Nichtlineare Schwingungen schwerer Rotoren mit vertikaler Welle und Kippsegmentradiallagern

Zusammenfassung

Ein vom Autor angegebenes Näherungsverfahren zur ökonomischen Berechnung hydrodynamischer Lager wird benutzt, um nichtlineare und instationäre Schwingungen von Vertikalrotoren für große Schwingungsamplituden in den Radialführungslagern zu untersuchen. Das reale Rotorsystem wird mit Hilfe balkenförmiger finiter Elemente angenähert. Statische und dynamische Unwuchten der Rotormassen, gyroskopische Effekte, die Wirkung magnetischer Zugkräfte und viskoser Dämpfungskräfte werden berücksichtigt. Die nichtlinearen Lagerkräfte in den Kippsegmentradiallagern berechnen sich durch Lösung der instationären Reynolds-Gleichung für jedes einzelne Kippsegment unter Berücksichtigung der Segmentmassenträgheit und der Nachgiebigkeit der Segmentunterstützung in der elastischen Lagerkonstruktion. In einem Berechnungsbeispiel wird ein Vertikalrotor mit 28 Freiheitsgraden untersucht. Die instationären Schwingungen des Rotor- und Lagersystems zufolge radialer Stoßerregung oder plötzlich auftretender Unwuchten werden berechnet und die nichtlinearen Einflüsse diskutiert. Für harmonisch verlaufende Lagerkräfte wird schließlich die dynamische Lagersteifigkeit am Beispiel eines zwölfsegmentigen Führungslagers als Funktion der Wellenschwingungsamplitude ermittelt.