich in Drehrichtung verengende Keilflächen, diese sind in dessen Gleitfläche eingearbeitet. Die Keilflächen sind durch Schmiernuten voneinander getrennt. Um einen wechselnden Drehsinn zu ermöglichen müssen zwei Keilflächen eingearbeitet werden.
[[Bild:Eischeibenlager.jpg]]
Kommen wir jetzt zu den Eigenschaften die ein Schmierstoff ausmacht und diese unterscheiden.
2. wird die Temperatur des Schmierstoffes größer, sinkt die Viskosität (siehe RM TB 15-9)
Das tragfähigste Axiallager ist das Segment-Spurlager3. Diese können Axialkräfte bis zu 10MN aufnehmenbei steigendem Druck ''p'' (z.B. Die ringförmige und feststehende Lagerfläche wird in einzelne kippbewegliche Segmente unterteilt. In Bewegungsrichtung hinter der Mitte, werden sie durch Zapfen oder Kugeln gestüzt. Die Segmente stellen sich bei drehender Welle schräg und ein Schmierspalt entsteht zwischen den Segmenten und Wellenscheibe. Ein großer Vorteil dieser Lager istbar), daß sich für jede Drehfrequenz und Lagerkraft der richtige Schmierspalt von selbst einstellt.steigt die Viskosität
In jedem Lager zeigen sich im Betrieb Reibungskräfte. Reibungskräfte setzen der Gleitbewegung einen Widerstand entgegen und erzeugt dabei Wärme, die als Reibungswärme abzuführen ist. Geringes Benetzen der Gleitflächen mit Schmierstoff genügt, um die Reibung beträchtlich zu mindern und so auch den Verschleiß des Gleitlagers zu mindern. Es gibt eine Vielzahl von Schmierstoffen wie z.B. Fette, Gleitlacke, Öle, Wachse, Gase (Dämpfe,Luft).• Festschmierstoffe
=== Aufgaben des Schmierstoffes ===Der Schmierstoff in einem Gleitlager übernimmt den Kraftschluss zwischen Lager und Welle und die kinematische Anpassung. Er dient der Kühlung, der Dämpfung von Stößen und Vibrationen und dem Korrosionsschutz.• Magnetfelder <sup>2</sup>
=== Schmierungsarten ===
'''Ölschmierung'''<sup>1</sup> Gas Gleitlager finden immer größerer Beliebtheit da es keinen störenden Schmierstoff gibt. Sie finden Anwendung in der Pharma-, Nahrungs- und Genussmittel-Industrie aber auch in der Raumfahrttechnik und bei Turbomaschinen.
Die Ölschmierung eignet sich für alle Betriebsbereiche eines Gleitlagers. Es werden vorwiegend Mineralöle eingesetzt, deren Schmiereigenschaften können durch Zusätze, wie Molybdänsulfid oder Graphit verbessert werden.
'''Fettschmierung'''<sup>2</sup> Magnetlager finden derzeitig Anwendung bei Werkzeug- und Turbomaschinen und in der Vakuumtechnik.Sie eignen sich vorzugsweise für
Die Fettschmierung eignet sich vorwiegend bei geringen Drehzahlen und Pendelbewegungen oder bei stoßartiger Belastung. Sie wird auch eingesetzt, wenn eine Schwimmreibung nicht zu erreichen ist.
Die Wasserschmierung wird häufig bei Gleitlagern aus Holz, Kunststoff und Gummi verwendet.
'''Trockenschmierung'''
Molybdänsulfid oder Graphit werden bei hohen Temperaturen und zur Notlauf- und einmaligen Schmierung eingesetzt.
* berührungslosen Betrieb
* einstellbare Steifigkeit und Dämpfung
* hohe Drehzahlen bei mittlerer Traglast
* hohe Laufgenauigkeit
=== Schmierverfahren ===
'''Durchlaufschmierung'''
Das Schmiermittel kommt nur einmal zum Einsatz. Dieses Verfahren ist sehr unwirtschaftlich und wir nur bei gering beanspruchten Lagern, einfachen Lagern oder wo aufgrund von Verunreinigungen das Schmiermittel unbrauchbar geworden ist eingesetzt.
'''Umlaufschmierung'''
Bei Steh-, Flansch- und Einbaulagern mit mittleren Gleitgeschwindigkeiten und waagerechten Wellen, wird die Ringschmierung am häufigsten eingesetzt. Schmierringe fördern das Öl an die Gleitflächen. Es gibt feste Schmierringe, die sich mit der Welle drehen oder lose Schmierringe, die sich auf der Welle abwälzen.
Die Ölbadschmierung, bei der die gleitenden Flächen in Öl laufen, wird oft bei Spurlagern eingesetzt. Bei der Tauchschmierung tauchen die zu schmierenden Teile in Öl ein und fördern oder schleudern es an die Schmierstelle.
Bei der Druckumlaufschmierung wird mittels einer Pumpe die Schmierstelle mit Schmiermittel versorgt. Sie ist die sicherste und leistungsfähigste Schmierung. Sie wird bei hochbelasteten Lagern eingesetzt (Turbinen, Werkzeugmaschinen). Sie eignet sich auch als Zentralschmierung für ganze Maschinen. Mit Hilfe von einstellbaren Verteilern oder einstellbaren Einzelpumpen kann den Schmierstellen eine dosierte Schmierstoffmenge zugeführt werden.
Als Ergänzung ist noch zu sagen das Trockenlager ohne Zwischenmedien (Schmierstoffen) arbeiten.
Umlaufschmierung (schematisch)Damit die eben erwähnten Schmierstoffe nicht austreten benutzt man Lagerdichtungen.Ein anderer sehr wichtiger Grund für Lagerdichtungen ist, dass keine Fremdkörper in das Lager eindringen und die Funktion stören.Dies kann wie auch bei Wälzlagern schnell zur Zerstörung des Lagers führen.Es gibt berührende Dichtungen und berührungsfreie Dichtungen.Bei Gleitlagern werden oft berührungsfreie Dichtungen eingesetzt. Diese haben aber den Nachteil, dass sie eine Mindestdrehzahl brauchen um einen Schutz bieten zu können.
Bildquelle [[http<div style="text-align://mediascenter;">'''Unter diesem Link finden sie zwei sehr gute Animationen über Lagerdichtungen.ina.de/medias/de!hp.tg.cat.body/tg_rot*CHEBHCFE medias.ina.de]]'''
=== Schmierstoffzuführung ===
Bohrungen und Kanäle im Lagerkörper ermöglichen, daß das Schmiermittel in den Gleitraum gelangt[http://www. Damit der Schmierstoff im Gleitraum verteilt werden kann, sind im Gleitflächenbereich Schmiertaschen, Schmierlöcher vorhandenprelon.de/animationen/index.html</div>
[[http://www.bronze.ch/deutsch/prod/fert/wieland_buechsen_ST.htm Lagerbüchse mit Schmiertaschen ]][[http://www.caspar-gleitlager.de/Gleitlager/Trockengleitlager/Tro_Buchsen/Tro_PAP_Sondergrossen/body_tro_pap_sondergrossen.html Buchsen mit Schmiernuten]]=== Wahl von Gleitlagerwerkstoffen ===
Der Schmierfilm wirkt Schwingungs-, Stoß- und Geräuschdämpfend. Es unterliegt keiner Drehzahlbegrenzung und ist konstruktiv sehr anpassungsfähig, da es eine geringe radiale Bauhöhe besitzt.
== Lagerdichtungen ==
Fremdkörper die in ein Lager eindringen stören die Funktion eines Lagers. Um das Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern bzw. zu erschweren , können einige Maßnahmen ergriffen werden, z.B. durch mitlaufende Spritzringe. In Gleitlagern werden häufig berührungsfreie Dichtungen eingesetzt. Diese haben den Nachteil, daß sie bei ruhender Welle undicht sind. Die Dichtwirkung wird erst beim erreichen einer Mindestdrehfrequenz erreicht. Deshalb werden bei maximal mittleren Gleitgeschwindigkeiten die gleichen berührenden Dichtungen verwendet, wie sie auch bei [[Wälzlagerungen]] zum Einsatz kommen, z.B. V-Ringe, Filzringe.
== Lagerwerkstoffe ==Gleitlager werden aus den verschiedensten Werkstoffen hergestellt, je nach Einsatzgebiet und Anforderungen wird Die Auswahl der richtige Werkstoff ausgewähltWerkstoffpaarung ist bei Gleitlagern sehr wichtig.
Am häufigsten kommen Nichteisenmetall-Legierungen vor. Zudem noch folgende Werkstoffgruppen, Nichtmetalle die für die Formgebung der Lagerschalen verantwortlich sind und gelegentlich Gusseisen mit Lamellengraphit.
Im Allgemeinen unterscheidet man zwischen Massiv- Bei falscher Wahl kommst es schnell zu Beschädigungen an Welle und Verbundlager.Ein Massivlager besteht aus einem einzigen Lagerwerkstoff mit hoher Festigkeit. Häufig wird Gusseisen bzw. CuSn- CuSnZn-Gusslegierungen verwendet.Bei einem Verbundlager wird eine Lagerwerkstoffschicht auf einen Stützkörper aus Stahl, Stahlguss oder Gusseisen aufgegossen. Diese Verbindungen sind Form- oder Stoffschlüssig.Bei hochbelasteten Lagern,z.B. in einem Verbrennungsmotor, werden Lager mit 3 oder mehr Schichten eingesetzt.
Als Wellenwerkstoff wird ausschließlich [[Stahl]] verwendet. Meistens genügen unlegierte Stähle, nur bei hohem Verschleiß oder gefordeter hoher Oberflächenhärte werden niedrig legierte Stähle eingesetzt. Bei großen Wellenquerschnitten kommen Vergütungsstähle zum Einsatz.
Als <u>Wellenwerkstoff</u> werden meistens <span style="color: RED">'''''unlegierte Einsatzstähle'''''</span> verwendet und nur bei sehr großen Durchmessern <span style="color: RED">'''''Vergütungsstahl''</span>'.
Lagerbelastungen eines Gleitlagers im Betrieb sind z.B. Radial- und Axialkräfte, Reibkräfte, Wärme, Drehzahl, Unwucht der Bauteile.
== Verschleiß ==Der <u>Lagerwerkstoff</u> wird je nach Einsatzgebiet ausgesucht. Dazu werden Tabellen (siehe unten) aufgezeigt.
[[BildEs kommen am häufigsten <span style="color:LagerschadenRED">'''''Nichteisenmetall-Legierungen'''''</span> vor, z.B. solche mit Kohle, Graphit und Kupfer, da sie eine sehr gute Gleiteigenschaft haben.jpg]]
Verschiedene Faktoren verursachen mit der Zeit einen LagerschadenHier sehen sie verschiedene Lagerwerkstoffe und eine kurze Beschreibung des Einsatzgebietes.Mögliche Ursachen für Lagerschäden:
- zu hohe/niedrige Drehzahl=== Fragen Allgemeiner Teil ===
- Anlaufschäden
- nichtbeachtung event. Einlaufzeiten
- Stöße/Schwingungen
<div style=== Schadensfrüherkennung ===Einem Lagerschaden gehen bestimmte Symptome vorraus. Bei deren Beachtung kann ein drohender Lagerschaden abgewendet werden."text-align: center;">
- untypische Geräusche während des Betriebes# Nenne die zwei Kriterien wonach man Gleitlager unterscheidet, und die Unterpunkte.# Nenne drei Vorteile von Gleitlagern.# Welche Reibungszustände gibt es?# Welchen Zweck erfüllt der Schmierstoff?# Wofür werden Lagerdichtungen eingebaut?# Bestimme aus dem Tabellenbuch (Roloff Matek) den Lagerwerkstoff für „geringe bis mäßige Belastung, ausreichende Schmierung".</div>
- untypische Schwingungen
- Druckabfall des Schmierstoff
<div style="text- Rückstände im Schmierstoffalign: center;">'''ANTWORTEN:'''[[Bild:Fragen-Algemeiner-Teil.pdf]]</div>
- zu hohe LagertemperaturenHydrodynamische Gleitlager arbeiten nach dem Prinzip der internen Druckerzeugung, durch die Drehfrequenz (Drehzahl n) bildet sich ein tragender Schmierfilm zwischen Welle und Lager. Die Welle dreht sich nun im Mittelpunkt vom Lager.
=== Maßnahmen ===
Durch gewisse Maßnahmen kann man die Symptome eines drohenden Lagerschadens erfassbar machen.
- regelmäßige Wartungen/Inspektionen- Einsatz von Schmierstoffiltern- Sensoren zur Überwachung relevanter Betriebszustände (Temperatur/Schwingungen)== Einsatzgebiete ==Gleitlager werden in den verschiedensten Anwendungsbereichen eingesetzt.Hydrodynamische Gleitlager eignen sich besonders bei hohen Drehzahlen und hohen stoßartigen Belastungen. Sie eignen sich für den Dauerbetrieb da sie verschleißarm sind.Einsatzbereiche:- Getriebe- Verdichter- Haupt- und Pleuellager- ElektomotorenHydrostatische Gleitlager eignen sich nur bei niedrigen Drehzahlen. Sie haben einen geringen Reibungsverlust und eignen sich besonders für den Dauerbetrieb da sie verschleißfrei sind.Einsatzbereiche:- Werkzeugmaschinen- Axiallager mit hoher Belastung- PräzisionslagerTrockenlauf Gleitlager eignen sich für den wartungsarmen oder wartungsfreien Betrieb.Einsatzbereiche:- Haushaltsgeräte- Baumaschinen === schematischer Aufbau eines Schiffswellenlagers Druckverteilung === Ein kombiniertes Lager für hohe Radial- und Axialkräfte in beiden Richtungen ist das Schiffswellenlager. Die Axialkraft wird vom Wellenbund je nach Richtung auf einen der beiden Mehrgleitflächen-Druckringe übertragen, die durch Tellerfedern spielfrei gegen den Bund gedrückt werden. Bei diesem Lager benutzt man die Umlaufschmierung durch eine Pumpe. Das seitlich austretende Öl wird durch Spritzringe und Filzringe abgefangen und aus dem Fangraum durch Rohre in den Sammelraum geführt.[[Bild:Schiffwellenlager.jpg]]Bildquelle: Roloff/Matek Powerpoint Präsentation gllag-01
Text entnommen: Roloff/Matek Lehrbuch Maschinenelemente 17. Auflage Seite 524*Die Druckverteilung hängt stark von der Drehzahl (n) ab*Allgemein ist zu sagen das je größer die Drehzahl, desto größer auch der Druck*Beim Anlaufen durchläuft das hydrodynamische Lager die Fest-, Misch- und Flüssigkeitsreibung und bleibt idealerweise im letzteren
== Dimensionierung ==
[[BildKurze Beschreibung der Bilder:Gleitlager.jpg]]
Radial-GleitlagerBild 1: Die Welle hat keine Bewegung und liegt somit auf der Lagerschale.
Bildquelle [[httpBild 2://wwwDie Drehzahl der Welle ist zu klein und somit reicht der erzeugte Druck des Schmierstoffes nicht aus, um sie in die Mitte der Lagerschale zu drücken.ihs.uni-stuttgart.de/Exkursionen/Exkursion2004/DSCN1903.shtml www.ihs.uni-stuttgart.de]]
Bild 3: Die hohe Drehzahl und die Gewichtskraft F<sub>G</sub> sorgen dafür, dass der Mittelpunkt der Welle nach links unten gedrückt wird.
Bild 4: Die Drehzahl passt genau auf die Gewichtskraft der Welle (Wunschzustand).
Von der Lagergestaltung hängt der im Lager auftretende Schmierfilmdruck p<sub>max</sub> ab. Ein Lager muss in seiner Breite so dimensioniert sein, daß es diesen Druck ohne Gleitflächenverformung aufnehmen kann. Das Breitenverhältnis zwischen Lagerbreite b und Innendurchmesser d<sub>L</sub> beeinflußt die Tragfähigkeit und Erwärmung des Lagers.
Bei Lagern mit hoher Drehzahl und geringer Lagerkraft F wird ein Verhältnis b/d<sub>L</sub>=0,5...1 angestrebt, im umgekehrten Fall wird ein kleiner Verhältniswert verwendet b/d<sub>L</sub><0,5.Lager die ein Breitenverhältnis b/d<sub>L</sub>=>1...1,5 haben, besitzen eine geringere Tragfähigkeit, da sich das Öl in einem breiten Lager länger befindet und somit die Temperatur des Öles steigt. Die Viskosität des Öles nimmt dabei ab. Um die mechanische Beanspruchung der Lagerwerkstoffe zu beurteilen muss man die spezifische Lagerbelastung ermitteln. Die ergibt sich aus der Lagerkraft bezogen auf die Lagerfläche.= Reibungszahl ===
pMit diesem Bild möchte ich die Reibungszahl beim Anlaufen der Welle und beim Lauf mit unterschiedlichen* mittleren Drücken P<sub>L</sub>=F/b*d<sub>L</sub>≤p<sub>L</sub><sub>zul</sub>dynamischen [[Viskosität]]en η (von Schmierstoffen)in Abhängigkeit von der Drehzahl n optisch zeigen.
<div style="text-align: center;">
[[Bild:Ausklinkpunkte2.jpg]]
[[Bild:Belastbarkeit.jpg]]
Einfluss der Lagerbreite auf die Belastbarkeit bei gleichem Lagerspiel
Bei gleicher Lagerbreite kann ein Lager mit geringer Schmierspalthöhe ( Lagerspiel) die Lagerkraft gleichmäßig aufnehmen und besitzt ein deutlich geringeres p<sub>maxn = Drehzahl</subdiv> als ein Lager mit großer Schmierspalthöhe.
== Vergleich Wälz- und Gleitlager ==
Wälzlager haben gegenüber Gleitlagern Beim Anfahren berühren sich die Welle und die Lagerschale. Mit zunehmender Drehzahl wird der Schmierfilm tragfähig und das Gleitlager befindet sich im Übergangsbereich. In diesem Zustand herrscht Mischreibung. Nimmt die Drehfrequenz weiter zu ist der volltragende Bereich erreicht. In diesem Bereich gibt es nur noch Flüssigkeitsreibung. Ein hydrodynamisches Gleitlager kann den Vorteiltragenden Schmierfilm nur aufbauen, daß sie ein geringes Anlaufreibmoment besitzen und einen geringen Schmierstoffverbrauch habenwenn die Welle exzentrisch läuft. Wälzlager sind meist wartungsfreiBei zu hoher Drehfrequenz nähert sich die Welle dem Mittelpunkt der Lagerschale. Nachteilig wirkt Beim Überschreiten einer bestimmten Drehfrequenz dreht sich die hohe Empfindlichkeit gegenüber Erschütterungen Welle zentrisch in der Lagerschale, wenn das geschieht ist die interne Druckerzeugung nicht mehr möglich und Stößen ausder tragende Schmierfilm ist nicht mehr vorhanden. Bei einem direkten Vergleich zu einem Gleitlager (gleiche Baugröße) steht eine deutlich kleinere Fläche zur Übertragung der Kräfte zur verfügungDas Lager wird dann mit hoher Wahrscheinlichkeit zerstört.
Siehe auch [[Wälzlagerungen]]===Einführung Rechnen===
== Berechnung ==Hier habe ich eine sehr übersichtliche Einführung in die zu berechnenden Größen für die hydrodynamische Schmierung. Mit dessen Hilfe können sie die folgende Übungsaufgabe rechnen.
'''Relatives Lagerspiel'''Hier können sie eine Dimensionierung von einem Radiallager rechnerisch Prüfen und somit die Sicherheit für den Einbau und die Verwendung sicherstellen. Ψ=s/d<sub>L</sub>=d<sub>L</sub>-d<sub>w</sub>/d<sub>L</sub>* [[Gleitlager: Lösung]]
'''Sommerfeldzahl''' S<sub>o</sub>=Bei hydrostatischen Gleitlagern muss zuerst ein Schmierfilm zwischen Lager und Welle erzeugt werden. Dies geschieht durch eine externe Pumpe. Das Zwischenmedium wird durch den Lagerspalt zugeführt. Die Pumpe drückt das Zwischenmedium über Einlasskanäle in Schmiertaschen (p<sub>L</sub>*Ψ<sup>2</sup><sub>B</sub>siehe Bild)/. Das Schmiermittel wird zwischen Lager und Welle gepresst und trennt diese durch einen dünnen Schmierfilm. Da wir durch den immer vorhandenen Schmierspalt (η<sub>eff</sub>*ω<sub>eff</sub>)=(F*Ψ<sup>2</sup><sub>B</sub>)/(b*d<sub>L</sub>*η<sub>eff</sub>*ω<sub>eff</sub>s)nur Flüssigkeitsreibung haben, ergibt sich eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer.
'''Rückkühlung des Schmierstoffes''' δ<sub>L</sub>=δ<sub>a</sub>=δ<sub>e</sub>+P<sub>R</sub>/(V*σ*c)niedrige Drehzahlen wo keine hydrodynamische Schmierung entstehen kann
== <u>Quelle</u> ==
'''Schmierstoffdurchsatz'''
'''Förderung durch Eigendrehung''' V<sub>D</sub>=V<sub>D</sub><sub>rel</sub>*d<sup>3</sup><sub>L</sub>*Ψ<sup>3</sup><sub>B</sub>/η<sub>eff</sub>*p<sub>Z</sub>[[Bild:Roloff Matek.jpg|Thumb|60px|left]][[Bild:Roloff MatekFormelsammlung-1.jpg|Thumb|60px|left]][[Bild:Europa Tabellenbuch-1.jpg|Thumb|60px|left]]
'''Belastungskennzahl''' k<sub>1<# Tabellenbuch Metall, 43. Auflage. [http:/sub>=p<sub>L</sub>*h<sup>2<www.europa-lehrmittel.de/sup><sub>0<4dcgi/sub>page?responsePage=/η<sub>eff<html/sub>*u<sub>m</sub>*bindex2.html&0.9606717324196992| Europa Verlag ], ISBN 3-8085-1673-9, € 21,50
Alle Formeln dem Roloff/Matek Lehrbuch und der Formelsammlung entnommen== Übungsaufgabe ==Entnommen Roloff/Matek Lehrbuch Maschinenelemente 17.Auflage Seite 549 Bsp. 15-4 a)[[Bild:Kippsegmente]]Für ein Axiallager mit Kippsegmenten für eine senkrechte Welle sind die Segmentbreite b, Segmentlänge l, Segmentdicke h<sub>seg</sub> und Segmentteilung l<sub>t</sub> zu berechnen.Bekannt ist der Wellenaußendurchmesser d<sub>a</sub>=330mm, der Welleninnendurchmesser d<sub>i</sub>=170mm, der mittlere Durchmesser d<sub>m</sub>=250mm und die Anzahl der Segmente z=10.[[Gleitlager: Lösung]]==Fragen==1) Erkläre das Prinzip der internen Druckerzeugung in einem hydrodynamischen Gleitlager.2) Nenne die 4 Betriebsbereiche eines hydrodynamischen Gleitlagers und beschreibe sie.3) Welche Arten von Kräften wirken auf ein Gleitlager während des Betriebes?4) Welche Aufgaben hat der Schmierstoff?5) Was ist der Unterschied zwischen einem hydrodynamischen und hydrostatischen Gleitlager?6) Nenne einige Faktoren die zu einem Lagerschaden führen können.7) Was unterscheidet sich zwischen einem Wälz- und Gleitlager bei gleicher Baugröße? [[GleitlagerBenutzer: AntwortenPreuß|Preuß]] == Beschaffung ===== Hersteller ===Kolbenschmidthttp12://www.kolbenschmidt.deMurtfeldthttp://www.murtfeldt.de/==Quellen==Roloff/Matek Lehrbuch und Internetseite http://roloff-matek29, 8.deRoloff/Matek TabellenbuchRoloff/Matek FormelsammlungTechniker Handbuch Dez 2007 (Vieweg VerlagCET)
