Untersuchung der dreidimensionalen Strömung in Radialgleitlagern (PDF)

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der Strömung in Verbindung mit der Dampfbildung in Radialgleitlagern unter Verwendung der numerischen Simulation. Neben den Schadensursachen wie Korrosion, Reibverschleiss oder mechanische Überbelastung
kann das Radialgleitlager massiv durch Kavitation geschädigt werden. Die Kavitation ist massgeblich von den belastungsabhängigen Strömungsverhältnissen und den Eigenschaften der Schmierflüssigkeit bestimmt. Somit kommt der numerischen Analyse der Strömungsverhältnisse in Radialgleitlagern und insbesondere in deren Ölversorgungen, wie der Ölnut und der Zuführbohrung, eine enorme Bedeutung zu. Da derzeit die Strömungsberechnungen nur mittels 2D-Methoden erfolgen, ist die Kavitationsentstehung in den 3D-Bereichen der Radialgleitlager nicht vollständig verstanden. In der vorliegenden Arbeit werden Methoden vorgestellt, die effektive 2D-Methoden mit 3D-CFD Methoden koppeln. Die Validierung der numerischen Simulation erfolgt in mehreren Schritten anhand von analytischen Berechnungen, Literaturdaten und experimentellen Strömungsmessungen aus einem Gleitlager-Strömungsprüfstand. Die neuen Methoden werden abschliessend auf ein Radialgleitlager angewendet, um die Aussagefähigkeit der 3D-Simulation an realen Lagergeometrien zu erproben. Bei den Untersuchungen zeigen sich dreidimensionale Strömungsstrukturen und kavitationsgefährdende Dampfanteile im Radialgleitlager. Die 3D-Simulation trägt zu einem wesentlichen Erkenntnisgewinn gegenüber den 2D-Methoden bei.