Rotorabstürze in Wälzlager

Bei magnetgelagerten Rotoren können Überlast oder Ausfall der Magnetlager zu Fanglagerkontakten führen. Kommt es zur Ausbildung eines Rückwärtswirbels, können die entstehenden Verformungen und Kontaktkräfte Rotor und Fanglager zerstören. Diese Arbeit befasst sich mit der Dynamik des Systems mit Fanglagerung mittels Wälzlagern mit und ohne Abnutzung und fokussiert auf das Rotor-Fanglager-Zusammenspiel in kritischen Situationen. Mittels Hochgeschwindigkeitsvideographie wird das Hoch- und Auslaufverhalten des Fanglagers im Zusammenspiel mit dem Rotor sichtbar gemacht. Modellbasiert wird auf die Reibkräfte zwischen Rotor und Fanglager geschlossen. Es werden Versuchsreihen mit Fanglagern verschiedener Abnutzungsgrade mit und ohne Dämpfungselementen durchgeführt und Einflüsse von Anfangs- und Randbedingungen auf das Systemverhalten nach einem Rotorabsturz verglichen. Abschließend stellt die Autorin ein neues Fanglagerkonzept vor, das mit der Ablenkung des Rotors aus einer eventuellen Wirbelbahn arbeitet. Aus den vorliegenden Analysen werden Empfehlungen abgeleitet, welche Einflussparameter ein Simulationsmodell eines Rotor-Fanglager-Kontakts abbilden sollte.

Autorentext

Marlene Helfert studierte Architektur und Mechanik an der TU Darmstadt. Anschließend promovierte sie im Bereich des Maschinenbaus. Seit 2008 ist sie wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Arbeitswissenschaft in Darmstadt (IAD). Martin Obermüller studierte Allgemeinen Maschinenbau an der TU Darmstadt und ist derzeit in der Industrie tätig.

Klappentext

Bei magnetgelagerten Rotoren können Überlast oder Ausfall der Magnetlager zu Fanglagerkontakten führen. Kommt es zur Ausbildung eines Rückwärtswirbels, können die entstehenden Verformungen und Kontaktkräfte Rotor und Fanglager zerstören. Diese Arbeit befasst sich mit der Dynamik des Systems mit Fanglagerung mittels Wälzlagern mit und ohne Abnutzung und fokussiert auf das Rotor-Fanglager-Zusammenspiel in kritischen Situationen. Mittels Hochgeschwindigkeitsvideographie wird das Hoch- und Auslaufverhalten des Fanglagers im Zusammenspiel mit dem Rotor sichtbar gemacht. Modellbasiert wird auf die Reibkräfte zwischen Rotor und Fanglager geschlossen. Es werden Versuchsreihen mit Fanglagern verschiedener Abnutzungsgrade mit und ohne Dämpfungselementen durchgeführt und Einflüsse von Anfangs- und Randbedingungen auf das Systemverhalten nach einem Rotorabsturz verglichen. Abschließend stellt die Autorin ein neues Fanglagerkonzept vor, das mit der Ablenkung des Rotors aus einer eventuellen Wirbelbahn arbeitet. Aus den vorliegenden Analysen werden Empfehlungen abgeleitet, welche Einflussparameter ein Simulationsmodell eines Rotor-Fanglager-Kontakts abbilden sollte.