JP2001173644A - Journal bearing - Google Patents

Journal bearing

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JP2001173644A
JP2001173644A JP36428999A JP36428999A JP2001173644A JP 2001173644 A JP2001173644 A JP 2001173644A JP 36428999 A JP36428999 A JP 36428999A JP 36428999 A JP36428999 A JP 36428999A JP 2001173644 A JP2001173644 A JP 2001173644A
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JP
Japan
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bearing
resin
shaft
journal bearing
split
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JP36428999A
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Inventor
Eiji Kato
英二 加藤
Osamu Takahashi
收 高橋
Hideyumi Matsumura
秀弓 松村
Takayuki Shibayama
隆之 柴山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Metal Co Ltd
Original Assignee
Daido Metal Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To conduct electric insulation from a shaft in a jounal bearing. SOLUTION: This journal bearing consists of a lower half-split bearing 12 receiving large radial load formed from a bearing using a resin sliding material which has low friction and is heat-resistant, though expensive, and an upper half-split bearing 11 receiving little radial load formed by coating a bearing alloy 17 of an inexpensive ordinary bearing with a resin layer 18.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は少なくとも2個に分
割されたすべり軸受により構成されるジャーナル軸受に
係り、特にラジアル荷重がほぼ一方向に作用するシャフ
トを支持するものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a journal bearing having at least two divided slide bearings, and more particularly to a journal bearing for supporting a shaft on which a radial load acts substantially in one direction.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】水力発電設備における
発電機では、そのロータシャフトを支持するジャーナル
軸受として、例えばホワイトメタルを摺動材に用いたす
べり軸受が多く使用されてきている。ところが、発電機
では、ロータに帯電を生じ易く、その帯電によりロータ
シャフトとこれを支持するジャーナル軸受との間の電位
差が大きくなると、ロータシャフトとジャーナル軸受と
の間の油膜を破ってロータシャフトからジャーナル軸受
へとスパークが飛び(電流が流れ)、ホワイトメタルの
表面が電食するという問題を生ずる。
In a power generator of a hydroelectric power plant, a slide bearing using, for example, white metal as a sliding material has been widely used as a journal bearing for supporting a rotor shaft thereof. However, in the generator, the rotor is apt to be charged, and when the potential difference between the rotor shaft and the journal bearing supporting the rotor is increased due to the charging, the oil film between the rotor shaft and the journal bearing is broken and the rotor shaft is discharged. Sparks fly to the journal bearing (current flows), causing a problem that the surface of the white metal is electrolytically eroded.

【0003】このような電食によるジャーナル軸受の損
傷を防止するためには、電流が流れる経路の途中を絶縁
することが必要である。このため、従来の発電機では、
ジャーナル軸受を取付けたケーシングの下に絶縁シート
を敷いて据付面から電気的に絶縁し、ロータシャフトか
らジャーナル軸受へと電流が流れることのないようにし
ていた。しかしながら、この絶縁法を採用した場合、単
にハウジングと据付面との間に絶縁シートを敷くだけで
は足らず、実際には、ハウジングを据付面に固定するボ
ルトとハウジングとの間も電気的に絶縁する必要があ
リ、他に多くの絶縁部品が必要となると共に、ハウジン
グの据付け作業が面倒で、作業に多くの手間がかかる。
[0003] In order to prevent the journal bearing from being damaged by such electrolytic corrosion, it is necessary to insulate the middle of the path through which current flows. For this reason, in a conventional generator,
An insulating sheet was laid under the casing to which the journal bearing was attached to electrically insulate it from the installation surface, so that current did not flow from the rotor shaft to the journal bearing. However, when this insulating method is adopted, it is not sufficient to merely lay an insulating sheet between the housing and the installation surface, and in fact, the bolts for fixing the housing to the installation surface and the housing are also electrically insulated. In addition to the necessity, many other insulating parts are required, and the installation work of the housing is troublesome, and much work is required.

【0004】このような問題を生ずることなくロータシ
ャフトからジャーナル軸受へ電流が流れることを防止す
るために、ジャーナル軸受を摺動材に樹脂系材料を使用
した軸受( 以下、樹脂軸受) で構成し、摺動材そのもの
でロータシャフトとの間を電気的に絶縁することが考え
られている。ところが、樹脂軸受は、単体では、強度不
足となるため、金属材料と接合強化する必要がある。例
えば、裏金に接合媒体として燒結体を燒結し、この燒結
体に樹脂を含浸させつつ当該燒結体の上層に樹脂層を形
成するようにしなければならず、製造工程が複雑で、ジ
ャーナル軸受がコスト高になるという問題を生ずる。
In order to prevent a current from flowing from the rotor shaft to the journal bearing without causing such a problem, the journal bearing is constituted by a bearing using a resin material as a sliding material (hereinafter referred to as a resin bearing). It has been considered that the sliding member itself electrically insulates the rotor shaft. However, since the resin bearing alone has insufficient strength, it is necessary to strengthen the joint with a metal material. For example, it is necessary to sinter a sintered body as a bonding medium on a backing metal, and to impregnate the sintered body with a resin to form a resin layer on an upper layer of the sintered body. This raises the problem of becoming high.

【0005】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、コストの上昇を抑制しながらシャフト
との間を電気的に絶縁することができるジャーナル軸受
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a journal bearing capable of electrically insulating a shaft from a shaft while suppressing an increase in cost.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、ジャーナル軸
受を構成する少なくとも2個の分割軸受のうち、シャフ
トに作用するほぼ一方向のラジアル荷重を受ける分割軸
受を樹脂系摺動材を装着してなる軸受により構成し、残
る分割軸受を金属の軸受面に樹脂コーティングを施した
軸受から構成したことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, of at least two split bearings constituting a journal bearing, a split bearing which receives a radial load in almost one direction acting on a shaft is mounted with a resin-based sliding member. And the remaining split bearing is constituted by a bearing having a metal bearing surface coated with a resin.

【0007】この構成によれば、シャフトに作用するラ
ジアル荷重を受ける分割軸受が樹脂系摺動材を装着して
構成され、他の分割軸受もシャフトと接する面に樹脂コ
ーティングを施しているので、シャフトからすべり軸受
へと電流が流れることはない。このように、ジャーナル
軸受自身でシャフトとの間を電気的に絶縁できるので、
ケーシングの下に絶縁シートを敷くといった方法を採ら
ずとも済む。しかも、複数の分割軸受のうち、大きなラ
ジアル荷重を受ける分割軸受のみを製造コストの高い樹
脂系摺動材を用いる軸受で構成すれば良く、他の分割軸
受は安価に製造できる軸受で構成できるので、軸受全体
としてのコストを低く抑えることができる。
[0007] According to this configuration, the split bearing that receives the radial load acting on the shaft is formed by mounting a resin-based sliding member, and the other split bearing also has a resin coating on the surface that contacts the shaft. No current flows from the shaft to the plain bearing. In this way, the journal bearing itself can be electrically insulated from the shaft,
It is not necessary to adopt a method of laying an insulating sheet under the casing. In addition, among the plurality of split bearings, only the split bearing that receives a large radial load may be constituted by a bearing using a resin-based sliding material having a high manufacturing cost, and the other split bearings can be constituted by bearings that can be manufactured at low cost. Thus, the cost of the entire bearing can be kept low.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を水力発
電機のロータのシャフトを支持するジャーナル軸受に適
用して図面を参照しながら説明する。図4は水力発電機
のロータシャフト1を支持する軸受装置2を示す。この
軸受装置2は、水力発電機のロータシャフト1に作用す
るラジアル荷重とスラスト荷重とを受けるもので、その
ケーシング3に上記のロータシャフト1が左右に通され
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings, applying to a journal bearing for supporting a shaft of a rotor of a hydroelectric generator. FIG. 4 shows a bearing device 2 for supporting a rotor shaft 1 of a hydroelectric generator. The bearing device 2 receives a radial load and a thrust load acting on the rotor shaft 1 of the hydraulic power generator. The rotor shaft 1 is passed through the casing 3 of the bearing device 2 from side to side.

【0009】上記ケーシング3は、ロータシャフト1が
挿通する部分で分割可能な上ケース4と下ケース5とか
らなるもので、両ケース4および5の内側には、縦壁6
および7が一体に形成されている。そして、両縦壁6お
よび7間に金属製の軸受ハウジング8が固定されてい
る。なお、ケーシング3の下ケース5は、油だめとさ
れ、その内部には、潤滑油が溜められている。
The casing 3 is composed of an upper case 4 and a lower case 5 which can be divided at a portion through which the rotor shaft 1 is inserted.
And 7 are integrally formed. A metal bearing housing 8 is fixed between the vertical walls 6 and 7. In addition, the lower case 5 of the casing 3 is used as an oil reservoir, and lubricating oil is stored therein.

【0010】軸受ハウジング8の内側には、スラスト軸
受9とジャーナル軸受10とが設けられている。スラス
ト軸受9は、ロータシャフト1に作用するスラスト荷重
を受けるもので、ロータシャフト1に設けられたフラン
ジ1aを挟むように設けられた一対のティルティングパ
ット軸受からなる。
A thrust bearing 9 and a journal bearing 10 are provided inside the bearing housing 8. The thrust bearing 9 receives a thrust load acting on the rotor shaft 1, and includes a pair of tilting pad bearings provided so as to sandwich a flange 1 a provided on the rotor shaft 1.

【0011】ジャーナル軸受10は、ロータシャフト1
に作用するラジアル荷重を受けるすべり軸受からなるも
ので、図1に示すように、上下2個の半割軸受(分割軸
受)11,12から構成されている。発電機のロータシ
ャフト1に作用するラジアル荷重としては、ロータの自
重が主たるもので、その自重に基づくラジアル荷重はほ
ぼ下向きに作用していて下半割軸受12によって受けら
れる。
The journal bearing 10 includes a rotor shaft 1
As shown in FIG. 1, it is composed of upper and lower two half bearings (split bearings) 11 and 12, as shown in FIG. The radial load acting on the rotor shaft 1 of the generator is mainly the own weight of the rotor, and the radial load based on the own weight acts substantially downward and is received by the lower half bearing 12.

【0012】上下の半割軸受11,12のうち、ラジア
ル荷重の大部分を受ける下半割軸受12は、樹脂軸受に
よって構成されている。樹脂軸受は、図2にも示すよう
に、鋼鈑製の裏金13上に結合体14を介して樹脂系摺
動材15を加熱融着により接合して構成されている。上
記結合体14は、例えば鉄系或いは銅系の燒結金属粉末
を裏金13上に燒結して構成した多孔質のものである。
樹脂系摺動材15は、例えばポリテトラフルオロエチレ
ン(以下、PTFEと称する)、ポリエーテルエーテル
ケトン(以下、PEEKと称する)などからなり、前記
結合体14に含浸および被覆して構成されている。
Of the upper and lower half bearings 11, 12, the lower half bearing 12 which receives most of the radial load is formed of a resin bearing. As shown in FIG. 2, the resin bearing is formed by joining a resin-based sliding member 15 to a steel backing 13 via a joint 14 by heat fusion. The joint body 14 is a porous body formed by sintering, for example, an iron-based or copper-based sintered metal powder on the back metal 13.
The resin-based sliding member 15 is made of, for example, polytetrafluoroethylene (hereinafter, referred to as PTFE), polyetheretherketone (hereinafter, referred to as PEEK), or the like, and is configured by impregnating and covering the combined body 14. .

【0013】また、ほとんどラジアル荷重を受けない上
半割軸受11は、通常の半割軸受、すなわち鋼鈑製の裏
金16上に摺動材としてホワイトメタルなどの軸受合金
17を装着して形成した半割軸受を主体とし、その軸受
合金17上に樹脂層18をコーティングして構成されて
いる。なお、上半割軸受11の上部には、ロータシャフ
ト1に潤滑油を供給するためのリング19を通す切欠き
11aが形成されている。
The upper half bearing 11 which receives almost no radial load is formed by mounting a bearing alloy 17 such as white metal as a sliding material on a normal half bearing, that is, a back metal 16 made of steel plate. It is mainly composed of a half bearing, and a bearing alloy 17 is coated with a resin layer 18. Note that a cutout 11 a through which a ring 19 for supplying lubricating oil to the rotor shaft 1 is formed is formed in an upper portion of the upper half bearing 11.

【0014】このように本実施例によれば、上半割軸受
11については樹脂層18によって軸受面としての軸受
合金17とロータシャフト1との間が電気的に絶縁さ
れ、下半割軸受12については樹脂系摺動材15自身が
ロータシャフト1との間を電気的に絶縁する。この場
合、上半割軸受11は、ほとんどラジアル荷重を受けな
いので、軸受合金17に樹脂層18をコーティングした
だけであっても、発電機用として十分に使用できる。
As described above, according to the present embodiment, the upper half bearing 11 is electrically insulated from the bearing alloy 17 as a bearing surface and the rotor shaft 1 by the resin layer 18, and the lower half bearing 12 With respect to the above, the resin-based sliding member 15 itself electrically insulates the rotor from the rotor shaft 1. In this case, since the upper half bearing 11 hardly receives a radial load, even if the bearing alloy 17 is simply coated with the resin layer 18, it can be sufficiently used for a generator.

【0015】このように、高価な樹脂軸受は大きなラジ
アル荷重が作用する下半割軸受12だけとし、ほとんど
ラジアル荷重が作用しない上半割軸受11は軸受合金1
7に樹脂層18をコーティングしただけの安価な軸受と
するので、ジャーナル軸受10、ひいては軸受装置2全
体として安価に提供することができる。
As described above, the expensive resin bearing is limited to the lower half bearing 12 to which a large radial load acts, and the upper half bearing 11 to which almost no radial load acts is a bearing alloy 1
Since the bearing 7 is inexpensive simply by coating the resin layer 18, the journal bearing 10 and the bearing device 2 as a whole can be provided at low cost.

【0016】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではく、以下のような変更或いは拡
張することができる。ジャーナル軸受10は上下2分割
のものに限らず、3分割、或いはそれ以上に分割しても
良い。この場合、大きなラジアル荷重を受ける分割軸受
を樹脂軸受により構成すれば良い。上半割軸受11は軸
受合金17を特に設ける必要はなく、軸受面としての裏
金の内周面に樹脂層をコーティングした構成のものであ
っても良い。また、金属製のハウジングのうち、樹脂軸
受の取り付け部分を除いた部分の内周面をシャフトを受
ける軸受面として構成し、すなわち、ジャーナル軸受
を、樹脂軸受と、樹脂軸受の取り付け部分を除くハウジ
ングの内周面とで構成し、ハジングの内周面に直接樹脂
層をコーティングする構成としても良い。結合体14
は、焼結多孔質とする他、メッシュ、エキスパンド、パ
ンチングメタル、などを裏金13と接合させた構造体と
しても良く、また、裏金13に直接あり溝加工を施して
このあり溝に樹脂系摺動材15が浸入することで樹脂系
摺動材15を裏金13に結合させる構成としても良い。
水力発電機のジャーナル軸受に限らない。
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, but can be modified or expanded as follows. The journal bearing 10 is not limited to the upper and lower two parts, but may be divided into three parts or more. In this case, the split bearing that receives a large radial load may be formed of a resin bearing. The upper half bearing 11 does not need to be provided with the bearing alloy 17 in particular, and may have a configuration in which a resin layer is coated on an inner peripheral surface of a back metal as a bearing surface. In addition, of the metal housing, the inner peripheral surface of the portion other than the mounting portion of the resin bearing is configured as a bearing surface for receiving the shaft, that is, the journal bearing is formed of a resin bearing and the housing excluding the mounting portion of the resin bearing. And an inner peripheral surface of the housing may be directly coated with a resin layer. Combined 14
May be a structure in which a mesh, an expanded metal, a punched metal, or the like is bonded to the back metal 13 in addition to being sintered porous. It is also possible to adopt a configuration in which the resin-based sliding member 15 is connected to the back metal 13 by the intrusion of the moving member 15.
It is not limited to journal bearings of hydropower generators.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すもので、一部破断して
示すジャーナル軸受の正面図
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a front view of a journal bearing shown partially broken.

【図2】図1のA−A線に沿う断面図FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1;

【図3】図1のB−B線に沿う断面図FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1;

【図4】軸受装置全体の断面図FIG. 4 is a sectional view of the entire bearing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図中、1はロータシャフト、8は軸受ハウジング、10
はジャーナル軸受、11は上半割軸受(分割軸受)、1
2は下半割軸受(分割軸受)、13は裏金、14は結合
体、15は樹脂系摺動材、16は裏金、17は軸受合
金、18は樹脂層である。
In the figure, 1 is a rotor shaft, 8 is a bearing housing, 10
Is a journal bearing, 11 is an upper half bearing (split bearing), 1
2 is a lower half bearing (split bearing), 13 is a back metal, 14 is a combined body, 15 is a resin-based sliding material, 16 is a back metal, 17 is a bearing alloy, and 18 is a resin layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 秀弓 名古屋市北区猿投町2番地 大同メタル工 業株式会社内 (72)発明者 柴山 隆之 名古屋市北区猿投町2番地 大同メタル工 業株式会社内 Fターム(参考) 3J011 AA06 AA20 BA09 BA13 BA14 CA05 JA02 KA02 KA03 LA01 LA06 QA05 RA03 SB19 SC01 SC05 SC20  ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Hideyumi Matsumura 2nd Sanage-cho, Kita-ku, Nagoya-shi Inside Daido Metal Industry Co., Ltd. (72) Inventor Takayuki Shibayama 2nd Sanage-cho, Kita-ku, Nagoya-shi F term in the company (reference) 3J011 AA06 AA20 BA09 BA13 BA14 CA05 JA02 KA02 KA03 LA01 LA06 QA05 RA03 SB19 SC01 SC05 SC20

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも2個に分割されたすべり軸受
により構成されるジャーナル軸受であって、ラジアル荷
重がほぼ一方向に作用するシャフトを支持するジャーナ
ル軸受において、 前記すべり軸受を構成する複数個の分割軸受のうち、前
記シャフトに作用す前記ほぼ一方向のラジアル荷重を受
ける分割軸受を樹脂系摺動材を装着してな軸受により構
成し、残る分割軸受を金属面に樹脂をコーティングした
軸受から構成したことを特徴とするジャーナル軸受。
1. A journal bearing comprising at least two divided sliding bearings, the journal bearing supporting a shaft on which a radial load acts in substantially one direction, wherein the plurality of sliding bearings constitute the journal bearing. Of the split bearings, the split bearing which receives the radial load in the substantially one direction acting on the shaft is constituted by a bearing having a resin-based sliding material attached thereto, and the remaining split bearing is formed of a metal-coated resin bearing. A journal bearing characterized by comprising.
【請求項2】 支持するシャフトは、発電機のロータシ
ャフトであることを特徴とする請求項1 記載のジャーナ
ル軸受。
2. The journal bearing according to claim 1, wherein the supporting shaft is a rotor shaft of a generator.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7942581B2 (en) 2006-08-02 2011-05-17 Miba Gleitlager Gmbh Anti-friction layer for a bearing element
US8033733B2 (en) 2005-04-29 2011-10-11 Miba Gleitlager Gmbh Bearing element

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