Analyse von Walzlagern mittels Hochgeschwindigkeitsvideographie - Experimentelle Analyse des Fanglagerverhaltens nach Absturz eines magnetgelagerten Rotors

摘要

Bei magnetgelagerten Rotoren kann es im Fall von Uberlast oder Ausfall der Magnetlager zu Fanglagerkontakt kommen. Eine der dann auftretenden Bewegungsformen ist das Ruckwartswirbeln des Rotors. Diese Bewegung kann hohe Frequenzen erreichen und somit grosse Belastungen des Rotors und der Fanglager hervorrufen, die im schlimmsten Fall zur Zerstorung der Maschine fuhren. Im Rahmen dieser Arbeit wird das Verhalten der Fanglager und deren Einfluss auf die Ausbildung kritischer Bewegungsformen untersucht.Zur Untersuchung des Beschleunigungsverhaltens der als Fanglager dienenden kafiglosen Rillenkugellager werden Hochgeschwindigkeitsaufnahmen von Absturzen magnetgelagerter Rotoren analysiert. Mittels Verfahren der digitalen Bildverarbeitung werden aus diesen Aufnahmen die Positionen von Rotor und Lagerelementen ermittelt und die gefundenen Kugelpositionen den entsprechenden Walzelementen zugeordnet. Mit den Ergebnissen der Bilderkennung werden zwei fur das Verstandnis der Rotor-Fanglager-Interaktion entscheidende Informationen gewonnen. Zum einen geben die ermittelten Geschwindigkeiten und Beschleunigungen von Innenring und Walzkorpern Aufschluss uber das Hoch- und Auslaufverhalten des Fanglagers im Zusammenspiel mit dem Rotor, Aus den analysierten Daten lasst sich auf den Schmierungszustand des Lagers sowie gegebenenfalls auf Lagerdefekte schliessen. Zum anderen wird modellbasiert aus den ermittelten Fanglagerbeschleunigungen auf die Reibkrafte zwischen Rotor und Fanglager, die fur die Ausbildung einer Wirbelbewegung verantwortlich sind, geschlossen.