Statisches und dynamisches Lagerverhalten von Innenzahnradmaschinen
Aufgabe/Zielsetzung
Innenzahnradpumpen und -motoren sind aufgrund ihrer einfachen Bauweise, geringen Geräuschentwicklung und kompakten Bauform in allen Bereichen des Maschinenbaus weit verbreitet. Vor allem der zunehmende Betrieb in drehzahlgeregelten hydraulischen Antrieben und damit verbundene Quadratenwechsel führen dazu, dass das statische und dynamische Verhalten der Gleitlagerung genau beurteilt werden muss. Instationären
numerischen Simulationen (CFD) der hydrodynamisch hydrostatischen Gleitlager sind deutlich zu rechenintensiv und klassische analytische Verfahren nach Sommerfeld
bilden das Lagerverhalten nur statisch und zudem zu ungenau ab .
Lösungsweg
Ausgehend von Spaltmessungen mit Wirbelstromsensoren wurde das statische und
dynamische Verhalten der Lagerung analysiert. Für die Berechnung und Analyse des Betriebsverhaltens der Lagerung wurde die für Radiallager seit langem bekannte Moblity-Methode auf die Spezifika von Innenzahnradeinheiten adaptiert. Weiterhin werden hydrodynamischer Druckaufbau mit einem Finite-Differenzen-Verfahren und hydrostatischer Druckaufbau analytisch berechnet. Damit können statische und dynamische Analysen der Lagerung von Innenzahnradeinheiten innerhalb von Minuten durchgeführt werden, während die Rechenzeit vergleichbarer CFD-Simulationen jenseits aller akzeptablen Grenzen liegt.
Vergleich experimenteller und mit erweiterter Mobility-Methode simuliertem stationären Lagerverhalten
Die Arbeit wurde ermöglicht durch ein Stipendium des vietnamesischen Bildungsministeriums im Rahmen des „Vietnam International Education Development“ (VIED).