Tagungsbeitrag

Titel Prüfung und Überwachung dynamisch hoch belasteter hydrodynamischer Radialgleitlager
Autor P. W. Gold, J. Loos, M. Limmer
Infos zum Autor Univ.-Prof. Dr.-Ing. P.W. Gold
E-Mail: gold@ime.rwth-aachen.de

Dr.-Ing. Jörg Loos
E-Mail: loos@ime.rwth-aachen.de

Dipl.-Ing. Martin Limmer
E-Mail: limmer@ime.rwth-aachen.de


Institut für Maschinenelemente und Maschinengestaltung
der RWTH Aachen
Schinkelstr. 10
52062 Aachen
URL: http://www.ime.rwth-aachen.de

Inhalt Zusammenfassung
Bisher gibt es keine geeignete Methode, die Lebensdauer von Radialgleitlagern und die Sicherheit gegen dynamische Überlastung exakt vorherzusagen. Die Schwächen bisheriger Lebensdauerkonzepte beruhen auf der Anwendung unterschiedlicher Festigkeitshypothesen und Kennwerte aus Versuchen mit Werkstoffproben. Dabei wurde die Übertragbarkeit der gewonnenen Ergebnisse auf die Praxis sowie deren Aussagesicherheit nicht anhand von Gleitlagerversuchen verifiziert. Um genauere Erkenntnisse über Schadensmechanismen zu gewinnen, und daraus eine präzisere Dimensionierungsgrundlage für Gleitlager zu entwickeln, sind Gleitlagerermüdungsversuche an realen Gleitlagern unter betriebsähnlichen Belastungen erforderlich. Hierfür wurden am Institut für Maschinenelemente und Maschinengestaltung der RWTH Aachen mehrere Konzepte für einen Gleitlager-Ermüdungsprüfstand entwickelt und auf ihre Durchführbarkeit überprüft. An einem modifizierten Prüfstand wurden bereits Prüflager betriebsnah unter dynamischer Last ermüdet. Dabei wurden Partikelgehalt-, Prüflagertemperatur- sowie Reibmomentmessungen durchgeführt, um einen Gleitlagerermüdungsschaden frühzeitig dedektieren zu können.

Abstract

Aims of the current study are the analysis of the damage mechanism of journal bearings, derivation of characteristic values for their strength calculation based on material testing samples and development of a design guideline for journal bearing dimensioning that allows a safety assessment against dynamic overload. This would make forecasting of their lifetime possible. The weakness of existing material strength models is that transferability into praxis has not been verified through journal bearing fatigue testing. Doing such tests is, however, essential to validate hypotheses made.

A test rig has been developed at the Institute for Machine Elements and Machine Design (IME) at RWTH Aachen University to characterize dynamic properties and fatigue behaviour of journal bearings. For the investigation a sinusoidal dynamic load is used. It is generated by a hydraulic cylinder shaker system. The rig is set to test bearings with 70 mm bore diameter at speeds up to 2800 rpm and dynamic loads up to 30 N/mm2. Measurement of the temperature underneath the sliding layer can be done in the area with the highest stress. Also the test rig allows the measurement of frictional torque of the journal bearings. Furthermore, the particle size in the test oil is monitored to detect the fatigue start point.

The study shows fatigued journal bearings made of the alloys, TEGOSTAR, TEGO V, TEGOTENAX and IWK K. Expected Correlation between temperature, frictional torque, size and number of particles in the test oil has to be proved in further tests.
Datum 2007