Fliehkraftinvariante Gestaltung eines Hochfrequenz-Spiralrillenlagers
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Ralf Dupont
Kurzfassung
Hoch- und höchstdrehende Lagerungen im Maschinenbau verdanken ihre Betriebssicherheit auf Grund der mit der Drehzahl steigenden Fliehkraftbelastungen bis dato dem Fortschritt in der Materialforschung sowie der Verkleinerung der Flugbahnen ihrer rotierenden Massen. Trotz dieser Problematik existieren bisher noch keine Auslegungen, die eine zumindest hohe Invarianz der Drehzahl und somit auch der Fliehkraft ausreichend berücksichtigen oder gar garantieren. Verzerrungen der Lagergeometrien und niedrige Drehzahlgrenzen sind die Folge. In vorliegender Arbeit wird die analytische und iterative Gestaltung eines fliehkraftinvarianten, gasgeschmierten Spiralrillenlagers in Kegelbauform behandelt, das – unabhängig von der momentanen Drehzahl – seine Lagerspaltgeometrien eigenständig erhält.
Abstract
High-speed and very high-speed bearings in mechanical engineering up until now owe their reliability, in view of increasing centrifugal forces with speed, to advances in material research and reductions in size of the tracks of their rotating masses. Despite these problems, there have so far been no designs that allow for or even guarantee at least a high degree of invariability in relation to speed and thus centrifugal force. Distortion of bearing geometries and low speed limits are the consequence. This article examines the analytical and iterative designing of a gas-lubricated spiral-groove bearing of conical type that is centrifugal force invariant irrespective of momentary speed and independently retains its bearing gap geometry.
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