Experimentelle Untersuchungen des dynamischen Verhaltens von Gasfolienlagern und dessen konstruktive Beeinﬂussbarkeit - Lagerparameter

Kayo, Cedric

Experimentelle Untersuchungen des dynamischen Verhaltens von Gasfolienlagern und dessen konstruktive Beeinﬂussbarkeit - Lagerparameter

dc.contributor.author	Kayo, Cedric
dc.contributor.other	Liebich, Robert
dc.date.accessioned	2019-10-15T10:20:30Z
dc.date.available	2019-10-15T10:20:30Z
dc.date.issued	2019-10-10
dc.description.abstract	Beim Bau von kleinen und leichten Turbomaschinen wie zum Beispiel Turboladern oder Kleingasturbinen können als alternative Lagerform auch Gaslager eingesetzt werden. Insbesondere bei sehr hohen Drehzahlen und hohen Prozesstemperaturen eignet sich diese spezielle Gleitlagerform, die Gase anstatt Öle als Schmierstoff verwendet. Der Entfall eines konventionellen Schmiersystems spart Gewicht, Wartung und Kosten und vermeidet eine Kontamination von Prozessmedien durch Schmierstoffe. Eine gesonderte Form stellen die Gasfolienlager (Gas-Foil-Bearing, kurz GFB) dar. GFBs minimieren mit Hilfe ihrer elastischen Struktur einige der wesentlichen Nachteile konventioneller Gaslager. Die elastische Struktur von GFBs erzeugt zusätzliche Reibung und Dämpfung und verbessert damit Stabilitätseigenschaften. Gleichzeitig lässt sich die Tragfähigkeit erhöhen. Eine der Hauptaufgaben bei der Optimierung der dynamischen Lagereigenschaften von GFBs ist die Minimierung der im Betrieb auftretenden großen, subharmonischen Schwingungen. Bei Übereinstimmung der subharmonischen Whirl-Frequenzen mit einer Systemeigenfrequenz kann es zu einem plötzlichen Anstieg der subharmonischen Amplituden kommen, die oft zu Schäden führen. Konstruktive Maßnahmen zur Schwingungsreduktion von GFBs, die zu einer Erhöhung der Dämpfung und Steifigkeit führen, existieren bereits. Dazu gehören unter anderen auch sogenannte Shims. Diverse eigene und externe Voruntersuchungen haben gezeigt, dass durch diese Maßnahmen das Einsetzen der subharmonischen Anteile und damit die Schwingungsamplituden beeinflusst werden. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass konservative Vorhersagen des Beginns der Whirl-Schwingungen auf der Basis von numerischen Simulationen getroffen werden können, die für eine Auslegung von Rotoren mit GFB-Lagerung sehr wichtig ist. Eine experimentelle Validierung dieser numerischen Simulationen fehlt allerdings. Im beantragten Projekt soll eine systematische, experimentelle Ermittlung der für die Abschätzung der Whirl-Frequenz erforderlichen linearisierten Lagerparameter unterschiedlicher GFB-Arten durchgeführt werden. Damit erfolgt eine Validierung eines Modells zur numerischen Parameterbestimmung. Dieses valide Modell soll für weitere rotordynamische Untersuchungen und numerische Stabilitätsanalysen, und -optimierungen verwendet werden. Im weiteren Verlauf des Projekts wird ein rotordynamischer Prüfstand gebaut, mit dem insbesondere das nichtlineare Schwingungsverhalten eines Rotors in GFB-Lagern systematisch untersucht werden kann. Die Experimente sollen Aufschluss über die Grenzdrehzahlen bei der subharmonische Schwingungen einsetzen als auch über die Wirksamkeit der konstruktiven Maßnahmen wie zum Beispiel von Shims geben. Die Ergebnisse werden eine qualitativ hochwertige Datenlage für die Auslegung und Erforschung von verschiedenen Typen von GFBs liefern und zukünftigen Simulationen von Gesamtmodellen (Gehäuse-Lager-Rotor) zur Verifikation und Validierung dienen.	de
dc.description.sponsorship	DFG, 279555280, Experimentelle Untersuchungen des dynamischen Verhaltens von Gasfolienlagern und dessen konstruktive Beeinflussbarkeit	en
dc.identifier.uri	https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/10104
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-9092
dc.language.iso	de	en
dc.relation.references	http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-9093	en
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/	en
dc.subject.ddc	620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten	de
dc.subject.ddc	600 Technik, Technologie	de
dc.subject.ddc	629 Andere Fachrichtungen der Ingenieurwissenschaften	de
dc.subject.other	Gasfolienlager	de
dc.subject.other	Luftlager	de
dc.subject.other	Rotordynamik	de
dc.subject.other	Lagerparameter	de
dc.subject.other	Lagersteifigkeit	de
dc.subject.other	Lagerdämpfung	en
dc.title	Experimentelle Untersuchungen des dynamischen Verhaltens von Gasfolienlagern und dessen konstruktive Beeinﬂussbarkeit - Lagerparameter	de
dc.type	Generic Research Data	en
tub.accessrights.dnb	free	*
tub.affiliation	Fak. 5 Verkehrs- und Maschinensysteme::Inst. Maschinenkonstruktion und Systemtechnik::FG Konstruktion und Produktzuverlässigkeit	de
tub.affiliation.faculty	Fak. 5 Verkehrs- und Maschinensysteme	de
tub.affiliation.group	FG Konstruktion und Produktzuverlässigkeit	de
tub.affiliation.institute	Inst. Maschinenkonstruktion und Systemtechnik	de