JP2017110683A - 軸受装置及び回転機械システム - Google Patents

Abstract

【課題】運転中にも安全に潤滑油を取り出すことができる潤滑油採取システムを提供する。
【解決手段】潤滑油採取システムは、潤滑油を使用する軸受装置に設けられている。潤滑油採取システムは、軸受装置の油溜３４内の潤滑油を採取するために、供給管と採油管とを備えている。供給管は、潤滑油を供給する潤滑油タンクに接続されるとともに、油溜３４内に開口を有し、軸受ケーシング３１に対して固定されている。採油管は、油溜３４内に複数の採油口３９を有し、採油口３９から流入した油溜３４内の潤滑油を油溜３４の外に採り出す管であって、軸受ケーシング３１に対して固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、潤滑油診断のために少量の潤滑油を採取するのに適した軸受装置及びそれを含む回転機械システムに関するものである。

回転機械システムの一例としてのポンプシステムは、駆動軸と、駆動軸によって回転される回転機械としてのポンプと、駆動軸を回転駆動する駆動モータと、駆動軸を回転可能に支持する軸受装置とを備えている。また、フライホイール、流体変速機（流体継手、トルクコンバータ等）、増減速機、クラッチ等の回転機械システムにも、駆動軸を回転可能に支持する軸受装置が用いられる。これらの軸受装置では、駆動軸との間の摩擦を低減するために潤滑油が用いられる。

近年、機械設備の管理・維持方法として故障の根本原因系を監視・除去するプロアクティブ保全が提唱され、中でも潤滑油診断は回転機械システムの軸受装置の回転体摺動部の状態を知る上で非常に重要な評価方法となっている。

この潤滑油診断のために、軸受装置からは少量の潤滑油が採取される。この潤滑油の採取（以下、「採油」ともいう。）は、採油管を軸受装置に挿入して、軸受装置の油溜から潤滑油を採り出すことで行うことができる。

ここで、診断に用いる潤滑油は、滑油全体の代表となるものでなければならず、軸受装置内の潤滑油の全体が均一に混合された状態でその一部を採取すべきである。潤滑油に含まれる成分や異物は、ポンプの運転が長時間停止すると沈殿してしまうものもあり、そのような状態で一部の潤滑油を採取した場合には、潤滑油の全体に当該成分や異物がどの程度含まれているかを正確に知ることが困難になるからである。

特開２０１５−１１７７１１号公報

軸受装置内の潤滑油を均一に混合された状態にするために、潤滑油を採取（採油）する前に駆動軸を運転することが考えられるが、採油のためだけに運転をすることは非効率である。したがって、通常運転の最中に採油することが望ましい。

しかしながら、運転中に採油のための潤滑油の採油管を軸受装置に挿入すると、採油管が回転する駆動軸に接触して危険であるという問題があった。

本発明は、運転中にも安全に潤滑油を採り出すことができる軸受装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、潤滑油を使用する軸受装置であって、前記潤滑油を溜めるための油溜めが形成される軸受ケーシングを備え、前記軸受ケーシングには前記軸受ケーシングに溜められた前記潤滑油を採取するための採油口が形成され、前記採油口は、通常液面レベルより低く、警戒液面レベルよりも高い位置に設けられていることを特徴する。ここで、通常液面レベルは、通常の運転の際に用いられる量の潤滑油が前記軸受ケーシングに入っている場合の潤滑油の液面レベルである。また、警戒液面レベルは、前記軸受ケーシング内の潤滑油の液面レベルがそれを下回ると正常な運転に支障をきたす液面レベルである。

この構成によれば、採油口は通常液面レベルより低い位置にあるので、採油口を開放すると、採油口より上にある潤滑油は採油口から流出するので、潤滑油診断のために採油できる。このとき、潤滑油の液面レベルが採油口の高さを下回ることがないので、採油によって軸受ケーシング内の潤滑油の液面レベルは少なくとも採油口のレベルで維持され、警戒液面レベルを下回ることがない。よって、運転中であっても安全に潤滑油を採取できる。

本発明の別の態様は、回転機械と、前記回転機械の駆動軸と、潤滑油を使用して、前記駆動軸を回転可能に支承する上記の軸受装置とを備えた回転機械システムである。この構成によれば、回転機械の運転中であっても安全に潤滑油を採取できる。

本発明によれば、採油によって軸受ケーシング内の潤滑油の液面レベルが警戒液面レベルを下回ることがないので、運転中であっても安全に潤滑油を採取できる。

本発明の実施の形態の回転機械システムの概略構成を示す断面図 本発明の実施の形態の軸受装置の概略構成を示す断面図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。

図１は、本発明の実施の形態の回転機械システムの概略構成を示す断面図である。図１に示すように、回転機械システム１００は、回転機械としてのポンプ１０と、駆動軸２０と、駆動軸２０を回転可能に支持する軸受装置３０とを備えている。回転機械システム１００はさらに、ポンプ１０を駆動する図示しない駆動源（モータ、エンジン等）を備えている。

駆動軸２０は、その一端がポンプ１０内に位置し、ポンプ１０から軸線ＡＬ方向（水平方向）に延びて軸受装置３０を貫通し、他端は駆動モータに接続されている。駆動軸２０の一端側には、駆動軸２０の周囲にポンプ１０の羽根車１１が固定されている。

軸受装置３０は、軸受ケーシング３１と軸受３２，３３とを備えている。軸受装置３０は、軸受３２，３３によって駆動軸２０を回転可能に片持ち支承する。軸受３２，３３は、潤滑油を使用する玉軸受である。軸受３２と軸受３３との間には、軸受ケーシング３１によって油溜３４が形成されている。本実施の形態では、油溜３４におけるオイルレベルＯＬは、軸受３２，３３を構成する玉が最も下方に位置する際の当該玉の中心付近に維持される（通常液面レベル）。

軸受ケーシング３１は、駆動源側において、軸受３３の位置で終端している。これにより、軸受３３の外側（軸受３２とは反対の側）は、軸受ケーシング３１から露出している。この軸受３３の露出部分は、軸受カバー３５によって覆われている。駆動軸２０は、軸受カバー３５を貫通して軸受カバー３５の外部にまで延びている。

油溜３４を構成する軸受ケーシング３１の上部には、油溜３４を外部に開放する給油口３６が形成されている。その給油口３６には、取り外し可能なねじ込み式のキャップ３７が設けられている。このキャップ３７を取り外すことで給油口３６を通じて軸受ケーシング３１の外部から潤滑油を供給できる。

軸受ケーシング３１の油溜３４下方の部分には排油口３８（図２参照）及びそれを塞ぐ栓ないし排油口３８を覆うキャップ（不図示）が設けられる。劣化した潤滑油を交換すべく油溜３４から潤滑油を排出する際には、排油口３８を開放することで、重力によって油溜３４内の潤滑油を油溜３４外に流し出し、排油口３８を閉めた後に給油口３６から新たな潤滑油を油溜３４内に供給する。

図２は、本発明の実施の形態の軸受装置の概略構成を示す断面図である。図２では、油溜３４を構成する軸受ケーシング３１を長方形で示し、かつ、駆動軸２０の図示を省略するとともに、軸受ケーシング３１において駆動軸２０が貫通する箇所についても図示を省略する。

図２に示すように、軸受ケーシング３１は、潤滑油を溜める油溜３４を形成するために、底面及び側面を有している。なお、図２では、軸受ケーシング３１の断面が長方形で示されているので、底面と側面とが明確に区別されるが、軸受ケーシング３１は、油溜３４が形成される形状であれば、底面と側面とが連続して両者の区別が明確につかない形状であってもよい。

上記で説明し、また、図２にも示されるように、軸受ケーシング３１の上面には給油口３６が設けられ、軸受ケーシング３１の底面には排油口３８が設けられる。軸受ケーシング３１には、さらに、その側面に、潤滑油診断のために採油するための採油口３９が設けられる。採油口３９には、図示しないキャップが設けられ、通常の運転の際にはこのキャップで覆われて採油口３９から潤滑油が漏れ出ないようにしている。採油する際には、このキャップを取り外して、採油口３９から潤滑油を採り出す。

採油口３９は、通常液面レベルＬ１より低く、警戒液面レベルＬ３より高い、レベルＬ２に設けられる。ここで、通常液面レベルＬ１は、通常の運転の際に用いられる量の潤滑油が軸受ケーシング３１に入っている場合の潤滑油の液面レベルであり、本実施の形態では、上述のように、軸受３２，３３（図１参照）を構成する玉が最も下方に位置する際の当該玉の中心付近に設定される。

また、警戒液面レベルＬ３は、軸受ケーシング３１内の潤滑油の液面レベルがそれを下回ると正常な運転に支障をきたす液面レベルである。正常な運転に支障をきたす事態には、潤滑油不足によって軸受３２，３３で焼き付きが生じたり、軸受３２，３３や駆動軸が破損したりする事態が含まれる。

なお、採油口３９が通常液面レベルＬ１より低い位置にあることは、通常の運転の際に用いる量の潤滑油を軸受ケーシング３１内に入れたときの潤滑油の液面レベルよりも採油口３９が低い位置にあることで確認でき、また、通常の運転の際に用いる量の潤滑油を軸受ケーシング３１内に入れた状態で採油口３９を開放したときに、軸受ケーシング３１内の潤滑油が自重によって採油口３９から流出することでも確認できる。

また、採油口３９が警戒液面レベルＬ３よりも高い位置にあることは、軸受ケーシング３１内の潤滑油の液面レベルを採油口３９のレベルＬ２として、あるいは、採油口３９を開放して自重によって採油口３９から流出する潤滑油をすべて流出させた後に、連続して運転を行った場合にも、軸受３２，３３の焼き付きや破損等の潤滑油不足に起因する不具合が生じないことで確認できる。

本実施の形態の軸受装置によれば、採油口３９が通常液面レベルＬ１より低い位置にあるので、採油口３９を開放すると、採油口３９より上にある潤滑油が採油口３９から流出するので、採油口３９を開放するだけで採油できる。このとき、潤滑油の液面レベルが採油口３９のレベルＬ２を下回ることがないので、採油によって軸受ケーシング３１内の潤滑油の液面レベルは少なくとも採油口３９のレベルＬ２で維持され、警戒液面レベルＬ３を下回ることがない。よって、運転中であっても安全に潤滑油を採取できる。また、オイルリングで潤滑油を掻き上げるタイプでは、運転中は壁面での油面上昇が期待できる。

なお、運転中に採油をした後には、適宜のタイミング（例えば運転停止中）に、供給口３６から採取した量の潤滑油を補充して、油溜３４内の潤滑油の液面レベルを通常運転レベルＬ１にまで戻せばよい。

本発明は、運転中であっても安全に潤滑油を採り出すことができるという効果を有し、潤滑油を使用する軸受装置等として有用である。

１００ 回転機械システム
１０ ポンプ
２０ 駆動軸
３０ 軸受装置
３１ 軸受ケーシング
３２ 軸受
３３ 軸受
３４ 油溜
３５ 軸受カバー
３６ 給油口
３７ キャップ
３８ 排油口
３９ 採油口

Claims (2)

1. 潤滑油を使用する軸受装置であって、
   前記潤滑油を溜めるための油溜めが形成される軸受ケーシングを備え、
   前記軸受ケーシングには前記軸受ケーシングに溜められた前記潤滑油を採取するための採油口が形成され、
   前記採油口は、通常液面レベルより低く、警戒液面レベルよりも高い位置に設けられており、
   通常液面レベルは、通常の運転の際に用いられる量の潤滑油が前記軸受ケーシングに入っている場合の潤滑油の液面レベルであり、
   警戒液面レベルは、前記軸受ケーシング内の潤滑油の液面レベルがそれを下回ると正常な運転に支障をきたす液面レベルである
   ことを特徴とする軸受装置。
2. 回転機械と、
   前記回転機械の駆動軸と、
   潤滑油を使用して、前記駆動軸を回転可能に支承する請求項１に記載の軸受装置と、
   を備えたことを特徴とする回転機械システム。

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