Gleitlager: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 14. Januar 2006, 13:16 Uhr

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Fertigstellung bis zum 28. November 2005

Aufbau

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 der Welle drehender Laufring auf einem feststehenden Lagerring beim Axiallager.

Radiallager

Datei:Axiallager.jpg Axiallager

Kräfte

Belastungsarten

Lagerbelastungen eines Gleitlagers im Betrieb sind z.B. Radial- und Axialkräfte, Reibkräfte, Wärme, Drehzahl, Unwucht der Bauteile.

Schmierung

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).

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.

Eigenschaften flüssigkeitsgeschmierter Gleitlager

Der Schmierfilm wirkt Schwingungs-, Stoß- und Geräuschdämpfend. Es unterligt keiner Drehzahlbegrenzung und ist konstruktiv sehr anpassungsfähig, da es eine geringe radiale Bauhöhe besitzt.

Hydrodynamische Gleitlager

Die Aufgabe eines hydrodynamischen Gleitlagers ist das Reduzieren der Reibung, dies ist aber nur möglich, wenn zwischen Welle und Lager keine Berührung erfolgt. 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.

Hydrostatische Gleitlager

Bei einem hydrostatischen Gleitlager muss vor dem Anlaufen ein Schmierfilm zwischen Lager und Welle vorhanden sein. Dies wird durch eine Pumpe realisiert. 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.

Einsatzgebiet

Verwendung

Gleitlager werden in den verschiedensten Anwendungsbereichen eingesetzt.

- Turbinen

- Turbolader

- Getriebe

- Kompressoren

- Pumpen

- Werkzeugmaschinen

usw.

Verschleiß

Verschiedene Faktoren verursachen mit der Zeit einen Lagerschaden. Mögliche Ursachen für Lagerschäden:

- Schmutz

- Ölmangel

- falsches Schmiermittel

- zu hohe/niedrige Drehzahl

- Anlaufschäden

- nichtbeachtung event. Einlaufzeiten

- Stöße/Schwingungen

Schadensfrüherkennung

Einem Lagerschaden gehen bestimmte Symptome vorraus. Bei deren Beachtung kann ein drohender Lagerschaden abgewendet werden.

- untypische Geräusche während des Betriebes

- untypische Schwingungen

- Druckabfall des Schmierstoff

- Rückstände im Schmierstoff

- Spiel

- zu hohe Lagertemperaturen

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)

Werkstoffe

Gleitlager werden aus den verschiedensten Werkstoffen hergestellt, je nach Einsatzgebiet und Anforderungen wird der richtige Werkstoff ausgewählt.

Werkstoffe: - Kunststoffe z.B. Polyethylen,Polyamid

- Metalle

- Sintermaterialien

- Keramik z.B. Silizium-carbid

Beschaffung

Hersteller

Kolbenschmidt http://www.kolbenschmidt.de

Murtfeldt http://www.murtfeldt.de/

Berechnung

Berechnung Radiallager im stationären Betrieb

1. Betriebskennwerte

das relative Lagerspiel
Ψ = (dL - dW) / dL

die relative Exzentrizität
ε = e / (0.5 * s)

Sommerfeldzahl
So = pL * Ψ2B / ηeff *  ωeff

2. Wärmebilanz

natürliche Kühlung

θm = θU + PR / α * AG

--Lehmann 10:07, 5. Nov 2005 (CET)