JP2010116959A - ジャーナル軸受を備えた回転構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】環状の軸受ハウジング30内に揺動可能に配設されジャーナルjを自動調心可能に支持する複数個のパッド40を有し、該パッドとジャーナルj間に潤滑油を供給するようにしたジャーナル軸受10を備えた回転構造体において、ジャーナルjの自重が負荷されない上部位置に配置された上部パッド40a〜bを支持する軸受ハウジング30aにおいて、該上部パッドのジャーナル回転方向下流側部位で軸受ハウジング内面と上部パッド背面との間に上部パッドの該下流側部位をジャーナル側に付勢する弾性力を付与するバネ部材80を設け、該バネ部材により上部パッドとジャーナル間にジャーナル回転方向下流側に向って先狭まりの隙間を形成させるように構成した。
【選択図】図1
Description
特許文献1(特開平5−332355号公報)に、本出願人が提案した、ティルテイングパッドを備えたジャーナル軸受が開示されている。特許文献1に開示されているように、ティルテイングパッドは、ジャーナルに対してティルテイングパッドの背面側に設けられた球面ピボットに調整ライナを介してジャーナルの軸方向及び周方向に揺動可能に支持されている。
また、球面ピボットは軸受ハウジングの内面からティルテイングパッド側に突出し、ティルテイングパッド背面に設けられた凹溝に遊嵌しているため、ティルテイングパッドがジャーナルの回転方向に連れ回りするのを球面ピボットで阻止している。
しかし、この方式では、サイドシールによる摩擦損失と、パッド間における潤滑油の攪拌損失が生じ、機械効率が低下するという問題がある。
特許文献2は、直接潤滑方式のジャーナル軸受で、キャリオーバを防ぐ手段を提案している。
この速度差に抗して、ジャーナル表面とティルテイングパッド間にティルテイングパッドに負荷される荷重を支承する油膜圧を形成する必要がある。
また、ティルテイングパッドとジャーナルとの回転方向下流側の隙間を狭めてくさび膜効果を発揮させる場合でも、大型回転構造体では、ティルテイングパッドの重量が増大するので、ティルテイングパッドとジャーナル間の隙間調整も容易ではない。
環状の軸受ハウジング内に揺動可能に配設されジャーナルを自動調心可能に支持する複数個のパッドを有し、該パッドとジャーナル間に潤滑油を供給するようにしたジャーナル軸受を備えた回転構造体において、
ジャーナルの自重が負荷されない上部位置に配置された上部パッドを支持する軸受ハウジングにおいて、該上部パッドのジャーナル回転方向下流側部位で軸受ハウジング内面と上部パッド背面との間に上部パッドの該下流側部位をジャーナル側に付勢する弾性力を付与するバネ部材を設け、
該バネ部材により上部パッドとジャーナル間にジャーナル回転方向下流側に向って先狭まりの隙間を形成させるように構成したものである。
前記構成とすることにより、上部パッドとジャーナルとの隙間をジャーナル回転方向に亘って正確に調整できるため、上部パッドとジャーナル間の隙間に高い油膜圧を形成でき、そのため、上部パッドの振動の発生を防止できる。
ジャーナルの自重が負荷されない上部位置に配置された上部パッドを支持する軸受ハウジングにおいて、該上部パッドのジャーナル回転方向下流側部位で軸受ハウジング内面と上部パッド背面との間に上部パッドの該下流側部位をジャーナル側に付勢する弾性力を付与するバネ部材を設け、該バネ部材により上部パッドとジャーナル間にジャーナル回転方向下流側に向って先狭まりの隙間を形成させるように構成したことにより、くさび膜効果により上部パッドとジャーナル間に潤滑油の高い油膜圧を形成できる。従って、上部パッドとジャーナル間に良好な潤滑性能を維持でき、軸受面の焼損等を防止できる。
図1において、ジャーナルjは、蒸気タービン、ガスタービン又は発電機等の大型回転機械の回転軸である。ジャーナルjは40cm前後にも及ぶ大径となるため、これを支承するジャーナル軸受10も大型化すると共に、ジャーナルjの周速も高速化する。ジャーナルjは矢印a方向に回転する。
球面ピボット36の球面は、軸受ハウジング30の内周面と同じ高さに形成されている。従って、後述するサイドプレート35を取り外すと、ティルテイングパッド40は、調整ライナ44を付けたままジャーナル軸方向に滑らすことで、ティルテイングパッド40を軸受組立体から取り外すことができる。
図4に示すように、アウタライナ33は、図示しない結合ボルトにより軸受ハウジング30の外周面に結合されている。アウタライナ33の外周面は、軸受ハウジング30の外周面よりわずかに外方に突出している。
アウタライナ33には測定孔38に連通する貫通孔33aが穿設されている。測定孔38は、所定の測定作業が終わった後で、プラグ39で閉塞される。
また、下側軸受ハウジング30bには、給油孔62aに連通する位置に半径方向に給油孔64が穿設されている。さらに、給油孔64に連通して、ジャーナル回転方向に環状の導油溝66が設けられている。
なお、六角穴付きボルト94の頭部には、搬送具を挿入するための六角孔が設けられているので、軸受ハウジング30とティルテイングパッド40の搬送手段としても利用できる。このように、簡素かつ低コストな手段で、ティルテイングパッド40の回転方向前後端のジャーナルjとの隙間を調整可能になる。
この隙間調整手段と、六角穴付きボルト94による隙間調整を併用することによって、軸受面41とジャーナルj間の隙間を、図9に示すように、高精度でジャーナル回転方向に向かって先狭まりの隙間とすることができるので、くさび膜効果を利用して軸受面48に高い油膜圧を形成できる。従って、軸受面48の潤滑性能を高く維持できる。
また、上側軸受ハウジング30aには、ジャーナルjの自重が負荷されないので、従来振動が発生しがちであり、振動によりティルテイングパッド40に疲労破壊は起こる虞があったが、本実施形態ではこの不具合も解消できる。
さらに、主ケーシング52の根元部46aでティルテイングパッド40を支持しているので、ティルテイングパッド40の前側及び後側空間を広くすることができ、これによって、潤滑油のさらなる安定供給が可能となる。
また、軸受台20に設けられた給油孔60から環状の導油溝66及び給油孔68,及び給油ノズル50内に穿設された給油孔56を経て、給油ノズル50に潤滑油を供給しているので、軸受ハウジング30の強度を低下させずに、簡潔な構成で給油ノズル50に潤滑油を供給できる。
20 軸受台
30 軸受ハウジング
30a 上側軸受ハウジング
30b 下側軸受ハウジング
33,62 アウタライナ
35 サイドプレート
36 球面ピボット
38 測定孔
40a〜d ティルテイングパッド
44 調整ライナ
46 傾斜面
46a 根元部
48 軸受面
50 給油ノズル
52 主ケーシング
54 腕
56、60、62a、68 給油孔
58 ノズル口
66 導油溝
76 Oリング
80 コイルバネ
86 高さ調整用シム板
90 ネジ穴
92 ボルト通し孔
94 六角穴付きボルト
s1〜s4 隙間
Claims (4)
- 環状の軸受ハウジング内に揺動可能に配設されジャーナルを自動調心可能に支持する複数個のパッドを有し、該パッドとジャーナル間に潤滑油を供給するようにしたジャーナル軸受を備えた回転構造体において、
ジャーナルの自重が負荷されない上部位置に配置された上部パッドを支持する軸受ハウジングにおいて、該上部パッドのジャーナル回転方向下流側部位で軸受ハウジング内面と上部パッド背面との間に上部パッドの該下流側部位をジャーナル側に付勢する弾性力を付与するバネ部材を設け、
該バネ部材により上部パッドとジャーナル間にジャーナル回転方向下流側に向って先狭まりの隙間を形成させるように構成したことを特徴とするジャーナル軸受を備えた回転構造体。 - 前記上部パッドのジャーナル回転方向上流側部位を持ち上げ可能とするリフト手段を備え、該リフト手段で上部パッドとジャーナルの回転方向上流側部位間の隙間を調節可能にしたことを特徴とする請求項1に記載のジャーナル軸受を備えた回転構造体。
- 前記リフト手段が、軸受ハウジングに半径方向に穿設された貫通孔及びパッドに穿設され該貫通孔と連なる位置に開口しかつ同一方向に穿設されたネジ孔と、該貫通孔に挿入され同時に該ネジ孔に螺合するボルトとで構成され、該ボルトの該ネジ孔への螺入長さを調整することにより軸受ハウジングとパッド間の隙間を調節可能に構成したことを特徴とする請求項2に記載のジャーナル軸受を備えた回転構造体。
- 前記パッドの中央域を前記軸受ハウジング内面に設けた球面ピボットにジャーナルの軸方向及び周方向に揺動可能に支持させ、
ジャーナルの自重が負荷されない上部位置に配置された上部パッドを支持する軸受ハウジングにおいて、該球面ピボットの背面から軸受ハウジングの外面に貫通した測定孔を設け、該測定孔の開口から球面ピボット背面までの深さ計測値に基づいてジャーナルと上部パッド間の隙間を調整するように構成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載のジャーナル軸受を備えた回転構造体。
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