Einfluss der thermomechanischen Deformationen auf das Betriebsverhalten beschichteter Axialgleitlager

Die vorliegende Arbeit stellt einen Beitrag zur numerischen Analyse des thermoelastohydrodynamischen Verhaltens von Axialgleitlagern dar und befasst sich mit dem Einfluss der Deformationen beschichteter Segmente auf das Betriebsverhalten des Gesamtlagers. Im Fokus liegt der Vergleich des Verformungsverhaltens von Kippsegmenten mit Weißmetallbeschichtungen im Vergleich zu polymerbeschichteten und ihrer Rückwirkung auf den hydrodynamischen Schmierfilm, der für die Lagerkennwerte wie den maximalen Schmierfilmdruck und die maximale Laufflächentemperatur sowie für die minimale Schmierfilmhöhe bestimmend ist. Für die detaillierte Analyse der Eigenschaften von Axialgleitlagern mit beschichteten Laufflächen unter extremen Betriebsbedingungen wurde im Rahmen der Arbeit das Gleitlagerberechnungsprogramm COMBROS A weiterentwickelt. Im Vordergrund stand dabei die Verbesserung der Approximation der Segmentdeformationen. Mit einem komplexen Gesamtmodell wurden der Einfluss der Laufschichtdicken von Weißmetall, PEEK und PTFE untersucht. Dabei zeigt sich, dass zu hohe Laufschichtdicken bei Polymeren zu einer Abnahme der minimalen Schmierfilmhöhe und somit faktisch zunächst einmal zu einer Abnahme der Betriebssicherheit führen. In Bezug auf die Lagergröße lässt sich feststellen, dass Lager mit Weißmetall beschichteten Segmenten mit zunehmender Größe und Belastung mehr zur Aufbiegung neigen und infolgedessen die Druckbelastung wächst. Dem gegenüber zeigen polymerbeschichtete Segmente bei sehr großen Belastungen mit zunehmender Lagergröße ein günstigeres Tragverhalten in Bezug auf die maximale Druckbelastung.