ILS Kobe 4a-XX02-A07

1. Aufgabe:
Das abgebildete Kranlaufrad ist mit zwei Lagerbuchsen nach DIN ISO 4379 (Form_C) ausgestattet. Die Buchsen wurden eingepresst und bestehen aus G-CuPb15Sn8. Die Lager werden mit Staufferfett geschmiert, das über Bohrungen in der Achse zugeführt wird. Folgende Daten sind gegeben:
Innendurchmesser der Lagerbuchse d1 = 80 mm,
Radkraft Fr = 35 kN,
Drehzahl n = 50 1/min,
Betriebsfaktor KA = 4
wegen stoßhafter Belastung, ungünstiger Witterungseinflüsse und einer täglichen Laufdauer von ca. 40 % bei häufigen Unterbrechungen,
Breite des Lagergehäuses BL =150 mm
a) Lagerbreitenverhältnis β
(Ermitteln Sie die Lagerbreite nach DIN ISO 4379)
b) spezifische Lagerbelastung pL und Vergleich mit der zulässigen Lagerbelastung pLzul
c) Toleranzklasse der Lagerbohrung nach dem Einpressen und Wahl einer geeigneten Toleranzklasse für die Welle
d) Ermittlung von Höchst- und Mindestspiel der Passung Bohrung – Welle
e) Reibungsverlustleistung PR
2. Aufgabe:
Eine Wasserturbine mit senkrecht angeordneter Welle soll im unteren Bereich wie dargestellt durch eine Kombination aus Radiallager und Axial-Kippsegmentlager gestützt und geführt werden.
Die Schmierung und Kühlung erfolgt durch Umlaufspülschmierung mit einem Schmieröl der Viskositätsklasse ISO VG 68. Es wird eine Betriebstemperatur ϑL des Lagers von maximal 40 °C bei einer Umgebungstemperatur von ϑu = 20 °C angestrebt. Der Betrieb soll im Bereich der hydrodynamischen Flüssigkeitsreibung erfolgen.
Außer den in der Abbildung enthaltenen Angaben sind folgende Daten bekannt:
Axiale Kraft F = 1,15 MN,
Betriebsfaktor KA = 6
gewählt wegen hoher Folgekosten im Störungsfall,
Drehzahl n = 340 1/min.
Mittlerer Lagersegmentdurchmesser dm = 1 000 mm
Das Axiallager ist zu berechnen:
a) mittlere spezifische Lagerbelastung pL
b) Wahl eines geeigneten Lagerwerkstoffs unter Berücksichtigung des Betriebsfaktors,
c) Schmierspalthöhe h0 und Vergleich mit der Mindestschmierspalthöhe h0lim (für die Berechnung von h0 ist von einem Wahlfaktor 8 auszugehen),
d) Übergangsdrehzahl nü und Vergleich mit der Betriebsdrehzahl n,
e) Reibungsverlustleistung PR,
f) Schmierstoff-Volumenstrom.