Einfluss instationärer Betriebsbedingungen auf die Lagerung von Propellerwellen

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Propellerwellen laufen in Gleitlagern, die im Stevenrohr angeordnet sind. In den letzten Jahren sind auf mehreren Passagierschiffen, meist nach Kursänderungen bei hohen Schiffsgeschwindigkeiten, Schäden an diesen Lagern aufgetreten, die erhebliche Folgekosten verursachten. Bei der Berechnung der Wellenausrichtung werden die komplexen hydrodynamischen Kräfte am Propeller in der Regel vernachlässigt, in seltenen Fällen nur für Vorausfahrt berücksichtigt. In dieser Arbeit wird ein Modell entwickelt, welches auch die Einflüsse instationärer Propellerkräfte auf die hydrodynamischen Verhältnisse in den Propellerwellenlagern erfasst. Es schließt den Druckaufbau in den Ölfilmen der Lager ein und berücksichtigt auch Verkippungen des Wellenzapfens sowie Einflüsse, die sich aus Besonderheiten der Lagerausführung ergeben. Die Lagerungsbedingungen der Propellerwelle eines RoRo-Schiffes mit zwei Propellern werden berechnet und gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass die hydrodynamischen Kräfte am Propeller die Bedingungen im hinteren Stevenrohrlager während verschiedener Manöver wesentlich beeinflussen. In einigen Bewegungsphasen trägt das Lager an der Hinterkante, in anderen kann eine Entlastung des hinteren Stevenrohrlagers eintreten und die Welle in den Bereich der Schmiernuten wandern, wo die Tragfähigkeit des Lagers erheblich reduziert ist. Die Messungen weisen nach, dass das entwickelte Rechenmodell die Lagerungsverhältnisse in geeigneter Weise abbildet.