SGD KOBE04A ESA Note 1

1.
(45 min)
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

Abb. F.1: Kranlaufrad mit Gleitlagerbuchsen
Ermitteln Sie:
a)
Lagerbreitenverhältnis β
(Ermitteln Sie die Lagerbreite nach DIN ISO 4379)
7 Pkt.
b)
spezifische Lagerbelastung pL und Vergleich mit der zulässigen Lagerbelastung pLzul
16 Pkt.
c)
Toleranzklasse der Lagerbohrung nach dem Einpressen und Wahl einer geeigneten Toleranzklasse für die Welle
7 Pkt.
d)
Ermittlung von Höchst- und Mindestspiel der Passung Bohrung – Welle
16 Pkt.
e)
Reibungsverlustleistung PR
7 Pkt.

2.
(60 min)
Eine Wasserturbine mit senkrecht angeordneter Welle soll im unteren Bereich wie dargestellt durch eine Kombination aus Radiallager und Axial-Kippsegmentlager gestützt und geführt werden.

Abb. F.2: Kippsegment-Spurlager als Stützlager einer Wasserturbine
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:
Das Axiallager ist zu berechnen:
a)
mittlere spezifische Lagerbelastung pL,
7 Pkt.
b)
Wahl eines geeigneten Lagerwerkstoffs unter Berücksichtigung des Betriebsfaktors,
7 Pkt.
c)
Schmierspalthöhe h0 und Vergleich mit der Mindestschmierspalthöhe h0lim
(für die Berechnung von h0 ist von einem Wahlfaktor 8 auszugehen),
7 Pkt.
d)
Übergangsdrehzahl nü und Vergleich mit der Betriebsdrehzahl n,
12 Pkt.
e)
Reibungsverlustleistung PR,
7 Pkt.
f)
Schmierstoff-Volumenstrom.
7 Pkt.
Gesamt 100 Pkt.