COMBROS R

Simulation des Radialgleitlagerbetriebsverhaltens

Das Gleitlagerberechnungsprogramm COMBROS R ermöglicht die isotherme und die nichtisotherme Berechnung der statischen und dynamischen Lagerkennwerte von hydrodynamisch geschmierten Radialgleitlagern sowie von Radialgleitlagern, die Tragkraft mit Hilfe hochdruckgespeister hydrostatischer Taschen generieren. Dabei erfolgt eine genaue Erfassung der Lagerbohrungsgeometrie inklusive der Profilierung der Laufflächen, spezieller in das Segment eingearbeiteter Taschen oder Nuten und der Ölzuführungsbereiche. Wesentliche Features des Leistungsumfangs von COMBROS R sind:

Generelle Features

  • Simultane (iterative) Berechnung der Druck-, Temperatur-, Viskositäts- und Dichteverteilung im Schmierspalt, der Temperaturverteilung in Welle und Lagerschale und der effektiven Schmierspaltgeometrie unter näherungsweiser Berücksichtigung der wichtigsten Umgebungsbedingungen
  • 2D-Berechnung der Druckverteilung im gesamten Schmierspalt einschließlich der Dichtspalte, Lösung der erweiterten und verallgemeinerten Reynoldsgleichung
  • Modellierung der Strömung in nicht vollständig gefüllten Schmierspaltbereichen durch masseerhaltende Kavitationsalgorithmen
  • Lösung des über CHT-Randbedingungen (conjugate heat transfer) gekoppelten thermischen Problems aus Energiegleichung für den Spalt (3D), Wärmeleitungsgleichung für die Segmente (3D) und Wärmeleitungsgleichung für die Welle (2D, Homogenisierung der Temperatur in Umfangsrichtung); Definition konvektiver Wärmeübergänge an den freien Flächen von Segmenten und Welle
  • Optionale instationäre thermische Analyse (Erwärmung/Abkühlung während Hoch-/Abfahrt der Maschine
  • Berücksichtigung von Mischreibung und dadurch bedingter Verschleißvorgänge
  • Berücksichtigung der Druck- und Temperaturabhängigkeit der Ölviskosität
  • Modellierung der Schmierfilmturbulenz (Änderung der effektiven Viskosität und Wärmeleitung des Öls) durch lokale Beschreibung der Strömungsform und des Übergangs von der laminaren zur turbulenten Strömung
  • Ermittlung der dynamischen Lagerkennwerte wie Steifigkeits- und Dämpfungsmatrizen auf Basis einer Störungsrechnung

Schmierstoffzuführung

  • Ermittlung des Schmierungszustandes für vorgegebene Schmierstoffzuführdrücke, Schmierstoffdurchsätze oder mittlere Seitenflusstemperaturen inklusive der Erfassung von Mangelschmierungszuständen
  • Berücksichtigung der hydraulischen Kopplung der Zuführbereiche über den Schmierspalt und äußere Versorgungskanäle
  • Modellierung der energetischen Kopplung der Segmente des Lagers infolge von Warmölüberschleppung im Schmierstoffzuführbereich
  • Anordnung beliebig vieler hydrostatischer Taschen auf einer Umfangskoordinate
  • Definition taschenspezifischer Schmierstoffdurchsätze
  • Berechnung aktiver hydrostatischer oder hybrider Radialgleitlager, deren Taschen in unterschiedlichen Schmierstoffkreisläufen mit konstantem Vordruck oder konstantem Volumenstrom unter Berücksichtigung von Drosselungscharakteristiken versorgt werden
  • Automatisierte geometrische Modellierung deaktivierter hydrostatischer Taschen (mit konstanter Tiefe oder Kreisgeometrie)
  • Optionale Berücksichtigung der bei Festsegmentlagern häufig verwendeten Schmutznuten

Spezielle Optionen für Kippsegmentlager

  • Berücksichtigung der Nachgiebigkeit und der Kippbehinderung (einschließlich Dämpfung) in der Segmentabstützung bei Kippsegmentlagern
  • Modellierung der Segmentelastizität in der Störungsrechnung
  • Ermittlung der Koeffizienten unterschiedlicher dynamischer Lagermodelle (KC-Modell, KCM-Modell, vollständiges Kippsegmentlagermodell inklusive der Segmentfreiheitsgrade)

Deformationsanalyse

  • Näherungsweise effektive Lagerspieländerung infolge thermischer und mechanischer Verformungen
  • Automatisierte Kopplung mit gängiger FE-Software zur Berücksichtigung des Einflusses lokaler Lagerdeformationen durch eine Co-Simulation
  • Zeiteffiziente Deformationsanalyse zahlreicher Lagertypen durch internes FE-Modul

Weiterhin erlaubt das Programm COMBROS R durch eine Vielzahl freier Parameter zur Einstellung der Berechnungsrandbedingungen eine nahezu exakte Anpassung der Simulation an das reale System entsprechend der Kenntnisse des bedienenden Ingenieurs.