CN106574623A - 立轴泵 - Google Patents

Abstract

一种立轴泵，其能够降低振动和摩擦。该立轴泵具有：与旋转轴连接并旋转的物体；第一滑动轴承，其在外周面上具有第一滑动部并通过内周面支承该第一滑动部；和第二滑动轴承，其在内周面上具有第二滑动部并通过外周面支承该第二滑动部，将上述第一滑动部或第二滑动部的至少一方连接在与上述旋转轴连接并旋转的物体中重量比较大的物体上。

Description

立轴泵

技术领域

本发明涉及具有滑动轴承的立轴泵，尤其涉及先行待机运转泵或在干燥条件下进行管理运转的泵等的、进行空气中运转和排水(输水)运转的立轴泵。

背景技术

近年来，由于城市化的发展，而加深了绿地的减少以及路面的混凝土化、柏油化的扩大，由此产生了城市热岛现象，被称为所谓游击暴雨的局部集中暴雨在市区频发。对于混凝土化、柏油化了的路面，局部大量的降雨未被土地吸收而直接被导入到水渠中。其结果是，大量的雨水在短时间内流入到排水泵站。

排水泵是为了防备因频发的这种集中暴雨带来的大量雨水的快速排水而设置于排水泵站的，对于该排水泵，进行着在雨水到达至排水泵站之前预先启动的先行待机运转，从而避免产生因启动延迟而导致的浸水损失。

图1是进行先行待机运转的立轴泵的局部概略图。在排水泵站的水槽100中配置有立轴泵3，该立轴泵3在沿纵向配置的轴的前端具有叶轮22，即使由于使空气与水一起吸入到叶轮22而导致水槽100的水位为最低运转水位LWL以下也能继续运转(先行待机运转)。在该立轴泵3中，在叶轮22入口侧的吸水钟形部(bell)27的侧面部上设有贯穿孔5，且在该贯穿孔5上安装有空气管6，该空气管6具有与外部空气接触的开口6a。由此，在该立轴泵3中，使经由贯穿孔5向立轴泵3内供给的空气的供给量根据水位而变化，从而在最低运转水位LWL以下控制立轴泵3的排水量。

图2是说明先行待机运转的运转状态的图。例如用为大城市的雨水排水，与吸入水位无关地根据降雨信息等预先启动立轴泵(A：空气中运转)。随着水位从低水位的状态上升，水位达到至叶轮的位置，立轴泵从空转(空气中运转)经过由叶轮搅拌水的运转(B：气水搅拌运转)、并进一步经过一边将经由贯穿孔所供给的空气与水一起吸入一边逐渐增加水量的运转(C：气水混合运转)，而向100％地进行水排出的全开运转(D：稳态运转)过渡。另外，当水位从高水位降低时，从全开运转向一边将经由贯穿孔所供给的空气与水一起吸入一边逐渐减少水量的运转(C：气水混合运转)过渡。当水位到达至LLWL附近时，向不吸入水也不进行排水的运转(E：气闭(air lock)运转)过渡。将具有这五个特征的运转总称为先行待机运转。此外，泵启动是从比壳体下端低的水位LLLWL开始的。

图3是表示图1所示的进行先行待机运转的立轴泵3整体的剖视图。此外，省略了图2所示的贯穿孔5及空气管6的图示。如图3所示，立轴泵3具有：设置固定在泵设置座上的排出弯头30；与该排出弯头30的下端连接的壳体29；与壳体29的下端连接、且将叶轮22收纳于内部的排出碗形部(bowl)28；和与排出碗形部28的下端连接、且用于吸入水的吸水钟形部27。

在立轴泵3的壳体29、排出碗形部28及吸水钟形部27的径向大致中心部上，配置有通过联轴器26彼此连接的旋转轴10、10'。旋转轴10、10'通过经由支承部件固定在壳体29上的上部轴承62、和经由支承部件固定在排出碗形部28上的下部轴承63来支承。在旋转轴10、10'的一端侧(吸水钟形部27侧)连接有用于将水吸入到泵内的叶轮22。旋转轴10、10'的另一端侧从设于排出弯头30上的孔通向立轴泵3的外部，而与使叶轮22旋转的未图示的发动机或电机等驱动机连接。

在旋转轴10、10'与设于排出弯头30上的孔之间设有浮动密封件、压盖密封垫(gland packing)或机械密封件等轴密封件34，由此防止立轴泵3所处理的水流出到立轴泵3的外部。

驱动机设在地上从而能够容易地进行保养检查。驱动机的旋转传递到旋转轴10、10'，从而能够使叶轮22旋转。水通过叶轮22的旋转而被从吸水钟形部27吸入，并从排出碗形部28、壳体29通过而从排出弯头30排出。

图3所示的立轴泵3在泵启动时于空气中运转。即，轴承62、63在没有液体润滑的干燥条件下运转。在此，干燥条件是指泵运转中的轴承62、63的环境为没有液体润滑的空气中的条件，而干燥运转是指在该条件下的运转。另外，轴承62、63也能够在向轴承输水了的排水条件下运转。在此，排水条件是指泵运转中的轴承62、63的环境为混入有砂土等异物(泥浆)的水中的条件，而排水运转是指在该条件下的运转，例如是指气水混合运转、全开运转等、气闭运转等。由于在这样的条件下使用轴承62、63，所以对于轴承62、63存在如下的技术课题。

对于轴承62、63使用滑动轴承。虽然对于该滑动轴承使用各种各样的材料，但在进行干燥运转的立轴泵3的情况下，从干燥滑动性及排水运转时的可靠性的观点考虑，大多使用树脂或陶瓷制的轴承。在该情况下，对滑动轴承要求如下：可承受干燥运转时的摩擦发热，并且可抵抗排水运转时的因水中的泥浆而导致的磨损。但是，这两个特性大多矛盾，通常耐磨损性高的轴承材料具有摩擦系数高的倾向。因此若优选排水运转时的耐磨损性地选定轴承材料的话，则干燥条件下的摩擦发热会增大，若为了抑制干燥条件下的摩擦发热来选定摩擦系数低的轴承材料的话，则排水运转时的因泥浆产生的轴承材料的磨损量会增加。

另外，在对于滑动轴承和与滑动轴承一起使用的缓冲材料而使用了树脂或橡胶等高分子材料的情况下，由于按不同材料所确定的可使用温度具有上限，所以因摩擦产生的发热限度是由这些材料的性质所决定的。

在具有以上所说明的特性的滑动轴承中，若为了提高滑动轴承的维持管理性而提高滑动轴承的耐磨损性的话，则轴承滑动面的摩擦系数会变大，由于该轴承滑动面的摩擦而有可能产生以下说明的振动。

通常，在运转如立轴泵3这样的旋转机械时，存在如下情况：由于因旋转体自身所具有的重量的不平衡或流体载荷对旋转体强制产生的激振力而导致旋转机械振动。但是，作为其他旋转机械的振动原因，具有因旋转体的振摆回转而在与位移方向(旋转体的径向)正交的方向(旋转体的周向)上产生的力。该力被称为不稳定化力，具有消除旋转体的阻尼作用的效用。其结果是，当因不稳定化力而导致旋转体整体的阻尼作用变成负时，存在引起发散振动(振摆回转逐渐增大这样的振动)的情况。

在此，在立轴泵3启动时等的空气中运转下，与水中运转相比由于轴承部中没有润滑流体，所以轴承滑动面的摩擦系数大。由于该摩擦力成为上述不稳定化力，所以在使用摩擦系数高的轴承材料的情况下不稳定化力变大，从而在旋转轴10、10'上引起与旋转方向反向地振摆回转的发散振动。

另外，在干燥运转时产生了这样的发散振动的情况下，因振动而导致轴承表面压力增大，从而在轴承滑动面上产生的摩擦力变得极大。因此，有可能由于因轴承温度急剧上升引起的热膨胀或烧结而导致轴承陷入功能不良。

另一方面，在立轴泵3的排水运转时，在滑动轴承的滑动面上形成有液膜。由于该液膜而产生不稳定化力，由此存在产生很大振动的情况。该现象以与在用油润滑的滑动轴承中被称为油膜振荡(oil whip)或油膜涡动(oil whirl)的现象相同的机理产生。当产生该现象时，旋转轴10、10'激烈地振动而无法正常运转。

为了防止这些振动，需要谋求不稳定化力的降低、或因阻尼附加而产生的旋转轴10、10'的稳定性提高，但如上所述，大幅降低干燥运转时的不稳定化力的原因即摩擦系数是很困难的，另外针对立轴泵3的结构，难以对旋转轴10、10'赋予充分的阻尼作用。

这样，在进行先行待机运转的立轴泵用的滑动轴承中，要求耐磨损性、耐发热性(低摩擦性)、耐振动性之类的性能。而且，作为以高水平同时满足这些要求的轴承，发明人研究开发了一种轴承并提出将其用于立轴泵，该轴承具有：旋转部件，其在外周面上具有第一滑动部且在内周面上具有第二滑动部，并能在水中及空气中旋转；第一滑动轴承，其通过内周面支承所述第一滑动部；和第二滑动轴承，其通过外周面支承所述第二滑动部。

根据上述已开发出的轴承，在外周面的第一滑动部通过与第一滑动轴承之间的滑动而作用于旋转部件的摩擦力、与在内周面的第二滑动部通过与第二滑动轴承之间的滑动而作用于旋转部件的摩擦力彼此相抵消，因此，不会损失耐磨损性，能够在干燥运转时或在包含泥浆的排水运转时等也减少因基于摩擦力或液膜等产生的不稳定化力所导致的振动。另外，由于能够降低施加于轴承滑动面的摩擦力，所以能够减少滑动轴承的发热量。

另外，关于上述已开发出的轴承的配置，本发明人目前考虑到将其作为经由支承部件固定在壳体29上的上部轴承62或经由支承部件固定在排出碗形部28上的下部轴承63来配置，或者如图4所示作为与叶轮22相比位于下方(吸入侧)的底轴承66来配置，从而确保维护性。但是，关于配置在什么样的位置能将振动和摩擦最佳地减少，尚未进行研究。

另外，泵的形状根据所要求的性能而异，振动和摩擦的程度也不同，关于将上述已开发出的轴承配置在什么样的位置上更好这一探讨的必要性正在变高。

发明内容

本发明着眼于以往所忽略的上述已开发出的轴承的配置，其目的在于，不管是什么样的泵，只要通过将上述已开发出的轴承设为最佳配置，就会最佳地降低振动和摩擦。

旋转体的不平衡力表示为如下的半径方向载荷，该半径方向载荷通过(旋转体的重量[kg])×(重心与旋转中心的偏差[m])×(旋转角速度[rad/s]的平方)而算出。发明人基于(摩擦力)＝(摩擦系数)×(半径方向载荷)的关系而掌握了作为基于摩擦所产生的振动的主要原因的、轴承滑动部的摩擦力会在如下轴承中变得特别大这一点，该轴承是设置于在叶轮等上所产生的不平衡力大的部位(以下标记为载荷点)上的轴承。当这样地掌握之后，由于半径方向载荷会在叶轮等重物附近变大，所以重物附近的摩擦力变成最大。在立轴泵3中，由于驱动机与叶轮由很长的旋转轴10、10'连接，所以旋转体整体的半径方向载荷的大部分都会集中产生在叶轮部分。因此，得出的结论为，将使摩擦力相抵消的轴承配置在摩擦力变成最大的部分上是最有效的。发明人在经过以上所述的锐意研究之后，其结果是找到了如下方法。

为了实现上述目的，本发明的一个方式的立轴泵具有：与旋转轴连接并旋转的物体；第一滑动轴承，其在外周面上具有第一滑动部并通过内周面支承该第一滑动部；和第二滑动轴承，其在内周面上具有第二滑动部并通过外周面支承该第二滑动部，将所述第一滑动部及第二滑动部的至少一方以接近与所述旋转轴连接并旋转的物体中重量比较大的物体的方式配置。

根据本发明的其他方式的立轴泵，所述重量比较大的物体为叶轮。

本发明的其他方式的立轴泵具有：旋转轴；叶轮，其与所述旋转轴连接、并与旋转轴一起旋转；第一滑动轴承，其具有与旋转轴一起旋转的第一滑动部、和通过其内周面支承该第一滑动部的第一支承部；以及第二滑动轴承，其具有与旋转轴一起旋转的第二滑动部、和通过其外周面支承该第二滑动部的第二支承部，所述第一滑动部及第二滑动部的至少一方设在所述叶轮的内部。

发明效果

根据本发明，不管是什么样的泵，由于将使摩擦力相抵消的轴承配置在滑动面的摩擦力会因不平衡力而容易变大的叶轮等旋转体重物上，因此都能够有效地降低施加于旋转体的摩擦力。因此，能够最佳地降低振动和摩擦。

附图说明

图1是进行先行待机运转的立轴泵的局部概略图。

图2是说明先行待机运转的运转状态的图。

图3是表示进行先行待机运转的立轴泵的整体的剖视图。

图4是进行先行待机运转的立轴泵的以往的轴承的配置图。

图5是图3所示的部分a的详细图。

图6是用图5说明的实施例的变形例。

图7是说明将基于第一滑动轴承和第二滑动轴承产生的摩擦力相抵消的原理的纵剖面示意图。

图8是图7所示的XX'截面的剖视图。

图9是表示干燥运转时的第一滑动轴承及第二滑动轴承的动作的图。

图10是表示排水运转时的第一滑动轴承及第二滑动轴承的动作的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。在图1～图10中，对相同或相当的结构要素标注相同的附图标记并省略重复说明。

图5是图3的部分a的详细图，是表示与在旋转轴10'的上下方向上配置有第一滑动轴承1和第二滑动轴承2的状态相关的部分的图。此外，本实施方式的立轴泵由于具有与图3所示的立轴泵类似的形状，所以省略整体的说明。

如图3所示，在立轴泵3中的排出碗形部28的内部，经由导流叶片41包围着旋转轴10'地配置有内筒42。如图5所示，旋转轴10'由第一滑动轴承1和第二滑动轴承2支承。第一滑动轴承1由在图3所示的内筒42的内部与内筒42连接的支承部件43支承。

如图5所示，第一滑动轴承1具有第一套筒31(第一滑动部)和第一轴承44(第一支承部)。在第一滑动轴承1中，第一套筒31作为旋转体的外周侧的滑动部而固定在旋转轴10'(旋转体)的外周侧，第一套筒31随着旋转轴10'的旋转而旋转。与第一套筒31的外周滑动的第一轴承44作为固定侧的内周侧的滑动部，经由第一背衬(back-metal)51及第一缓冲材料52而由第一轴承保持架53固定在支承部件43上。

第二滑动轴承2具有第二套筒37(第二支承部)和第二轴承39(第二滑动部)。在第二滑动轴承2中，第二轴承39作为旋转体的内周侧的滑动部，经由第二背衬54及第二缓冲材料55而由第二轴承保持架59(旋转体)固定在叶轮22上、或者在接近叶轮22的位置处固定在旋转体(旋转轴10'、叶轮22、第二轴承保持架59等)上。换言之，第二轴承39固定在位于叶轮22内部(供旋转轴10'所通过的叶轮22内部)的第二轴承保持架59等旋转体上。第二轴承39可以如图示的例子那样固定在位于叶轮22内部的第二轴承保持架59上，也可以直接固定在叶轮22或旋转轴10'上。第二轴承39随着叶轮22等的旋转而旋转。第二套筒37作为与第二轴承39的内周滑动的固定侧的外周侧的滑动部，固定在与支承部件43连接的固定套筒保持件56的外周上。

固定套筒保持件56由与支承部件43连接的连接部分56a、和支承第二套筒37的圆筒状的套筒支承部56b构成。由于能够以使套筒支承部56b的长度方向上的长度延伸到叶轮22的重心位置的方式加工，所以第二滑动轴承2能够配置在离叶轮22的重心位置最近的位置上。

在固定套筒保持件56及叶轮22的第二轴承保持架59附近，分别设有第一输水孔57、第二输水孔58，由于进行第一套筒31与第一轴承44之间以及第二套筒37与第二轴承39之间的输水，所以能够进行顺利的滑动。与此同时，由于能够防止堆积物的蓄积，另外在空气运转和水中运转的转换中能够快速进行滑动部周边的空气和水的转换，所以快速减少了因两者的过渡状况而导致的振动。

图6是用图5说明的实施例的变形例。图6是表示在旋转轴10'的同一旋转平面内配置有第一滑动轴承1和第二滑动轴承2、并且使两个滑动轴承1、2接近叶轮22配置的状态的图。

在第一滑动轴承1中，作为旋转体的外周侧的滑动部，在与叶轮22或接近叶轮22的位置上的旋转体(旋转轴10'等)连接的第二轴承兼套筒保持件64的外周侧固定有第一套筒31。第一套筒31随着旋转轴10'的旋转而旋转。换言之，第一套筒31固定在位于叶轮22内部的第二轴承兼套筒保持件64等旋转体上。第一套筒31可以如图示的例子那样固定在位于叶轮22内部的第二轴承兼套筒保持件64的外周侧，也可以直接固定在叶轮22或旋转轴10'上。

作为与第一套筒31的外周滑动的固定侧的内周侧的滑动部，第一轴承44与第一背衬51和第一缓冲材料52一起固定在与支承部件43连接的第一轴承兼固定套筒保持件65的内周上。

在第二滑动轴承2中，作为旋转体的内周侧的滑动部，第二轴承39与第二背衬54和第二缓冲材料55一起由第二轴承兼套筒保持件64固定在叶轮22上或接近叶轮22的位置上的旋转体(旋转轴10'等)上。第二轴承39随着叶轮22等的旋转而旋转。换言之，第二轴承39固定在位于叶轮22内部的第二轴承兼套筒保持件64等旋转体上。第二轴承39可以如图示的例子那样固定在位于叶轮22内部的第二轴承兼套筒保持件64的内周侧，也可以直接固定在叶轮22或旋转轴10'上。

作为与第二轴承39的内周滑动的固定侧的外周侧的滑动部，第二套筒37固定在与支承部件43连接的第一轴承兼固定套筒保持件65的外周上。

这样，第二轴承兼套筒保持件64的外周面作为第一滑动轴承1而形成滑动部，且第二轴承兼套筒保持件64的内周面作为第二滑动轴承2而形成滑动部。

第一轴承兼固定套筒保持件65由如下部件构成：与支承部件43连接的连接部分65a、通过其内周面支承第一轴承44的圆筒状的第一轴承保持架53、和通过其外周面支承第二套筒37的圆筒状的固定套筒保持件56。由于能够以使这些圆筒状的部件的长度方向上的长度延伸到叶轮22的重心位置的方式加工，所以第二滑动轴承2能够配置在离叶轮22的重心位置最近的位置上。

在第一轴承兼固定套筒保持件65及第二轴承兼套筒保持件64的附近，分别设有第一输水孔57、第二输水孔58，由于进行各套筒、轴承之间的输水，所以能够进行顺利的滑动。与此同时，由于能够防止堆积物的蓄积，并且在空气运转和水中运转的转换中能够快速进行滑动部周边的空气和水的转换，所以快速减少了因两者的过渡状况而导致的振动。

接着，对第一滑动轴承和第二滑动轴承进行说明。图7是说明将基于第一滑动轴承和第二滑动轴承产生的摩擦力相抵消的原理的纵剖面示意图。在图示的例子中，在旋转轴10(10')(旋转体)的外周设有第一套筒31(第一滑动部)。第一套筒31的材料在实用性上由超硬合金或不锈钢等构成。在第一套筒31的外周侧设有中空圆筒的第一轴承44(第一支承部)。即，第一套筒31与第一轴承44的内侧接触且滑动。第一轴承44的材料在实用性上由树脂材料、陶瓷、烧结金属或进行了表面改性的金属构成。第一套筒31的外周面(第一滑动部46)构成为，与第一轴承44的内周面(滑动面)隔着非常狭窄的第一余隙47而相对，并相对于第一轴承44的滑动面滑动。第一轴承44的外周部固定在大致圆筒状的轴承壳体32的内周面上。轴承壳体32的材料在实用性上由金属或树脂构成。

另外，在轴承壳体32的外周面上设有中空圆筒的第二轴承39(第二支承部)。第二轴承39的材料在实用性上由树脂材料、陶瓷、烧结金属或进行了表面改性的金属构成。此外，第一轴承44和第二轴承39的材料从基于材料的线性膨胀系数的余隙变化的观点来看，更优选为同一种材料。

在旋转轴10(10')上通过固定销或螺栓等固定机构33a而固定有大致圆筒状的套筒壳体38，套筒壳体38(旋转体)以通过旋转轴10(10')的旋转而与旋转轴10(10')一起旋转的方式构成。在套筒壳体38的内周面设有第二套筒37(第二滑动部)，第二套筒37的内周面(第二滑动部36)构成为，与第二轴承39的外周面(滑动面)隔着非常狭窄的第二余隙48而相对，并相对于第二轴承39的滑动面滑动。即，第二套筒37在第二轴承39的外侧外接且滑动。此外，套筒31、37通常设在轴部件等的外周，但在本申请中，为了易于理解轴承单元的结构，方便起见将担任主要轴承部件的部件设为第一、第二滑动轴承，并将相对的被滑动部件称为套筒。另外，在图7所示的例子中，虽然没有设置图5及图6所示的第一背衬51、第一缓冲材料52、第二背衬54、及第二缓冲材料55，但也可以设置有这些部件。

第一轴承44及第二轴承39由螺栓等固定机构33b固定在经由轴承壳体32的凸缘部32a与泵等的壳体相连的支承部件35等上。此外，在以上的例子中，第一套筒31保持在旋转体(旋转轴10(10'))的外周，并将与第一套筒31的外周侧对应的非旋转的轴承作为第一轴承44。另一方面，在旋转体(套筒壳体38)的内周具有第二套筒37，并将与第二套筒37的内周侧对应的非旋转的轴承作为第二轴承39。但是，有时也可以将第一轴承44保持在旋转体(旋转轴10(10'))的外周，并在对应的非旋转体上设置第一套筒31。另外，也可以是在第一滑动轴承1中将第一套筒31保持在旋转体的外周且使与其对应的第一轴承44位于非旋转侧的状态、在第二滑动轴承2中将第二轴承39保持在旋转体的内周且使与其对应的第二套筒37位于非旋转侧的状态、以及与其相反的状态。即，不管第一轴承44与第一套筒31之间的位置关系以及第二轴承39与第二套筒37之间的位置关系是什么样的关系，将基于第一滑动轴承1和第二滑动轴承2产生的摩擦力相抵消的基本原理不会变。

考虑到将该第一滑动轴承1及第二滑动轴承2应用于例如立轴泵等排水泵中并在水中的环境下使用的情况，在套筒壳体38上设有将包含泥浆等的水向第一余隙47及第二余隙48输入的给水口40。流入到给水口40的水从作为流路的第一余隙47及第二余隙48通过。这样，由于形成有使水向第一余隙47及第二余隙48通过的流路，且第一余隙47及第二余隙48也作为流路发挥作用，所以能够在排水运转时以空气不会滞留的方式使水快速向第一余隙47及第二余隙48流动，从而快速发挥第一滑动轴承1及第二滑动轴承2的作用。

另外，第一轴承44及第二轴承39在启动时在干燥条件下支承第一套筒31及第二套筒37，在排水条件下隔着极薄的液膜支承第一套筒31及第二套筒37。在此，干燥条件是指运转中的第一轴承44及第二轴承39的环境为没有液体润滑的空气中的条件，而干燥运转是指在该条件下的运转。

为了抑制旋转轴10(10')的稳态振摆回转，并抑制因振摆回转而施加于第一轴承44及第二轴承39的载荷，第一余隙47的直径间隙尺寸(第一轴承44的内径-第一套筒31的外径)及第二余隙48的直径间隙尺寸(第二套筒37的内径-第二轴承39的外径)分别优选为第一轴承44的内径的1/1000以上且1/100以下、第二轴承39的外径的1/1000以上且1/100以下。在第一余隙47及第二余隙48的尺寸比这些范围大的情况下，旋转轴10(10')的稳态振摆回转变大，因该振摆回转而施加于第一轴承44及第二轴承39的载荷也变大，从而存在稳定运转变得很困难的情况。另外，在第一余隙47及第二余隙48的尺寸比这些范围小的情况下，存在第一余隙47及第二余隙48被异物堵塞、或者第一轴承44及第二轴承39由于与异物之间的摩擦而烧粘的情况。

第一余隙47的直径间隙尺寸与第二余隙48的直径间隙尺寸优选为相同，但若第一轴承44、第二轴承39、第一套筒31、或第二套筒37由树脂形成等而这些部件具有弹性的话，则即使该尺寸存在差异也会发挥本发明的功能。在该情况下，第二余隙48的直径间隙尺寸相对于第一余隙47的直径间隙尺寸的比率优选为0.5以上且2.0以下，更优选为0.7以上且1.3以下。但是，在如后所述将第一轴承44、第二轴承39、第一套筒31、或第二套筒37进一步经由橡胶等缓冲材料固定的情况下(参照图6等)，即使因缓冲材料的变形而不处于上述尺寸的范围内，第一轴承44和第二轴承39也能同时分别与第一套筒31及第二套筒37接触而发挥本发明的功能。

图8是图7所示的XX'截面的剖视图。如图所示地构成为，第一套筒31的外周面、第一轴承44的内周面、第二轴承39的外周面、及第二套筒37的内周面各自的中心与中心轴O大致一致。此外，在图8中，为了方便起见而放大示出了第一余隙47及第二余隙48的尺寸。

图9是表示干燥运转时的第一滑动轴承1及第二滑动轴承2的动作的图。当旋转轴10(10')旋转时，固定在旋转轴10(10')上的第一套筒31、及固定在套筒壳体38上的第二套筒37也旋转。在干燥条件下，当第一套筒31的外周面与第一轴承44在点A上接触时，会对旋转轴10(10')产生轴承反作用力F_AN。由于该轴承反作用力F_AN而在旋转轴10(10')的旋转方向的反方向上产生摩擦力F_AF，该摩擦力F_AF成为在旋转轴10(10')上引起旋转方向的反方向上的振摆回转振动的不稳定化力。

另一方面，第二套筒37与第二轴承39在点B上接触，由此会产生轴承反作用力F_BN，由于该轴承反作用力F_BN而产生摩擦力F_AF的反方向上的力即摩擦力F_BF。在旋转轴10(10')的系统中，由于摩擦力F_AF与摩擦力F_BF相抵消，所以旋转轴10(10')能够稳定地旋转。另外，旋转轴10(10')的载荷(轴承反作用力)在点A和点B上分散，由此，施加于滑动轴承的摩擦力也会分散。其结果是，减少了因摩擦导致的发热，从而抑制了干燥运转时的轴承的温度上升。

图10是表示排水运转时的第一滑动轴承1及第二滑动轴承2的动作的图。第一余隙47及第二余隙48被水充满，而该水分别构成液膜49、液膜50，由此第一滑动轴承1及第二滑动轴承2作为流体润滑轴承单元而发挥作用。这时，在液膜49上产生因旋转轴10(10')的旋转而导致的周向上的压力不均匀，其结果是，在旋转轴10(10')上产生半径方向流体力F_AR和周向流体力F_AT。该周向流体力F_AT成为在排水运转时产生振动的不稳定化力。此外，该周向流体力F_AT是在上述干燥运转中产生的摩擦力F_AF的反方向上的力。

以往，为了在立式旋转轴中防止因该液膜产生的不稳定振动，将轴承的内表面形状形成为多圆弧形状而非正圆形状。但是，在含有大量泥浆的水中使用由树脂构成的轴承的情况下，存在由于磨损导致轴承的内表面形状接近于正圆形状而失去振动抑制效果的情况。

在此，根据本轴承单元，在第二余隙48内的液膜50中产生因第二套筒37的旋转而导致的周向上的压力不均匀，其结果是，在旋转轴10(10')上产生半径方向流体力F_BR和周向流体力F_BT。这时，由于周向流体力F_AT和周向流体力F_BT彼此为反方向，所以因液膜49、液膜50而产生的不稳定化力相抵消，旋转轴10(10')能够不产生因不稳定化力导致的振动而稳定地旋转。

以上，第一滑动轴承1及第二滑动轴承2在干燥运转时及排水运转时的任一常用运转中均是以滑动面进行平常滑动并支承旋转轴的滑动轴承，同时，由于作用于第1滑动轴承的接点和第2滑动轴承的接点的摩擦力相抵消，所以能够抑制因不稳定化力导致的旋转轴的振动，从而维持旋转轴的稳定旋转。

如以上所说明的那样，根据图7所示的第一滑动轴承1及第二滑动轴承2，即使在干燥运转时由于旋转轴10(10')的轴的振摆回转而导致旋转体(第一套筒31及第二套筒37)与第一轴承44及第二轴承39发生碰撞，由于在发生该碰撞时摩擦力的朝向彼此反向地作用而相抵消，所以也能够抑制旋转轴10(10')的振摆回转的发散，并防止因不稳定化而导致的振动。而且，还能减少因该振动引起的摩擦，从而抑制轴承温度的上升。

由于图7所示的第一滑动轴承1及第二滑动轴承2具有第一轴承44和第二轴承39，所以能够将干燥运转时的轴承滑动面的摩擦力分散，从而抑制因轴承滑动面的摩擦而导致的发热。由此，能够使用摩擦系数比以往构造高的轴承材料、即耐磨损性高的轴承材料，从而能够长期稳定地运转。

另外，由于图7所示的第一滑动轴承1及第二滑动轴承2在轴承壳体32的内周面上保持第一轴承44，并在其外周面上保持第二轴承39，所以能够在立轴泵的轴方向上设为紧凑的构造。

图5及图6所示的第一滑动轴承1及第二滑动轴承2能够具有与图7所示的第一滑动轴承1及第二滑动轴承2相同的效果。进一步地，由于图5及图6所示的第一滑动轴承1及第二滑动轴承2接近叶轮等重量比较大的旋转体重物(其滑动面的摩擦力因不平衡力而容易变大)，并且配置将摩擦力相抵消的轴承，所以能够有效地降低施加于旋转体的摩擦力。因此，能够最佳地降低振动和摩擦。

另外，在具备本实施方式的第一滑动轴承1及第二滑动轴承2的立轴泵中，旋转轴10(10')位于水中的部分(第一套筒31及第二套筒37)的支承仅由第一轴承44及第二轴承39等轴承来进行。即，对于进行排水运转的旋转机械的水中轴承，并不适用球轴承或滚子轴承那样的滚动轴承，而是能够通过滑动轴承来实现本实施方式的效果。

在以上说明的本申请发明的滑动轴承中，也可以不必在套筒及各滑动轴承的滑动面的相反侧设置缓冲材料。以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，当然也可以在其技术思想的范围内用各种不同的方式来实施。

附图标记说明

3…立轴泵

10、10'…旋转轴

22…叶轮

31…第一套筒

32…轴承壳体

37…第二套筒

39…第二轴承

44…第一轴承

53…第一轴承保持架

56…固定套筒保持件

59…第二轴承保持架

Claims (3)

1.一种立轴泵，其特征在于，具有：

与旋转轴连接并旋转的物体；

第一滑动轴承，其在外周面上具有第一滑动部并通过内周面支承该第一滑动部；和

第二滑动轴承，其在内周面上具有第二滑动部并通过外周面支承该第二滑动部，

将所述第一滑动部及第二滑动部的至少一方以接近与所述旋转轴连接并旋转的物体中重量比较大的物体的方式配置。

2.根据权利要求1所述的立轴泵，其特征在于，所述重量比较大的物体为叶轮。

3.一种立轴泵，其特征在于，具有：

旋转轴；

叶轮，其与所述旋转轴连接、并与旋转轴一起旋转；

第一滑动轴承，其具有与旋转轴一起旋转的第一滑动部、和通过其内周面支承该第一滑动部的第一支承部；以及

第二滑动轴承，其具有与旋转轴一起旋转的第二滑动部、和通过其外周面支承该第二滑动部的第二支承部，

所述第一滑动部及第二滑动部的至少一方设在所述叶轮的内部。