Analyse der nichtlinearen Wälzlagerdynamik bei transientem Betrieb in Abhängigkeit der Reib- und Beschleunigungsparameter

Im Rahmen der Konzipierung wälzgelagerter Rotorsysteme kommt der Auslegung der Lager eine steigende Bedeutung zu. Gerade unter Berücksichtigung nichtlinearer Effekte wie dem lastabhängigen Wechsel von Wälzen und Gleiten entstehen zum einen Schwingungsanregungen, die sowohl, aufgrund thermischer und mechanischer Belastungen, die Lebensdauer des Systems verringern als auch für unerwünschte Schallemissionen sorgen. Unter Nutzung von Mehrkörpermodellen können die mechanischen Interaktionen detaillierter abgebildet werden, wobei infolge der allgemeinen nichtlinearen Beschreibung im Gegensatz zu quasistationären Ansätzen auch dynamische Effekte im transienten Betrieb untersucht werden können.
Ziel des Projektes ist die Analyse eines vorgespannten Schrägkugellagers bzgl. des Schlupfes der Wälzkörper sowie der Belastungen des Lagerkäfigs. Dabei steht vor allem der Einfluss des Schmiermittels und damit der Reib- sowie der Beschleunigungsparameter während des transienten Betriebs im Fokus. Auf Basis der durchgeführten Untersuchungen sollen vorteilhafte Kombinationen abgeleitet werden, die zum einen eine schlupfbedingte Erwärmung des Wälzlagers auch bei hohen Beschleunigungen verhindern, zum anderen eine Belastung des Lagerkäfigs unterhalb der Versagensgrenze realisieren.
Aus der Analyse der internen Wirkzusammenhänge im Wälzlager kann eine Verbesserung des Kenntnisstands abgeleitet werden, die auch für andere Anwendungen eine genauere Prädiktion des nichtlinearen Schwingungsverhaltens und der damit einhergehenden Effekte ermöglicht.