JP2009168205A - Tilting pad bearing - Google Patents
Tilting pad bearing Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009168205A JP2009168205A JP2008008953A JP2008008953A JP2009168205A JP 2009168205 A JP2009168205 A JP 2009168205A JP 2008008953 A JP2008008953 A JP 2008008953A JP 2008008953 A JP2008008953 A JP 2008008953A JP 2009168205 A JP2009168205 A JP 2009168205A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- pad
- peripheral surface
- tilting pad
- curvature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
- F16C17/03—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
- F16C23/02—Sliding-contact bearings
- F16C23/04—Sliding-contact bearings self-adjusting
Abstract
Description
本発明は、蒸気タービン等のロータ(回転軸)を回転自在に支持するティルティングパッド(ジャーナル)軸受に関するものである。 The present invention relates to a tilting pad (journal) bearing that rotatably supports a rotor (rotating shaft) such as a steam turbine.
例えば蒸気タービン等においては、図6に示すように、ロータ(回転軸)100は図示しないタービンケーシングに対してティルティングパッド軸受101を介して回転自在に支持される(図6Aの断面図参照)。 For example, in a steam turbine or the like, as shown in FIG. 6, the rotor (rotating shaft) 100 is rotatably supported by a turbine casing (not shown) via a tilting pad bearing 101 (see the cross-sectional view of FIG. 6A). .
このティルティングパッド軸受101は、ロータ100の外周面に沿って複数個(図6Bの断面図では五つ)配設された軸受パッド102が軸受ハウジング103に収装されてなり、軸受パッド背面のピボット点(図6B中白抜き三角形で示した支持点参照)を中心に各軸受パッド103が周方向に揺動することで、ロータ外周面と軸受パッド潤滑面との間に形成される油膜の厚さを周方向に均一に調整・保持し得るようになっている。
The tilting pad bearing 101 includes a plurality of bearing pads 102 (five in the cross-sectional view of FIG. 6B) arranged along the outer peripheral surface of the
ところで、図6に示したようなティルティングパッド軸受101において、ロータ100とティルティングパッド軸受101との間にミスアライメント(ロータ外周面と軸受パッド内周面との軸方向隙間が不均一になる)が発生した場合には、軸受パッド102がロータ100に追従する(上記軸方向隙間を均一にする)ことができず、軸方向に対し油膜厚さが不均一となるという不具合を生じる。
Incidentally, in the tilting pad bearing 101 as shown in FIG. 6, misalignment between the
即ち、油膜厚さの不均一化により、軸受パッド102の軸方向に温度差が生じ、油膜が薄く、温度が高い方(図6A中の破線で示した潤滑面の軸方向温度プロファイル参照)は軸受パッド102が熱膨張し、油膜の薄膜化が助長されるのである。また、油膜厚さの不均一化により軸受剛性・減衰性の低下も招来される。
That is, due to the non-uniformity of the oil film thickness, a temperature difference occurs in the axial direction of the
尚、特許文献1では、すべり軸受の軸受面が端縁に向かいテーパが取られ、相手面は端縁に向って小径化することで、クラウニングと同様に機能して、負荷状態においても軸受メタルの端部近傍における油膜厚さを確保して強当たりによる障害を回避するようにした技術が開示されているが、このすべり軸受の軸受メタルはティルティングパッド軸受の軸受パッドとは構造が異なり、周方向における油膜厚さの調整機能は全く有していない。 In Patent Document 1, the bearing surface of the slide bearing is tapered toward the end edge, and the mating surface is reduced in diameter toward the end edge so that it functions in the same way as crowning, and even in a loaded state, the bearing metal Although the technology that secures the oil film thickness in the vicinity of the end of the belt and avoids the obstacle due to the strong hit is disclosed, the bearing metal of this sliding bearing is different in structure from the bearing pad of the tilting pad bearing, It does not have any function of adjusting the oil film thickness in the circumferential direction.
そこで、本発明の目的は、ミスアライメント状態下にあっても、周方向に加えて軸方向にも油膜厚さを均一に調整・保持して軸受パッドの軸方向温度を均一にすることができるティルティングパッド軸受を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to uniformly adjust and maintain the oil film thickness in the axial direction in addition to the circumferential direction even in a misaligned state, so that the axial temperature of the bearing pad can be made uniform. It is to provide a tilting pad bearing.
上記の課題を解決するための本発明に係るティルティングパッド軸受は、
回転軸を回転自在に支持するティルティングパッド軸受において、
前記回転軸の外周面に沿って複数個配設される軸受パッドの背面を凸状形状として周方向に加えて軸方向にも曲率を持たせる一方、該軸受パッド背面に対向する軸受ハウジングの内周面を凹状形状として少なくとも周方向に曲率を持たせたことを特徴とする。
The tilting pad bearing according to the present invention for solving the above-described problems is
In the tilting pad bearing that rotatably supports the rotating shaft,
A plurality of bearing pads arranged along the outer peripheral surface of the rotating shaft have a convex rear surface, and have a curvature in the axial direction in addition to the circumferential direction. The circumferential surface has a concave shape and has a curvature in at least the circumferential direction.
また、
前記軸受パッド背面の曲率半径Rbと前記軸受ハウジング内周面の曲率半径Rhとの間には、Rb<Rhの関係が設定されることを特徴とする。
Also,
A relationship of Rb <Rh is set between a curvature radius Rb of the back surface of the bearing pad and a curvature radius Rh of the inner peripheral surface of the bearing housing.
また、
前記軸受パッド背面と前記軸受ハウジング内周面との少なくとも何れか一方の接触部分を本体部分と異なった低摩耗摺動材料で形成したことを特徴とする。
Also,
The contact portion of at least one of the back surface of the bearing pad and the inner peripheral surface of the bearing housing is formed of a low wear sliding material different from the main body portion.
また、
前記接触部分は前記本体部分に交換可能に埋設されることを特徴とする。
Also,
The contact portion is embedded in the main body portion in a replaceable manner.
本発明に係るティルティングパッド軸受によれば、軸受パッドの背面を凸状形状として周方向に加えて軸方向にも曲率を持たせる一方、該軸受パッド背面に対向する軸受ハウジングの内周面を凹状形状として少なくとも周方向に曲率を持たせたので、軸受パッドはピボット点回りに周方向に加えて軸方向にも揺動可能となる。 According to the tilting pad bearing of the present invention, the back surface of the bearing pad is formed in a convex shape so as to have a curvature in the axial direction in addition to the circumferential direction, while the inner peripheral surface of the bearing housing facing the back surface of the bearing pad is provided. Since the concave shape has a curvature in at least the circumferential direction, the bearing pad can swing in the axial direction in addition to the circumferential direction around the pivot point.
これにより、軸受パッドの潤滑面と回転軸の外周面との間に形成される油膜が周方向に加えて軸方向にも均一となり、ミスアライメント状態下にあっても周方向に加えて軸方向にも回転軸外周面と軸受パッド潤滑面との間に形成される油膜厚さを均一に調整・保持して軸受パッドの軸方向温度を均一にすることができる。 As a result, the oil film formed between the lubrication surface of the bearing pad and the outer peripheral surface of the rotating shaft becomes uniform in the axial direction in addition to the circumferential direction, and even in the misaligned state, in addition to the circumferential direction, the axial direction In addition, the oil film thickness formed between the outer peripheral surface of the rotating shaft and the bearing pad lubrication surface can be adjusted and maintained uniformly to make the axial temperature of the bearing pad uniform.
以下、本発明に係るティルティングパッド軸受を実施例により図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, a tilting pad bearing according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の実施例1を示すティルティングパッド軸受の要部断面図、図2は軸受パッドと軸受ハウジングの斜視図、図3は軸受パッドの組み付け状態の説明図で、図3Aは軸方向断面図,図3Bは軸受パッド中央位置周方向断面図、図4はミスアライメントの説明図で、図4Aは軸受ハウジングのミスアライメント無しの軸方向断面図,図4Bは軸受ハウジングのミスアライメント有りの軸方向断面図である。 1 is a sectional view of a principal part of a tilting pad bearing showing Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a bearing pad and a bearing housing, FIG. 3 is an explanatory view of an assembled state of the bearing pad, and FIG. Cross-sectional view, FIG. 3B is a circumferential cross-sectional view of the bearing pad center position, FIG. 4 is an explanatory diagram of misalignment, FIG. 4A is an axial cross-sectional view of the bearing housing without misalignment, and FIG. FIG.
図1に示すように、蒸気タービン等のロータ(回転軸)10は図示しないタービンケーシングに対しティルティングパッド軸受11を介して回転自在に支持される。 As shown in FIG. 1, a rotor (rotary shaft) 10 such as a steam turbine is rotatably supported by a turbine casing (not shown) via a tilting pad bearing 11.
前記ティルティングパッド軸受11は、前記ロータ10の外周面に沿って複数個配設される軸受パッド12が軸受ハウジング13に収装されてなる(図6B参照)と共に、図2及び図3に示すように、軸受パッド12の背面を凸状形状として周方向に加えて軸方向にも曲率を持たせる一方、該軸受パッド背面に対向する軸受ハウジング13の内周面を凹状形状として周方向に加えて軸方向にも曲率を持たせている。
The tilting pad bearing 11 includes a plurality of
即ち、軸受パッド12の背面と軸受ハウジング13の内周面には、周方向クラウニング加工と軸方向クラウニング加工が施されるのである。尚、軸受ハウジング13の内周面においては、周方向にのみ曲率を持たせても良い。
That is, circumferential crowning and axial crowning are performed on the back surface of the
また、前記軸受パッド背面の曲率半径Rbと前記軸受ハウジング内周面の曲率半径Rhとの間には、Rb<Rhの関係が設定される。 Further, a relationship of Rb <Rh is set between the curvature radius Rb of the back surface of the bearing pad and the curvature radius Rh of the inner peripheral surface of the bearing housing.
このように構成されるため、本ティルティングパッド軸受11において、軸受パッド12はピボット点(図1〜図3中白抜き三角形で示した支持点参照)回りに周方向に加えて軸方向にも揺動可能となる。
Because of this configuration, in the tilting pad bearing 11, the
これにより、軸受パッド12の潤滑面とロータ10の外周面との間に形成される油膜厚さが周方向に加えて軸方向にも均一となり、ミスアライメント状態下にあっても周方向に加えて軸方向にもロータ外周面と軸受パッド潤滑面との間に形成される油膜厚さを均一に調整・保持して軸受パッド12の軸方向温度を均一にすることができる(図1中の破線で示す潤滑面の軸方向温度プロファイル参照)。
As a result, the oil film thickness formed between the lubrication surface of the
ところで、軸受パッド12と軸受ハウジング13の接触圧力をHertz(ヘルツ)の接触圧力で評価する場合、
(1)軸受パッド12と軸受ハウジング13が共に周方向・軸方向に曲率を有する(本実施例のように内接する球対球)、
(2)軸受パッド12に周方向・軸方向に曲率を有し、軸受ハウジング13に周方向に曲率を有する(内接する球対円筒)、
(3)軸受パッド12に周方向に曲率を有し、軸受ハウジング13に周方向・軸方向に曲率を有する(外接する円筒対球)、
三つの構造が考えられるが、前記(1)の構造が最も圧力を低く抑える曲率半径の設計が容易であると言える。
By the way, when evaluating the contact pressure between the
(1) Both the
(2) The
(3) The
Although three structures are conceivable, it can be said that the structure of (1) is easy to design a curvature radius that suppresses the pressure to the lowest level.
因みに、図4に示すように、前記(3)の構造において、軸受ハウジング13自体にミスアライメントが生じた場合(図4B参照)、ピボット点(図4中白抜き三角形で示した支持点参照)の位置が軸方向に中心から移動する(図4Aの軸受ハウジング13にミスアライメントが生じてない場合を比較参照)。ピボット点の位置が偏心すれば、軸方向圧力分布が非対称になることで、油膜厚さ分布も非対称になり、軸受パッド12に軸方向温度差が生じる。これに対して、前記(1)の構造のように軸受パッド12と軸受ハウジング13の両方にクラウニングを設けた場合、ピボット点の位置は軸方向にずれることはない。
Incidentally, as shown in FIG. 4, in the structure of (3) above, when misalignment occurs in the
図5は本発明の実施例2を示すティルティングパッド軸受の説明図で、図4Aは組み付け状態要部断面図,図4Bは図4AのA−A矢視断面図である。 FIG. 5 is an explanatory view of a tilting pad bearing showing Embodiment 2 of the present invention, FIG. 4A is a cross-sectional view of the main part in the assembled state, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along arrow AA in FIG.
これは、実施例1における軸受パッド12の背面と軸受ハウジング13の内周面との両方の接触部分12b,13bを本体部分12a,13aと異なった低摩耗摺動材料(例えば窒化珪素等のセラミックス)で形成すると共に、前記接触部分12b,13bを矩形断面のキー状に形成して前記本体部分12a,13aに形成した矩形断面の溝部に交換可能に埋設した例である。
This is because the
これによれば、実施例1と同様の作用・効果に加えて、ピボット点近傍にフレッチング等の損傷が発生した場合、軸受パッド12・軸受ハウジング13ごと交換せずに各々の接触部分12b,13bのみ交換すれば良く、容易に交換可能となると共に、軸受パッド12・軸受ハウジング13全体を高価な低摩耗摺動材料で形成するより低コストを実現できる利点が得られる。
According to this, in addition to the same actions and effects as in the first embodiment, when damage such as fretting occurs near the pivot point, the
尚、上記実施例において、軸受パッド12の背面と軸受ハウジング13の内周面との何れか一方の接触部分12b又は13bを本体部分12a又は13aと異なった低摩耗摺動材料で形成しても良い。
In the above embodiment, either the
また、本願発明は上記各実施例に限定されず、軸受パッド12や軸受ハウジング13の形状・寸法変更等各種変更が可能であることは言うまでもない。
Further, the present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that various changes such as changes in the shape and dimensions of the
10 ロータ
11 ティルティングパッド軸受
12 軸受パッド
12a 本体部分
12b 接触部分
13 軸受ハウジング
13a 本体部分
13b 接触部分
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記回転軸の外周面に沿って複数個配設される軸受パッドの背面を凸状形状として周方向に加えて軸方向にも曲率を持たせる一方、該軸受パッド背面に対向する軸受ハウジングの内周面を凹状形状として少なくとも周方向に曲率を持たせたことを特徴とするティルティングパッド軸受。 In the tilting pad bearing that rotatably supports the rotating shaft,
A plurality of bearing pads arranged along the outer peripheral surface of the rotating shaft have a convex rear surface, and have a curvature in the axial direction in addition to the circumferential direction. A tilting pad bearing characterized in that the circumferential surface has a concave shape and has a curvature in at least the circumferential direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008008953A JP2009168205A (en) | 2008-01-18 | 2008-01-18 | Tilting pad bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008008953A JP2009168205A (en) | 2008-01-18 | 2008-01-18 | Tilting pad bearing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009168205A true JP2009168205A (en) | 2009-07-30 |
Family
ID=40969603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008008953A Pending JP2009168205A (en) | 2008-01-18 | 2008-01-18 | Tilting pad bearing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009168205A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103541995A (en) * | 2013-10-31 | 2014-01-29 | 湖南崇德工业科技有限公司 | Tilting pad supporting structure |
WO2016080000A1 (en) | 2014-11-20 | 2016-05-26 | 三菱重工業株式会社 | Tilting pad bearing |
KR20190129467A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-20 | 한화파워시스템 주식회사 | Tilting pad bearing |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58102819A (en) * | 1981-12-11 | 1983-06-18 | Toshiba Corp | Tilting pad bearing |
JPH05223121A (en) * | 1992-02-12 | 1993-08-31 | Toshiba Corp | Submerged bearing device |
JP2005226832A (en) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Laing Oliver | Spherical bearing, electric motor and circulating pump |
JP2006118552A (en) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Bearing device |
WO2009099094A1 (en) * | 2008-02-04 | 2009-08-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Bearing device and rotary machine |
-
2008
- 2008-01-18 JP JP2008008953A patent/JP2009168205A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58102819A (en) * | 1981-12-11 | 1983-06-18 | Toshiba Corp | Tilting pad bearing |
JPH05223121A (en) * | 1992-02-12 | 1993-08-31 | Toshiba Corp | Submerged bearing device |
JP2005226832A (en) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Laing Oliver | Spherical bearing, electric motor and circulating pump |
JP2006118552A (en) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Bearing device |
WO2009099094A1 (en) * | 2008-02-04 | 2009-08-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Bearing device and rotary machine |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103541995A (en) * | 2013-10-31 | 2014-01-29 | 湖南崇德工业科技有限公司 | Tilting pad supporting structure |
WO2016080000A1 (en) | 2014-11-20 | 2016-05-26 | 三菱重工業株式会社 | Tilting pad bearing |
US9618036B2 (en) | 2014-11-20 | 2017-04-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Tilting-pad bearing |
KR20190129467A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-20 | 한화파워시스템 주식회사 | Tilting pad bearing |
KR102575236B1 (en) * | 2018-05-11 | 2023-09-05 | 한화파워시스템 주식회사 | Tilting pad bearing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6100215B2 (en) | Half thrust bearing and bearing device using the same | |
JP5071150B2 (en) | Bearing device for turbocharger | |
JP2002188624A (en) | Split bearing | |
US11193528B2 (en) | Bearing pad for tilting-pad bearing, tilting-pad bearing, and rotary machine | |
JP6095233B2 (en) | Thrust bearing and bearing device for crankshaft of internal combustion engine | |
EP2469110B1 (en) | Sealing device and rolling bearing device provided with sealing device | |
JP2009092246A (en) | Bearing system | |
JP2009063118A (en) | Rolling bearing | |
JP2008057762A (en) | Ball bearing | |
JP2009168205A (en) | Tilting pad bearing | |
JP5922809B1 (en) | Tilting pad bearing and rotating machine | |
JPH11247845A (en) | Bearing device for roller support | |
JP2017180672A (en) | Foil bearing | |
JP2005326023A (en) | Roller supporting bearing device | |
JP5800420B2 (en) | Journal bearing | |
JP2007120540A (en) | Tapered roller bearing | |
JP2005256893A (en) | Rolling bearing for turbo charger | |
JP2008524522A (en) | Traction automatic adjustment planetary roller transmission | |
JP6786230B2 (en) | Journal bearing | |
JP2009281397A (en) | Outer ring split into two halves, and bearing split into two halves using the same | |
JP2010116991A (en) | Halved rolling bearing, bearing structure having the same and forming method of outer ring track in halved rolling bearing | |
JP2008039055A (en) | Bearing device for supporting roller | |
JP5043798B2 (en) | Slide bearing and bearing device | |
JP2006226487A (en) | Tapered roller bearing | |
JP2009019708A (en) | Split type needle roller bearing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091215 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110729 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110802 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110927 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20111110 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20111110 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120306 |