| Titel | Steigerung der Energieeffizienz von stationären hydrodynamischen Gleitlagern durch aktive Regelung des Schmiermitteldurchflusses und Condition Monitoring mittels Körperschallanalyse |
| Autor | A. Albers, H. T. Nguyen, W. Burger |
| Infos zum Autor | Karlsruher Institut für Technologie, KIT Institut für Produktentwicklung, IPEK Kaiserstraße 12 76131 Karlsruhe Tel.: (0721) 608-42371 Fax: (0721) 608-46051 Email: albert.albers@kit.edu |
| Inhalt | Zusammenfassung Der derzeitige Stand der Technik zur Auslegung von hydrodynamischen Gleitlagern besteht in der permanenten Überversorgung des Lagers mit Schmiermittel. Dies führt zu erheblichen Energieverlusten in Form von Reibung, da das Lager nicht im optimalen Betriebspunkt läuft. In dem vorgestellten Forschungsprojekt wird durch den Einsatz eines hochsensiblen Breitbandsensors die Detektion von Anstreifvorgängen, wie sie z.B. beim Übergang von Flüssigkeits- zur Mischreibung im Gleitlager auftreten, ermöglicht. Bisherige eigene Untersuchungen zeigen, dass die Körperschallanalyse in dieser Anwendung zuverlässig arbeitet und deutlich schneller reagiert als andere Verfahren wie etwa die Überwachung der Lagerrückentemperatur. Bisher fehlt eine zuverlässige und günstige Messtechnik, mit deren Hilfe man den aktuellen Schmierungszustand eines hydrodynamischen Gleitlagers sicher erfassen und damit das für den Betrieb gerade notwendige Schmiermittelangebot permanent bereitstellen kann. Durch die Echtzeit-Überwachung mittels Schallemissionsanalyse verbunden mit einem Regelventil zur kontinuierlichen und bedarfsgesteuerten Einstellung des Schmiermittelstroms soll die Schmiermittelversorgung des Lagers optimiert und die Verlustleistung minimiert werden. Gleichzeitig wird die Betriebssicherheit durch die kontinuierliche Überwachung erhöht. Neben der direkten Reibungsreduktion am Gleitlager wird ebenfalls elektrische Energie in den Peripheriegeräten, z.B. durch geringere Leistungen der Schmiermittelpumpe eingespart. Abstract State of the art of hydrodynamic journal bearing lubrication is realized by a significant oversupply with lubricant, causing energy losses due to fluid film friction in the unloaded areas of the bearing. Reducing the lubricant flow however may lead to overheating or collapse of the load carrying fluid film, both resulting in a complete failure of the journal bearing. A new approach to safely reduce the lubricant flow is presented in this paper, by using a broadband piezoelectric acoustic emission sensor to detect ultrasonic structure-borne noise, usually caused by metal-to-metal contact at boundary conditions. The method of structure-borne noise analysis has proven to be reliable for detecting the occurrence of solid friction. By combining structure-borne noise analysis with a closed loop control of a proportional flow control valve a condition dependent lubricant flow can be set. Thus lubricant friction in the bearing is reduced and additionally electrical energy in the peripheral devices, such as pumps can be saved. |
| Datum | 2011 |
