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Springer Vieweg - Maschinenbau - Roloff Matek | Roloff Matek Maschinenelemente Journals, Academic Books & Online Media

Fragen zum Kapitel 15

Frage 15.1 

Die möglichen Reibungszustände eines Gleitlagers sind zu nennen. Welcher Reibungszustand wird bei Gleitlagerungen während der Betriebs angestrebt - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 15.1.3 und 24.3.

Antwort zur Frage 15.1 

Die bei Gleitlagern zu unterscheidenden Reibungszustände sind Trocken-, Grenz-, Misch- und Flüssigkeitsreibung. - Während des Betriebs wird der Zustand der Flüssigkeitsreibung angestrebt, d.h. das Lager läuft praktisch verschleißfrei.

Frage 15.2 

Wie ändert sich bei einem hydrodynamisch arbeitenden Radialgleitlager die Rei-bungszahl mit der Wellendrehzahl, wenn die Lagertemperatur konstant bleibt. - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 15.3.2 mit Bild 15-17.

Antwort zur Frage 15.2 

Die Reibungszahl µ hat ihren Größtwert (evtl. Haftreibung) bei der Drehzahl n = 0. Mit zunehmender Drehzahl fällt µ auf den Kleinstwert bei der Übergangsdrehzahl nü ab. Im Gebiet der Flüssigkeitsreibung steigt die Reibungszahl mit zunehmender Drehzahl wieder an. Mit zunehmender spezifischer Lagerbelastung pL wird die Reibungszahl µ im Bereich der Misch- und Grenzreibung größer, aber im Gebiet der Flüssigkeitsreibung kleiner.

Frage 15.3 

Wie beeinflusst die Viskosität des Schmieröls den Reibungskoeffizienten im Betrieb? - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 15.3.2 und 15.4.1-1d.

Antwort zur Frage 15.3 

Im Gebiet der Flüssigkeitsreibung steigt die Reibungszahl mit zunehmender Viskosi-tät des Schmieröls (ungefähr µ ~ η). Rechnerisch folgt z.B. aus der Näherungsgleichung µ/ψB = 3/So mit der Sommerfeldzahl So = pL · ψB2/(η · ω), µ = 3 · η · ω/(pL· ψB).

Frage 15.4 

Für ein hydrodynamisch arbeitendes Radialgleitlager ist der Öldruckverlauf über den Lagerquerschnitt und die Lagerbreite ist zu skizzieren. - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 15.1.5-2Antwort zur Frage 15.4

Antwort zur Frage 15.4 

S. Lehrbuch Bild 15-7 und 15-15.

Frage 15.5 

Welche Anforderungen werden an Gleitlagerwerkstoffe gestellt? - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 15.3.1.-1.

Antwort zur Frage 15.5 

Folgende Eigenschaften werden an Gleitlagerwerkstoffe gestellt: Schmiegsamkeit, Anpassungsfähigkeit, Verschweißwiderstand (Fressunempfindlichkeit), Schmierstoffbenetzbarkeit, Einbettfähigkeit, Einlaufverhalten, Notlaufverhalten, Verschleißwiderstand, Fähigkeit zur Bildung einer Reaktionsschicht. - Das durch diese Begriffe gekennzeichnete tribologische Verhalten hängt auch von den Eigenschaften des Gegenwerkstoffs, des Schmierstoffs, der konstruktiven Gestaltung des Gleitlagers und der Beanspruchung ab.

Frage 15.6 

Die wichtigsten Gleitlagerwerkstoffe und ihre spezifischen Eigenschaften sind zu nennen. - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 15.3.1-2.

Antwort zur Frage 15.6 

Die wichtigten Gleitlagerwerkstoffe und deren Eigenschaften sind: - Gusseisen mit Lamellengraphit hat bei ausreichenden Gleiteigenschaften einen großen Verschleiß-widerstand, ist kaum einbettungsfähig und empfindlich gegen Stöße und Kantenpressung. - Sintermetalle haben bei sehr gutem Notlaufverhalten hohe Empfindlichkeit gegen Stöße und Kantenpressung und eignen sich für geringe Gleitgeschwindigkeit. - Kupfer-Zinn- und Kupfer-Zinn-Zink-Gusslegierungen haben gute Gleiteigenschaften und gutes Notlaufverhalten mit großem Verschleißwiderstand. Sie sind für hohe und stosshafte Beanspruchung geeignet. - Kupfer-Blei-Zinn-Gusslegierungen haben sehr gute Gleiteigenschaften, gute Notlaufeigenschaften und sind unempfindlich gegen Kantenpressung. - Blei- und Zinnlegierungen haben hervorragende Gleiteigenschaften und gutes Notlaufverhalten. Sie sind für hohe Gleitgeschwindigkeit geeignet und unempfindlich gegen Kantenpressung. - Kunststoffe kommen für Gleit-lager vor allem im Bereich des Trockenlaufs oder der Mangelschmierung zum Einsatz. Nachteilig ist ihre niedrige Wärmeleitfähigkeit, ihre große Wärmedehnung und Feuchtigkeitsaufnahme, sowie das Kriechen unter Langzeitbeanspruchung.

Frage 15.7 

Welchen Einfluss hat das Lagerspiel auf die hydrodynamischen Eigenschaften von Radialgleitlagern. - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 15.4.1.-1a ,b.

Antwort zur Frage 15.7 

Ein kleines Lagerspiel führt zu einer Erhöhung der hydrodynamischen Tragfähigkeit. Voraussetzung ist allerdings, dass die Viskosität konstant bleibt. Eine Spielverkleinerung führt auch zu einer Erhöhung der Reibungsverluste und damit der Schmierfilmtemperatur, so dass die daraus entstehende Viskositätsabnahme zu einer Verminderung der Tragfähigkeit führen kann.

Frage 15.8 

Was versteht man unter der Sommerfeldzahl?. – Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 15.4.1.-1c.

Antwort zur Frage 15.8 

Sommerfeld hat als Ähnlichkeitsbeziehung für Radialgleitlager die nach ihm benannte Kennzahl So = F · ψ2/(b · d · η · ω) aufgestellt. Sie besagt, dass Lager mit gleicher Sommerfeldzahl hydrodynamisch ähnlich sind, sofern das Lager-Breitenverhältnis b/d, die Ölzuführung (z.B. Bohrung oder Nut) und der Öffnungswinkel (z.B. 180°-Lager) gleich sind. Für die Gleitlagerberechnung liegen die gängigen Lagerbreitenverhältnisse b/d in Abhängigkeit von der relativen Exzentrizität tabellarisch vor. Für relative Exzentrizitäten ε, die gegen den Wert ε = 1 streben, geht So → ∞.

Frage 15.9 

Die konstruktiven Forderungen an die Schmierung von Gleitlagern und an die Zuführung des Schmierstoffs in den Gleitraum sind zu nennen. - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 15.3.3.

Antwort zur Frage 15.9 

Bei hydrodynamischen Radialgleitlagern erfolgt die Schmierstoffzufuhr am besten in der unbelasteten Zone. Dabei ist der Bereich hinter der kleinsten Schmierspalthöhe am günstigsten. Das Öl wird durch den dort auftretenden kleinen Unterdruck in das Lager gesaugt und verhindert so den Zutritt der Luft (Schäumen).

Frage 15.10 

Warum und wann sind bei Axial-Gleitlagern Gleitsegmente erforderlich? – Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 15.3.4-2 und 15.4.2-2.

Antwort zur Frage 15.10 

Bei hoher Flächenpressung und häufigem Anfahren und Auslaufen unter Belastung sind bei Axial-Gleitlagern Gleitsegment erforderlich. Dann stellt sich die optimale Keilneigung selbständig ein und der Verschleiß (An- und Auslauf) bewirkt keine Änderung der Spaltgeometrie. Gleitsegmente ermöglichen eine hohe Tragfähigkeit und Umfangsgeschwindigkeit bei optimalen Schmierungsbedingungen.

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