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Vorwort zum Nachdruck |
5 |
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Vorwort zur zweiten Auflage |
6 |
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Inhaltsverzeichnis |
10 |
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1 Einleitung |
20 |
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1.1 Aufbau von Maschinen mit rotierenden Wellen |
20 |
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|
1.2 Laufunruhe bei starren und biegeelastischen Rotoren unter Unwucht |
25 |
|
|
1.3 Zur mathematischen Behandlung |
33 |
|
|
1.4 Zeittafel |
34 |
|
|
2 Auswuchten starrer Körper |
36 |
|
|
2.1 Einleitung |
36 |
|
|
2.2 Fliehkraftbilanz |
38 |
|
|
2.3 Auswuchten ohne Testgewichtssetzungen - Kräfte messendes Wuchten in harten Lagern |
42 |
|
|
2.4 Auswuchten in drei Läufen, Betriebswuchten Wege messendes Wuchten in weichen Lagern |
43 |
|
|
2.5 Wuchtmaschinen |
47 |
|
|
2.6 Zur Meßtechnik |
48 |
|
|
2.7 Zulässige Restunwuchten und Restschwingungen |
50 |
|
|
2.8 Fragen |
54 |
|
|
3 Der dämpfungsfreie Lavalläufer in starren Lagern |
56 |
|
|
3.1 Überblick |
56 |
|
|
3.2 Der unwuchtige Lavalläufer - freie und erzwungene Schwingungen |
58 |
|
|
3.3 Der Lavalläufer mit Schlag und Unwucht |
72 |
|
|
3.4 Darstellung in komplexen, raumfesten Koordinaten |
77 |
|
|
3.5 Darstellung in mitrotierenden Koordinaten |
83 |
|
|
3.6 Zusammenfassung und Generalisierung |
87 |
|
|
3.7 Fragen |
92 |
|
|
4 Lavalläufer mit innerer und äußerer Dämpfung |
94 |
|
|
4.1 Übersicht |
94 |
|
|
4.2 Äußere Dämpfung |
94 |
|
|
4.3 Innere Dämpfung |
102 |
|
|
4.4 Innere und äußere Dämpfung |
106 |
|
|
4.5 Mechanismen der inneren Dämpfung |
111 |
|
|
4.6 Zusammenfassung, praktische Konsequenzen |
117 |
|
|
4.7 Fragen |
119 |
|
|
5 Der Lavalläufer in orthotrop-elastischen Lagern |
120 |
|
|
5.1 Übersicht |
120 |
|
|
5.2 Der ungedämpfte orthotrop gelagerte Läufer |
121 |
|
|
5.3 Innere Dämpfung, äußere Dämpfung und die Verbesserung der Stabilität durch Lagerorthotropie |
129 |
|
|
5.4 Zusammenfassung, Generalisierung |
133 |
|
|
5.5 Fragen |
136 |
|
|
6 Der Lavalläufer mit Lagerdämpfung aus Gummi-Elementen |
138 |
|
|
6.1 Einleitung |
138 |
|
|
6.2 Mechanisches Modell |
139 |
|
|
6.3 Bewegungsgleichungen, Stabilität |
140 |
|
|
6.4 Unwuchterzwungene Schwingungen |
145 |
|
|
6.5 Verlustfaktor- und Steifigkeitsermittlung von 0-Ringen |
148 |
|
|
6.6 Fragen |
150 |
|
|
7 Verhalten des Lavalläufers in der kritischen Drehzahl und die beschleunigte Resonanzdurchfahrt |
152 |
|
|
7.1 Einleitung |
152 |
|
|
7.2 Auswandern der Welle in der kritischen Drehzahl |
152 |
|
|
7.3 Zur Phänomenologie der instationären Resonanzdurchfahrt |
157 |
|
|
7.4 Die Bewegungsgleichungen bei instationärem Betrieb und ihre Lösung |
160 |
|
|
7.5 Starker Antrieb oder geringe Exzentrizität - Volle Kraft voraus |
162 |
|
|
7.6 Schwacher Antrieb oder hohe Exzentrizität - der Hängenblei ber |
164 |
|
|
7.7 Verallgemeinerung |
166 |
|
|
7.8 Fragen |
167 |
|
|
8 Einschwingverhalten des Lavalläufers bei plötzlicher Unwucht - Schaufelbruch |
168 |
|
|
8.1 Einleitung |
168 |
|
|
8.2 Die Bewegungsgleichungen |
168 |
|
|
8.3 Lösung der Bewegungsgleichungen |
171 |
|
|
8.4 Diskussion der Lösungen |
172 |
|
|
8.5 Fragen |
177 |
|
|
9 Einfluß der Kreiselwirkung |
178 |
|
|
9.1 Übersicht |
178 |
|
|
9.2 Bewegungsgleichungen |
181 |
|
|
9.3 Freie Wellenschwingungen |
187 |
|
|
9.4 Unwuchterzwungene Wellenschwingungen |
193 |
|
|
9.5 Biegekritische Drehzahlen bei gegenläufiger Erregung |
201 |
|
|
9.6 Anisotrop elastisch gelagerter Rotor unter Kreiselwirkung |
207 |
|
|
9.7 Fragen |
209 |
|
|
10 Mehrscheiben- und Kontinuumsrotoren - Kritische Drehzahlen, Unwuchtantwort |
210 |
|
|
10.1 Einleitung |
210 |
|
|
10.2 Der Mehrscheibenrotor |
210 |
|
|
10.3 Der Kontinuumsrotor |
220 |
|
|
10.4 Dämpfungseinfluß bei wälzgelagerten Rotoren |
224 |
|
|
10.5 Fragen |
225 |
|
|
11 Der Einfluß von Schubelastizität und Kreiselwirkung auf die Kritischen Drehzahlen der glatten Welle und des Vielscheibenrotors |
226 |
|
|
11.1 Zur Modellbildung |
226 |
|
|
11.2 Bewegungsgleichungen, homogene Lösungen |
229 |
|
|
11.3 Drehzahlabhängige Eigenfrequenzen und kritische Drehzahlen einer schlanken Welle und einer mit vielen Scheiben besetzten Welle |
232 |
|
|
11.4 Notwendige Nachschrift |
234 |
|
|
11.5 Fragen |
235 |
|
|
12 Gleitlagertheorie |
236 |
|
|
12.1 Einleitung |
236 |
|
|
12.2 Die Reynolds-Differentialgleichung und die Randbedingungen |
239 |
|
|
12.3 Lösung der Reynoldsgleichung |
243 |
|
|
12.4 Linearisierung der Ölfilmkräfte, Feder- und Dämpfungszahlen |
246 |
|
|
12.5 Statische und dynamische Eigenschaften des kurzen Kreislagers |
248 |
|
|
12.6 Statische und dynamische Eigenschaften von Gleitlagern mit anderen Geometrien |
261 |
|
|
12.7 Fragen |
269 |
|
|
13 Der horizontale Läufer in Gleitlagern |
270 |
|
|
13.1 Einleitung |
270 |
|
|
13.2 Der starre Läufer in Gleitlagern |
271 |
|
|
13.3 Der elastische Läufer in Gleitlagern |
287 |
|
|
13.4 Fragen |
301 |
|
|
14 Der vertikale Rotor in Gleitlagern |
302 |
|
|
14.1 Einleitung |
302 |
|
|
14.2 Der starre Rotor in Gleitlagern |
304 |
|
|
14.3 Der elastische Lavalläufer in Gleitlagern |
315 |
|
|
14.4 Fragen |
327 |
|
|
15 Quetschöldämpfer |
328 |
|
|
15.1 Einleitung |
328 |
|
|
15.2 Dynamische Eigenschaften von Quetschöldämpfern, Kraft - Bewegungsgesetze |
331 |
|
|
15.3 Der starre Läufer in Quetschöldämpfern |
341 |
|
|
15.4 Beispiele industrieller Anwendung |
348 |
|
|
15.5 Fragen |
351 |
|
|
16 Permanentmagnetische Lagerung von Rotoren |
352 |
|
|
16.1 Einleitung |
352 |
|
|
16.2 Kräfte und Steifigkeiten von Permanentmagnet- Lagern |
353 |
|
|
16.3 Das magnetische Dipolmodell |
358 |
|
|
16.4 Das Strombelagsmodell |
363 |
|
|
16.5 Steifigkeiten einfacher, ringförmiger, permanent- magnetischer Lager |
364 |
|
|
16.6 Starrer Rotor in permanentmagnetischen Lagern |
371 |
|
|
16.7 Bauformen, Skalierungsregeln |
375 |
|
|
16.8 Levitron - ein Beispiel für die vollständige perma- nentmagnetische Lagerung eines Rotors |
376 |
|
|
16.9 Fragen |
377 |
|
|
17 Der starre Rotor in aktiven Magnetlagern |
378 |
|
|
17.1 Einleitung |
378 |
|
|
17.2 Aufbau eines aktiven Magnetlagers |
379 |
|
|
17.3 Die Systemgleichungen von Magnetlager, Regler und Rotor bei PD-Rückführung |
382 |
|
|
17.4 Lösung der Bewegungsgleichungen, Systemver- halten bei PD- Regelung |
384 |
|
|
17.5 Systemverhalten bei Integralrückführungen |
387 |
|
|
17.6 Regelungsziele, Schaltungen von Magnetlagern |
389 |
|
|
17.7 Kippfreiheitsgrade |
392 |
|
|
17.8 Fragen |
393 |
|
|
18 Der elastische Läufer in aktiven Magnetlagern |
394 |
|
|
18.1 Einleitung |
394 |
|
|
18.2 Einsatz als aktives Hilfssystem |
394 |
|
|
18.3 Zweifache Magnetlagerung eines elastischen Rotors |
396 |
|
|
18.4 Schlußbemerkung |
400 |
|
|
19 Die unrunde Welle |
402 |
|
|
19.1 Einleitung |
402 |
|
|
19.2 Bewegungsdifferentialgleichungen und Lösungen |
404 |
|
|
19.3 Die unrunde Welle in orthotroper Lagerung |
416 |
|
|
19.4 Unrunde Welle in Gleitlagern |
422 |
|
|
19.5 Fragen |
423 |
|
|
20 Der zweiflüglige Propeller |
424 |
|
|
20.1 Einleitung |
424 |
|
|
20.2 Mechanisches Modell, Bewegungsgleichungen |
424 |
|
|
20.3 Homogene Lösung und Stabilität des ungedämpften Systems |
428 |
|
|
20.4 Dämpfungseinfluß auf die Stabilität |
432 |
|
|
20.5 Unwuchterzwungene Schwingungen |
433 |
|
|
20.6 Schlußbemerkungen |
436 |
|
|
20.7 Fragen |
438 |
|
|
21 Der Lavalläufer mit angerissener Welle |
440 |
|
|
21.1 Einleitung |
440 |
|
|
21.2 Ein einfaches Rissmodell |
440 |
|
|
21.3 Die Bewegungsgleichungen und ihre Linearisierung bei horizontaler Welle - der atmende Riss |
446 |
|
|
21.4 Stabilität |
449 |
|
|
21.5 Erzwungene Schwingungen |
452 |
|
|
21.6 Schlußbemerkung |
459 |
|
|
21.7 Fragen |
459 |
|
|
22 Berührungslose Flüssigkeitsdichtungen |
462 |
|
|
22.1 Einleitung |
462 |
|
|
22.2 Modellbildung und Lösungsansätze für fluid- dynamische Berechnungen |
466 |
|
|
22.3 Das Bulk-Flow-Modell |
468 |
|
|
22.4 Parameterstudie an einem glatten Dichtspalt |
479 |
|
|
22.5 Einflussstudien an einer Laval-Welle |
485 |
|
|
22.6 Schlußbemerkung |
495 |
|
|
22.7 Fragen |
496 |
|
|
23 Berührungslose Gasdichtungen |
498 |
|
|
23.1 Einleitung |
498 |
|
|
23.2 Kräfte in Gasdichtungen |
500 |
|
|
23.3 Einteilung berührungsloser Gasdichtungen |
501 |
|
|
23.4 Funktionsprinzip einer Labyrinthdichtung |
503 |
|
|
23.5 Modellbildung und Lösungsansätze |
505 |
|
|
23.6 Einflussgrößen auf die rotordynamischen Koeffizienten |
514 |
|
|
23.7 Anwendungsbeispiel: Hochdruckkompressor |
522 |
|
|
23.8 Fragen |
528 |
|
|
24 Spalterregung in Turbinen - Thomas-Kräfte |
530 |
|
|
24.1 Einleitung |
530 |
|
|
24.2 Ansatz für die Spalterregungskräfte - Modellbildung |
531 |
|
|
24.3 Der lokale Wirkungsgradverlust |
534 |
|
|
24.4 Die Spalterregungskonstante k, |
537 |
|
|
24.5 Die destabilisierende Wirkung der Spalterregung |
537 |
|
|
24.6 Fragen |
539 |
|
|
25 Luftkraftsteifigkeiten und -dämpfungen von Windturbinen und die Gondelwhirl-Stabilität |
540 |
|
|
25.1 Einleitung |
540 |
|
|
25.2 Luftkraftsteifigkeit und -dämpfung |
542 |
|
|
25.3 Systematische Ermittlung der Propeller-Derivativa |
545 |
|
|
25.4 Mechanisches Modell des elastisch gebetteten Triebstranges |
547 |
|
|
25.5 Gondelstabilität einer größeren Windkraftanlage |
549 |
|
|
25.6 Stabilitätsgrenze formelmäßig |
552 |
|
|
25.7 Schlußbemerkung |
554 |
|
|
25.8 Fragen |
555 |
|
|
26 Der sanft anstreifende Rotor |
556 |
|
|
26.1 Einleitung |
556 |
|
|
26.2 Die Bewegungsgleichungen |
560 |
|
|
26.3 Lösung der elasto-thermischen Bewegungs- gleichung |
565 |
|
|
26.4 Diskussion der Anstreif-Lösung - das Spiralen |
567 |
|
|
26.5 Stabilität der Spirale |
568 |
|
|
26.6 Periodendauer der Spirale |
570 |
|
|
26.7 Beispiel Turbokompressor |
571 |
|
|
26.8 Schlußbemerkung |
572 |
|
|
26.9 Fragen |
573 |
|
|
27 Die harte Statorberührung - Fanglager |
574 |
|
|
27.1 Einleitung |
574 |
|
|
27.2 Resonanzpassage mit im Fanglager anliegendem Rotor |
576 |
|
|
27.3 Kinematisches Rückwärtsrollen - dry f riction whirl |
582 |
|
|
27.4 Die Bewegungsgleichungen bei Rotor-Stator- Berührung |
586 |
|
|
27.5 Plötzlicher Schaufelverlust mit anschließendem Anstreifen der Welle - digitale Simulation |
587 |
|
|
27.6 Schlußbemerkung |
591 |
|
|
27.7 Fragen |
592 |
|
|
28 Verschiebung der kritischen Drehzahlen des Rotors durch Einfluß von Gehäuse- und Fun- damentdynami k |
594 |
|
|
28.1 Einleitung |
594 |
|
|
28.2 Verschiebung der Eigenfrequenzen durch Lager- und Bocknachgiebigkeiten |
595 |
|
|
28.3 Genauere Betrachtung der Rotor-Fundament- Interaktion |
599 |
|
|
28.4 Fragen |
605 |
|
|
29 Ausnutzung der Fundamentdämpfung zur Beruhigung der Rotorschwingungen - die Abstimmung Wf = Wr |
606 |
|
|
29.1 Einleitung |
606 |
|
|
29.2 Freie Schwingungen - das Durchdringen der Fundamentdämpfung bei Wf = Wr |
608 |
|
|
29.3 Unwuchtantwort |
611 |
|
|
29.4 Verbesserung der Stabilität des Rotors durch Ausnutzen der Fundamentdämpfung |
613 |
|
|
29.5 Schlußbemerkung |
617 |
|
|
30 Lavalläufer - Blockfundament - elastischer Hal braum |
618 |
|
|
30.1 Einleitung |
618 |
|
|
30.2 Die Halbraumsteifigkeiten und -dämpfungen |
620 |
|
|
30.3 Bewegungsgleichungen, Unwuchtlösungen und Reduktion der Parameter |
622 |
|
|
30.4 Unwuchtantwort - Optimalauslegung |
625 |
|
|
30.5 Stabilitätserhöhung durch den Bodeneinfluß |
628 |
|
|
30.6 Gleitlagerung |
629 |
|
|
30.7 Zusammenfassung, Schlußbemerkung |
629 |
|
|
30.8 Fragen |
630 |
|
|
31 Schwingungsüberwachung von Maschinen - Normen und Richtlinien |
632 |
|
|
31.1 Einleitung |
632 |
|
|
31.2 Anordnung der Schwingungsaufnehmer und deren Eigenschaften |
637 |
|
|
31.3 Kleiner Vergleich von Weg-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsmessungen |
642 |
|
|
31.4 Beurteilung von Lagergehäuse- und Wellenschwin- gungen - Zulässige Werte, Normen und Richtlinien |
643 |
|
|
31.5 Schlußbemerkung |
644 |
|
|
31.6 Fragen |
644 |
|
|
32 Maschinendiagnose - Signalanalytische Betrachtungen und Orbitkinematik |
646 |
|
|
32.1 Einleitung |
646 |
|
|
32.2 Elliptische Orbits in ein- und zweiseitiger Fourierdarstellung |
646 |
|
|
32.3 Orbitkinematik |
650 |
|
|
32.4 Die Transformation zwischen inertialen und mitrotierenden Koordinaten - Spektralshift |
656 |
|
|
32.5 Differenzdiagnose, Trendanalyse |
657 |
|
|
32.6 Schlußbemerkung |
658 |
|
|
32.7 Fragen |
659 |
|
|
33 Diagnosehinweise - Störschwingungen und ihre Ursachen |
660 |
|
|
33.1 Einleitung |
660 |
|
|
33.2 Erkennungskriterien für Rotorinstabilitäten |
661 |
|
|
33.3 Ursachen von + 1 C2 Orbits - Ellipsenbahnen |
662 |
|
|
33.4 Ursachen von f n CI Orbits |
665 |
|
|
33.5 Bruchteilfrequenzen - Rosetten, n/m Orbits |
667 |
|
|
33.6 Wälzlagerfehler |
668 |
|
|
33.7 Typische Signale von Getrieben, Elektromaschinen, Gebläsen etc. |
671 |
|
|
33.8 Schlußbemerkung |
676 |
|
|
34 Modellgestützte Maschinenüberwachung und dagnose |
678 |
|
|
34.1 Einleitung |
678 |
|
|
34.2 Modellgestützte Beobachtung |
681 |
|
|
34.3 Überwachung mittels angelernter Neuro-Fuzzy-Logik |
683 |
|
|
34.4 Begleitende Ermittlung der Rest-Lebenserwartung mit Hilfe von Beobachtern |
688 |
|
|
34.5 Schlußbemerkung |
690 |
|
|
Literaturverzeichnis |
692 |
|
|
Sachverzeichnis |
720 |
|
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