TU BRAUNSCHWEIG

Aerodynamische Folienlager für die ölfreie Lagerung schnell laufender Rotoren

Gefördert durch die FVV (Forschungsvereinigung Verbrennungsmaschinen e.V.)


 

 

Für die Lagerung schnell laufender (leichter) Rotoren (z.B. von Verdichtern, Kühlturbinen, Kleingasturbinen, Abgasturboladern) eignen sich aerodynamische Radial- bzw. Axiallager wegen ihrer relativ geringen Energiedissipation und ihrer Umweltverträglichkeit sehr gut.

Folienlager stehen hierbei im Mittelpunkt des Interesses, da diese für schwierige Betriebsbedingungen wie hohe Geschwindigkeiten und extreme (hohe oder niedrige) Temperaturen gegenüber anderen Lagerarten wesentliche Vorteile bieten:

  • Durch die Schmierung mit dem Gasmedium entfallen bei den aerodynamischen Gleitlagern der apparative Aufwand für die Schmiermittelversorgung und die zugehörigen Dichtungen.
  • Aerodynamische Gleitlager und speziell Folienlager sind im Vergleich zu den aktiven Magnetlagern mit der apparativ aufwändigen Spaltregelung deutlich kostengünstiger.
  • Aerodynamische Gleitlager zeichnen sich im stationären Betrieb (aufgrund der geringen Viskosität des Schmiermediums) durch eine sehr niedrige Verlustleistung aus. Eine adaptive Lagerschalenstruktur - wie sie bei den Folienlagern gegeben ist – kompensiert die drehzahl- und thermisch bedingte Spaltänderung im Lager. Diese Lagerstruktur besitzt neben der Elastizität meist auch ein hohes Dämpfungsvermögen und ermöglicht so den Betrieb bei sehr hohen Drehzahlen (hohe Stabilitätsgrenze, relativ geringe Rotoramplituden).

Die Forschungsaufgabe besteht zurzeit darin, die vorhandenen Berechnungsgrundlagen weiter zu entwickeln, so dass sich die Folienlager (und andere aerodynamische Federlager) auch für extreme Betriebsbedingungen (sehr hohe Drehzahlen, hohe Temperaturen, betriebsbedingte Lastschwankungen, häufige An- und Abfahrvorgänge) betriebssicher und zuverlässig auslegen lassen. Die Auslegung zielt unter anderem auf möglichst hohe Laufruhe (geringe Rotor- bzw. Zapfenamplituden) und hohe Lagerlebensdauer ab. Als ein Ergebnis der Forschungsaufgabe entstehen auch Konstruktionsrichtlinien für ein optimales Design dieser Lager.

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Henning Schlums

M. Sc. Hossein Sadri



  aktualisiert am 02.09.2014
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