Numerische Modellierung der Schmierstoffzuführung von Axialgleitlagern mittels physikalischer Erhaltungsgleichungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Hubert Schwarze
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung ; Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 525695648

Die Betriebskennwerte von mittelschnell und schnell laufenden Axialgleitlagern können auf Basis praxisüblicher thermo-hydrodynamischer (THD) Berechnungsverfahren zurzeit nur unter Anwendung fallspezifischer, empirischer Korrekturfaktoren für die Vorgänge im Schmierstoffzuführbereich hinreichend genau berechnet werden. Das zentrale Ziel dieses Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung eines numerisch verifizierten und experimentell validierten Modells für den Schmierstoffzuführbereich, das die wesentlichen Vorgänge auf Basis physikalischer Zusammenhänge abbildet und sich zur Anwendung in einem THD-Berechnungsverfahren eignet. Hierzu erfolgen numerische Grundlagen-untersuchungen der Strömung im Zuführungsbereich ausgewählter Axialgleitlager mit Hilfe von CFD-Software. Die wesentlichen Strömungseffekte, die während dieser Untersuchungen identifiziert werden, gehen in den Modellumfang des neuartigen Zuführungsmodells ein, das nachfolgend exemplarisch im Axialgleitlagerberechnungsprogramm COMBROS A umgesetzt wird. Diese numerische Implementierung wird anhand der CFD-Daten verifiziert, mithilfe von experimentellen Ergebnissen validiert und mittels eines speziellen Prüfstands für hohe Umfangsgeschwindigkeiten im Rahmen der durchzuführenden Untersuchungen ermittelt werden. Die mit diesen Forschungstätigkeiten angestrebte Entwicklung eines physikalischen Schmierstoffzuführungsmodells für Axialgleitlager ermöglicht bestehende Unsicherheiten im Entwicklungs-, Optimierungs- oder Konstruktionsprozess zu verringern, wodurch Vorhersagen des Betriebsverhaltens in für Innovationen wichtigen Grenzbereichen mit erhöhter Aussagesicherheit erfolgen können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen