Ziel der Arbeit ist die verbesserte Prädiktion des Schwingungsverhaltens eines Rotor-Lager-Systems mit Gleitlagern bei Nutzung einer gemeinsamen Ringnut zur Schmierstoffversorgung. Hierzu werden experimentelle Schwingungsuntersuchungen an einem Rotor durchgeführt und die Ergebnisse mit einer Simulation des Rotor-Lager-Systems verglichen. Um diese Untersuchungen durchzuführen, wird ein Rotordynamikprüfstand aufgebaut und dessen Validität zur Untersuchung des Rotor-Lager-Systems überprüft. Es wird gezeigt, dass ein Quetschöldämpfer bei Nutzung von Fest- und Kippsegmentlagern am untersuchten Rotor-Lager-System wesentlich zur Reduktion von Schwingungen beiträgt. Anhand des Kippsegmentlagers wird der Einfluss einer seitlichen Dichtung des Quetschöldämpfers in den Experimenten dargestellt. Darüber hinaus wird der Einfluss der Schmierstoffbedingungen bewertet. Anschließend werden unter Berücksichtigung von Massenträgheit die dynamischen Koeffizienten des Quetschöldämpfers sowie das Schwingungsverhalten des Rotor-Lager-Systems berechnet und mit den Experimenten abgeglichen. Auf Basis dieser Ergebnisse wird die Berechnung der dynamischen Koeffizienten mit Betrachtung einer dynamisch wirksamen Ringnuthöhe anhand des aktuellen Forschungsstandes erweitert und deren Auswirkung auf das Schwingungsverhalten des Rotors überprüft. Hierbei führt die Berücksichtigung der dynamisch wirksamen Ringspalthöhe zu einer signifikanten Verbesserung der Rechenergebnisse gegenüber konventionellen zweidimensionalen Rechenmethoden. Auf diese Weise wird erstmalig der Effekt einer dynamisch wirksamen Ringnuthöhe in einem praxisrelevanten Umfeld bestätigt und somit eine Methode zur verbesserten Vorhersage des Quetschöldämpferverhaltens mit zentraler Ringnut aufgezeigt.
Aktualisiert: 2023-06-26
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Ziel der Arbeit ist die verbesserte Prädiktion des Schwingungsverhaltens eines Rotor-Lager-Systems mit Gleitlagern bei Nutzung einer gemeinsamen Ringnut zur Schmierstoffversorgung. Hierzu werden experimentelle Schwingungsuntersuchungen an einem Rotor durchgeführt und die Ergebnisse mit einer Simulation des Rotor-Lager-Systems verglichen. Um diese Untersuchungen durchzuführen, wird ein Rotordynamikprüfstand aufgebaut und dessen Validität zur Untersuchung des Rotor-Lager-Systems überprüft. Es wird gezeigt, dass ein Quetschöldämpfer bei Nutzung von Fest- und Kippsegmentlagern am untersuchten Rotor-Lager-System wesentlich zur Reduktion von Schwingungen beiträgt. Anhand des Kippsegmentlagers wird der Einfluss einer seitlichen Dichtung des Quetschöldämpfers in den Experimenten dargestellt. Darüber hinaus wird der Einfluss der Schmierstoffbedingungen bewertet. Anschließend werden unter Berücksichtigung von Massenträgheit die dynamischen Koeffizienten des Quetschöldämpfers sowie das Schwingungsverhalten des Rotor-Lager-Systems berechnet und mit den Experimenten abgeglichen. Auf Basis dieser Ergebnisse wird die Berechnung der dynamischen Koeffizienten mit Betrachtung einer dynamisch wirksamen Ringnuthöhe anhand des aktuellen Forschungsstandes erweitert und deren Auswirkung auf das Schwingungsverhalten des Rotors überprüft. Hierbei führt die Berücksichtigung der dynamisch wirksamen Ringspalthöhe zu einer signifikanten Verbesserung der Rechenergebnisse gegenüber konventionellen zweidimensionalen Rechenmethoden. Auf diese Weise wird erstmalig der Effekt einer dynamisch wirksamen Ringnuthöhe in einem praxisrelevanten Umfeld bestätigt und somit eine Methode zur verbesserten Vorhersage des Quetschöldämpferverhaltens mit zentraler Ringnut aufgezeigt.
Aktualisiert: 2023-06-26
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Ziel der Arbeit ist die verbesserte Prädiktion des Schwingungsverhaltens eines Rotor-Lager-Systems mit Gleitlagern bei Nutzung einer gemeinsamen Ringnut zur Schmierstoffversorgung. Hierzu werden experimentelle Schwingungsuntersuchungen an einem Rotor durchgeführt und die Ergebnisse mit einer Simulation des Rotor-Lager-Systems verglichen. Um diese Untersuchungen durchzuführen, wird ein Rotordynamikprüfstand aufgebaut und dessen Validität zur Untersuchung des Rotor-Lager-Systems überprüft. Es wird gezeigt, dass ein Quetschöldämpfer bei Nutzung von Fest- und Kippsegmentlagern am untersuchten Rotor-Lager-System wesentlich zur Reduktion von Schwingungen beiträgt. Anhand des Kippsegmentlagers wird der Einfluss einer seitlichen Dichtung des Quetschöldämpfers in den Experimenten dargestellt. Darüber hinaus wird der Einfluss der Schmierstoffbedingungen bewertet. Anschließend werden unter Berücksichtigung von Massenträgheit die dynamischen Koeffizienten des Quetschöldämpfers sowie das Schwingungsverhalten des Rotor-Lager-Systems berechnet und mit den Experimenten abgeglichen. Auf Basis dieser Ergebnisse wird die Berechnung der dynamischen Koeffizienten mit Betrachtung einer dynamisch wirksamen Ringnuthöhe anhand des aktuellen Forschungsstandes erweitert und deren Auswirkung auf das Schwingungsverhalten des Rotors überprüft. Hierbei führt die Berücksichtigung der dynamisch wirksamen Ringspalthöhe zu einer signifikanten Verbesserung der Rechenergebnisse gegenüber konventionellen zweidimensionalen Rechenmethoden. Auf diese Weise wird erstmalig der Effekt einer dynamisch wirksamen Ringnuthöhe in einem praxisrelevanten Umfeld bestätigt und somit eine Methode zur verbesserten Vorhersage des Quetschöldämpferverhaltens mit zentraler Ringnut aufgezeigt.
Aktualisiert: 2023-06-26
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Ziel der Arbeit ist die verbesserte Prädiktion des Schwingungsverhaltens eines Rotor-Lager-Systems mit Gleitlagern bei Nutzung einer gemeinsamen Ringnut zur Schmierstoffversorgung. Hierzu werden experimentelle Schwingungsuntersuchungen an einem Rotor durchgeführt und die Ergebnisse mit einer Simulation des Rotor-Lager-Systems verglichen. Um diese Untersuchungen durchzuführen, wird ein Rotordynamikprüfstand aufgebaut und dessen Validität zur Untersuchung des Rotor-Lager-Systems überprüft. Es wird gezeigt, dass ein Quetschöldämpfer bei Nutzung von Fest- und Kippsegmentlagern am untersuchten Rotor-Lager-System wesentlich zur Reduktion von Schwingungen beiträgt. Anhand des Kippsegmentlagers wird der Einfluss einer seitlichen Dichtung des Quetschöldämpfers in den Experimenten dargestellt. Darüber hinaus wird der Einfluss der Schmierstoffbedingungen bewertet. Anschließend werden unter Berücksichtigung von Massenträgheit die dynamischen Koeffizienten des Quetschöldämpfers sowie das Schwingungsverhalten des Rotor-Lager-Systems berechnet und mit den Experimenten abgeglichen. Auf Basis dieser Ergebnisse wird die Berechnung der dynamischen Koeffizienten mit Betrachtung einer dynamisch wirksamen Ringnuthöhe anhand des aktuellen Forschungsstandes erweitert und deren Auswirkung auf das Schwingungsverhalten des Rotors überprüft. Hierbei führt die Berücksichtigung der dynamisch wirksamen Ringspalthöhe zu einer signifikanten Verbesserung der Rechenergebnisse gegenüber konventionellen zweidimensionalen Rechenmethoden. Auf diese Weise wird erstmalig der Effekt einer dynamisch wirksamen Ringnuthöhe in einem praxisrelevanten Umfeld bestätigt und somit eine Methode zur verbesserten Vorhersage des Quetschöldämpferverhaltens mit zentraler Ringnut aufgezeigt.
Aktualisiert: 2023-06-26
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Gleitgelagerte, vertikale Maschinen stellen aufgrund der spezifischen Schmierfilmeigenschaften ein nichtlineares Schwingungssystem dar. Im Gegensatz zum Großteil der horizontalen Maschinen existiert in den Führungslagern vertikaler Rotoren keine definierte statische Gleichgewichtslage infolge einer Gewichtskraft. Da die durch Unwuchten oder andere Zwangsanregungen hervorgerufenen dynamischen Kräfte, gegenüber den statischen Kräften meist überwiegen, besitzt das Systemverhalten eine Abhängigkeit vom Betrag der anregenden Kraft.
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung und Verifikation von Berechnungsmodellen und algorithmen für die Analyse des Schwingungsverhaltens von Maschinen mit vertikalem Rotor. Hierfür werden systematisch Variationsrechnungen am nichtlinearen System mit unterschiedlicher Modelltiefe durchgeführt. Die Beschreibung der Schmierspaltströmung erfolgt mit der numerischen Lösung einer verallgemeinerten Reynolds’schen Differenzialgleichung.
Als wesentliche Einflussgrößen auf das nichtlineare Resonanzverhalten haben sich die Verhältnisse von statischer zu dynamischer Last, sowie Lagersteifigkeit zu Abstützungssteifigkeit herausgestellt. Darüber hinaus können beim Kippsegmentlager Staudruckeffekte am Segmentbeginn und mechanische Segmentaufbiegungen einen signifikanten Einfluss auf das Resonanzverhalten besitzen.
Zur quantitativen Beurteilung des Gültigkeitsbereiches linearer dynamischer Beschreibungen der Lagereigenschaften wird eine Störungsrechnung höherer Ordnung angewendet. Die Störungsrechnung führt auf ein nichtlineares Kraftgesetz für die Beschreibung der Schmierfilmrückstellkräfte. Dies ermöglicht die Verifizierung einer linearen Rotordynamikanalyse ohne die explizite Durchführung einer nichtlinearen Berechnung.
Aktualisiert: 2020-07-01
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