DIN 31654-2-1991 Plain bearings hydrodynamic plain thrust bearings under steady-state conditions functions for calculation of tilting pad thrust bearings《滑动轴承 稳定工作条件下流体动力油膜止推轴承 斜垫止.pdf

1、DIN1 DIN 33654 TEIL 2 71 2774442 O057376 487 E DK 621.82 2.573.001.24 DEUTSCHE NORM Mai 1991 Gleitlager Hydrodynamische Axial-Gleitlager im stationren Betrieb Funktionen fr die Berechnung von Axial-Kippsegmentlagern DIN 31 654 Teil 2 Plain bearings; Hydrodynamic plain thrust bearings under steady-st

2、ate conditions; Functions for calculation of tilting pad thrust bearings Paliers lisses; Paliers bute segments hydrodynamiques sous conditions de service stationnaires; Fonctions pour la calculation des paliers bute segments Inhalt Seite Seite 1 Anwendungsbereich und Zweck . 1 2.3 Abhngigkeit der be

3、zogenen Schmierstoffdurch- Stze QT und QZ von der relativen Lagerbreite BIL und der relativen minimalen Schmierfilmdicke 2.4 Abhngigkeit der bezogenen Koordinate des Druck- Abhngigkeit der Tragkraftkennzahl F* von der mittelpunktes bzw. der Untersttzungsstelle des relativen Lagerbreite BIL und der r

4、elativen mini- Kippsegmentes a; von der relativen Lagerbreite BIL malen Schmierfilmdicke hniin/Cwed . 1 und der relativen minimalen Schmierfilmdicke 2 Funktionen fr das Axial-Kippsegmentlager 1 hmin/Cwcd 5 . 2.1 hmin/Cwcd . 7 malen Schmierfilmdicke hmin/Cwed . 3 Schmierfilmternperatur Teff 8 2.2 Abh

5、ngigkeit der Reibungskennzahl f* von der 3 Abhngigkeit der effektiven dynamischen relativen Lagerbreite BIL und der relativen mini- Viskositt I;leff des Schmierstoffs von der effektiven 1 Anwendungsbereich und Zweck Die Funktionen der nachstehend dargestellten Art werden bentigt fr die Berechnung vo

6、n lgeschmierten Axial-Kipp- segmentlagern nach DIN 31 654 Teil 1 ,wobei hydrodynamischer Betrieb bei Vollschmierung vorausgesetzt wird.Sie basie- ren auf den dort angegebenen Voraussetzungen und Randbedingungen. Die fr die Berechnung notwendigen Werte kn- nen sowohl mit den angegebenen Gleichungen a

7、ls auch aus Diagrammen und Tabellen ermittelt werden.Die Gleichungen sind Approximationen der in den Kurven dargestellten numerisch ermittelten Werte nach Literatur l. Die Erklrung der Formelzeichen und Berechnungsbeispiele sind in DIN 31 654 Teil 1 enthalten. Die nachfolgenden Festlegungen gelten a

8、ufgrund der in DIN 31 654 Teil 1,Ausgabe Mai 1991,Abschnitt 2, unter g) und k) gemachten Voraussetzungen nicht fr die Berechnung von Axiallagern mit mittig Untersttzten Kippsegmenten (a$=0,5), fr die sich unter den genannten Voraussetzungen keine hydrodynamische Tragfhigkeit ergibt. Zur Ermittlung d

9、er Kennzahlen solcher Lager sind zumindest die im Betrieb auftretenden Verformungen der Kippseg- mente zu bercksichtigen (vgl. z. B. Literatur 2). 2 Funktionen fr das Axial-Kippsegmentlager 2.1 Abhngigkeit der Tragkraftkennzahl F* von der relativen Lagerbreite BIL und der relativen minimalen Schmier

10、filmdicke hmin/Cwed hmin _ I2). Cwed Approximation der Kurven von Bild 1 (Gltigkeitsbereich: 0,2 10 2 CI= 1 +z.q A*+B*. 1- “1c Cwed - Cwed _ hmin + (hmin II2 +- Cwcd Cwed 12. (1 +2. hmin/Cwed) (Zahlenwerte zu Bild 1) I I BIL 12 I 0,08995 I 0,07721 I 0,05575 I 0,04039 1 0,02288 I1 I 0,1096 I 0,09457

11、I 0,06894 1 0,05037 1 0,02892 I 0,25 I 0,07285 I 0,06487 1 0,05011 I 0,03837 0,02382 I 0,2 I 0,06127 1 0,05505 I 0,04320 I 0,03345 I 0,02117 DIN1 DIN 31654 TEIL 2 91 2794442 0059378 25T W Cwed Cwed DIN 31 654 Teil 2 Seite 3 2.2 Abhngigkeit der Reibungskennzahl f* von der relativen Lagerbreite BIL un

12、d der relativen minimalen Schmierilmdicke hmin/Cwed Approximation der Kurven von Bild 2 (Gltigkeitsbereich: 0,2 5- I 2). hin Cwed O 1 Lwcd 10 cwed cwed A 12 * A* = -0,21459 + 0,88071 . (:) - 0,29760. (:r + 0,03791 . (Lr DIN1 DIN 3Lb54 TEIL 2 91 2794442 0059379 2 1 0,667 196 0,8334 0,8302 0,8249 0,82

13、 1 O 0,8167 0,7480 0,7404 0,7276 0,7183 0,7076 0,6930 0,6821 0,6633 0,6495 0,6334 Seite 4 DIN 31 654 Teil 2 0,6525 0,5929 0,5481 0,5115 Bild 2. Reibungskennzahl f* in Abhngigkeit von der relativen Lagerbreite BIL und der relativen minimalen Schmierfilrn- dicke hmin/cwed 0,6393 0,6163 0,5991 0,6788 0

14、,5774 0,5496 0,5282 0,5022 0,5321 0,5026 0,4791 0,4500 0,4960 0,4663 0,4420 0,4113 Tabelle 2. f * = f (BIL; hmin/Cwed) (Zahlenwerte zu Bild 2) I I BIL 0,333 DIN3 DIN 33654 TEIL 2 71 ril 2794442 0059380 908 2 1,5 0,6435 0,6571 0,7655 0,7960 DIN 31 654 Teil 2 Seite 5 1 0,75 03 0,6786 0,6960 0,7152 0,8

15、473 0,8843 0,9270 2.3 Abhngigkeit der bezogenen Schmierstoffdurchstze Q: und Q: von der relativen Lagerbreite BIL und der relativen minimalen Schmierfilmdicke hmin/Cwed Approximation der Kurven von Bild 3a und Bild 3 b (Gitigkeitsbereich: 0,2 5 - 5 2). hmin Cwed Cwcd Q* = 1 +2.- Cwed mit den Konstan

16、ten Ai und Bi 0,8760 0,9795 Bi = -0,57208 + 0,37091 . - - 0,07918 . - (LI (3 0,9253 1,008 1,068 1 ,I 37 1,049 1,165 1,249 1,345 fr QT = Q: 0,3586 - 0,24057. 0,08607 0,1724 0,2595 0,3471 0,27682 + 0,18607. 0.1 223 0,1477 0,1781 0,2462 0,2972 0,3576 0,3707 0,4479 0,5390 0,4964 0,6001 0,721 4 Tabelle 3

17、 a. QY = f (BIL; hmin/Cwed) (Zahlenwerte zu Bild 3 a) I I BIL I 1 2 0,1294 1 0,667 05 0,333 0,25 02 0,667 O, 1946 0,2598 0,3908 0,5220 0,6535 0,333 0,25 1,173 1,283 1,470 1,607 1,761 Tabelle 3 b. QZ =f (BIL; hmin/cwed) (Zahlenwerte zu Bild 3 b) I I 2 0,06475 I BIL 1,5 1 1 1 0,75 1 0,5 0,5228 0,7500

18、0,9077 1,091 0,6993 1,006 1,219 1,463 t 0,8760 1,263 1,531 1,838 DIN1 DIN 31b54 TEIL 2 91 m 2794442 0059381 844 m O 0) Seite 6 DIN 31 654Teil 2 1 1 I II LI 1 O2 03 0,4 0.5 0.6 0,s 1 2 0,2 0,3 0,4 0,s 0,6 0,8 1 2 hmin Itwed- Bild 3 a. Bezogener Schrnierstoffdurchsatz QT in Abhngigkeit von der relativ

19、en Lagerbreite EIL und der relativen minimalen Schmierfilmdicke hmin/Cwed 2 1.8 1.6 1.4 12 il 0-8 0.6 0.4 O2 QT hmin ICwd - Bild 3 b. Bezogener Schrnierstoffdurchsatz Q: in Abhngigkeit von der relativen Lagerbreite BIL und der relativen minimalen Schrnierfilmdicke hmin/Cwed O e 0 e DIN1 DIN 33654 TE

20、IL 2 91 W 2794442 0059382 780 DIN 31 654 Teil 2 Seite 7 2.4 Abhngigkeit der bezogenen Koordinate des Druckmittelpunktes bzw: der Untersttzungsstelle des Kippsegments a; von der relativen Lagerbreite BIL und der relativen minimalen Schmierfilmdicke hmin/Cwed a Approximation der Kurven von Bild 4 aF=f

21、(hmin/Cwed; BIL): r ag=0,5+ a+- .tanhi c+- *- 4 I i “J Cwed hmin Cwed Zulssige Eingabewerte: 0,2 5 - 52 a = 0,138107909 b = 0,0351 209709 c = 0,476542662 d = 0,0109568021 e hmin hmin - -f(a$;B/L): -=2. Cwed Cwed in d C+- B L a + - + a; - 0,5 .b B L - 1 - b B a + - - a; + 0,5 hmin Cwed Zulssige Berec

22、hnungswerte: 0,333 5 - 21 0,75 0,7 o f Of6* a? 0.60 0,55 0.50 I I I II I OJ 0.2 0,3 0,4 0.5 0,6 0.8 1 2 h, Led - Bild 4. Bezogene Koordinate des Druckrnittelpunktes bzw. der Untersttzungsstelle in Bewegungsrichtung (Urnfangsrich- tung) a; in Abhngigkeit von der relativen Lagerbreite BIL und der rela

23、tiven minimalen Schrnierfilmdicke hmjn/Cwed Tabelle 4. a;=f (EIL; hmin/Cwed) (Zahlenwerte zu Bild 4) DIN1 DIN 33654 TEIL 2 93 2794442 0059383 b17 Seite 8 DIN 31 654 Teil 2 3 Abhngigkeit der effektiven dynamischen Viskositt des Schmierstoffs qeff von der effektiven Schmierilmtemperatur Teff Fr flssig

24、e Schmierstoffe gilt allgemein die Gleichung von Vogel 3 q = Ki . exp Darin kann mit ausreichender Genauigkeit fr Mineralle nach Cameron 4 die Konstante K3 = 95C gesetzt werden. Literatur 5 zeigt, da ebenfalls fr Mineralle die Betriebsviskositt q direkt aus dem IS0 VG (siehe DIN 51 519) berechnet we

25、rden kann. Mit der Dichte e in kg/m3 gilt In -= In dieser Gleichung ist qX = 0,18. Der Viskosittsverlauf der ISO-Normle ist fr eine mittlere Dichte e = 900 kg/m3 im Bild 5 dargestellt. Motoren- und Getriebele fr Kraftfahrzeuge sind international nach SAE-Viskosittsklassen genormt. Die SAE-Klassifizi

26、erung dieser Schmierstoffe ist nur unvollkommen mit der Einteilung nach dem IS0 VG vergleichbar. Die Einteilung ist so grob, da fr besonders genaue Berechnungen vom Lieferanten Viskosittswerte angefordert werden sollten. Mehrbereichsle haben gegenber reinen Minerallen einen flacheren Viskositts-Temp

27、eratur-Verlauf. Synthesele erreichen solche Verlufe oft ohne strukturviskose Zustze, wie sie bei Minerallen erforderlich sind. Pas eine Konstante. Zitierte Normen und andere Unterlagen DIN 31 654 Teil 1 Gleitlager; Hydrodynamische Axial-Gleitlager im stationren Betrieb; Berechnung von Axial-Kipp- DI

28、N 51 519 l Jacobsen,B.,und Floberg, L.:The rectangular plane pad bearing.Trans.Chalmers Univ.ofTechnology,Gothenburg/Schwe- den, Nr 203 (1958) 2 Fricke, J.: Das Axiallager mit kippbeweglichen Kreisgleitschuhen. Dsseldorf: VDI-Verlag 1975 (VDI-Forschungsheft 567) 3 Vogel, H.: Das Temperaturabhngigkei

29、tsgesetz der Viskositt von Flssigkeiten Phys. 2.22 (1921) S. 645-646 4 Cameron, A.: The Principles of Lubrication. Longmans Green ISO-Viskosittsklassifikation fr flssige Industrie-Schmierstoffe Weitere Normen und andere Unterlagen * DIN 31 654 Teil 3 Gleitlager; Hydrodynamische Axial-Gleitlager im s

30、tationren Betrieb; Betriebsrichtwerte fr die Berech- nung von Axial-Kippsegmentlagern VDI 2204 Gleitlagerberechnung; Hydrodynamische Gleitlager fr stationre Belastung (in berarbeitung) Internationale Patentklassifikation F16C 17/06 F16C 33/10 G O1 K 11/00 GO1 L 1/00 DINI DIN 33654 TEIL 2 71 2774442 0059384 553 = DIN 31 654 Teil 2 Seite 9 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 150 Temperatur T in OC - Bild 5. Abhngigkeit der effektiven dynamischen Viskositt I;T,ff von der effektiven Schmierfilmtemperatur Teff bei einer Dichte von e = 900 kg/rn3