JP2017160966A - Tilting pad thrust bearing and rotary machine using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過給機等の高速回転する回転機械のスラスト方向の力を支承するティルティングパッドスラスト軸受及びこのティルティングパッドスラスト軸受を備えた回転機械に関するものである。 The present invention relates to a tilting pad thrust bearing that supports a thrust direction force of a rotating machine that rotates at high speed, such as a supercharger, and a rotating machine that includes the tilting pad thrust bearing.
例えば過給機等の高速回転する回転機械には、回転軸にスラスト軸受が用いられている。
図5は特許文献1に開示された過給機を構成するロータ110の概略構成図である。図5に示すように、ロータ110は、回転軸111と、回転軸111の両端に取り付けられた排気タービンホイール112及びコンプレッサホイール113とを備えている。
For example, in a rotating machine that rotates at high speed such as a supercharger, a thrust bearing is used for a rotating shaft.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the
ロータ110は、排気タービンホイール112に供給される燃焼排ガスのエネルギによって矢印aで示す方向に高速回転する。このとき、燃焼排ガスのエネルギによって回転軸111にはスラスト荷重が作用する。このため、回転軸111は、ジャーナル軸受114と共にスラスト軸受120により回転自在に支持されている。
The
図5に示すスラスト軸受120は、通常、回転軸111と一体回転するスラストディスク(スラストカラー)130と、このスラストディスク130と対向して設置された固定側ディスク140とを備えている。スラストディスク130と固定側ディスク140とは油膜を介して摺接し、回転軸111に加わるスラスト荷重はスラストディスク130及び固定側ディスク140を介して支承される。
The thrust bearing 120 shown in FIG. 5 normally includes a thrust disk (thrust collar) 130 that rotates integrally with the
しかし、スラスト荷重が大きい場合には、スラストディスク130が傾いて片当たりの状態となる。この結果、固定側ディスク140にかかる面圧が不均一になり、これに伴って、スラストディスク130と固定側ディスク140との間の油膜形成にも影響が及んでしまうおそれがある。
However, when the thrust load is large, the
これに対し、固定側ディスクにティルティングパッド(以下、単に、パッドとも言う)を用いたティルティングパッドスラスト軸受(以下、ティルティングパッド軸受とも言う)によれば、パッドがスラストディスクの傾斜に追従するので、パッドとスラストディスクとの片当たりが抑制されてパッドとスラストディスクとの間に適正に油膜が形成され易くなる。 On the other hand, according to a tilting pad thrust bearing (hereinafter also referred to as a tilting pad bearing) using a tilting pad (hereinafter also simply referred to as a pad) on the stationary disk, the pad follows the inclination of the thrust disk. Therefore, the contact between the pad and the thrust disk is suppressed, and an oil film is easily formed properly between the pad and the thrust disk.
ティルティングパッド軸受では、パッドがパッド支持部材を介してスラストディスクの傾きに追従可能に支持される。例えば、特許文献2に開示されたティルティングパッド軸受は、図6に示すように、ベースに固定されたパッド支持部材150にパッド160が片持ち支持されている。
In the tilting pad bearing, the pad is supported so as to be able to follow the inclination of the thrust disk via the pad support member. For example, in the tilting pad bearing disclosed in Patent Document 2, as shown in FIG. 6, the
つまり、環状のパッド支持部材150のスラストディスク130に対向する側には、複数(ここでは8つ)の片持ち梁152が形成されている。この片持ち梁152は、基端をパッド支持部材150の本体部151に支持され、スラストディスク130のディスク面方向と平行な環状方向に延びている。この環状方向に延びた先端部には、パッド支持部153が設けられる。
That is, a plurality of (eight in this case)
このパッド支持部153は、片持ち梁152の弾性変形によって、スラスト方向(スラストディスク130のディスク面に対して離接する方向)に可動であり、このパッド支持部153にはパッド支持穴154が形成される。パッド160は、その背面に設けられたピン部161をパッド支持穴154に嵌装されて各片持ち梁152に支持される。したがって、パッド160は、片持ち梁152の弾性変形によって、スラスト方向に可動になっている。なお、本体部151の片持ち梁152の背面側には、孔155が形成され、片持ち梁152の基部の弾性変形を容易にしている。
The
このように、パッド160をスラスト方向に可動に支承する弾性支持構造により、パッド160がスラストディスク130の傾斜に追従する。したがって、スラストディスク130が傾斜すると、各パッド160は、スラストディスク130からの圧力分布に応じて傾斜する。
Thus, the
これにより、スラストディスク130とパッド160との摺接面の間にくさび状の空間が形成され、両者の摺動によってこのくさび状の空間内に潤滑油が進入する。この潤滑油によって負荷容量を得ることができる。
そして、各パッド160は、負荷容量を確保されつつ、スラストディスク130からのスラスト荷重の分担を均一化されながら支持することが可能になる。
As a result, a wedge-shaped space is formed between the sliding contact surfaces of the
Each
上述のように、スラスト荷重が大きく、スラストディスクが傾いて片当たりの状態となる場合に対処するには、ティルティングパッドスラスト軸受が有効であるが、特許文献2に記載のようにパッドを片持ち梁で支持する構造では、以下の課題がある。 As described above, the tilting pad thrust bearing is effective in dealing with the case where the thrust load is large and the thrust disk is tilted to be in a single contact state. The structure supported by the cantilever has the following problems.
片持ち梁構造では、強度的に弱くなる可能性がある。さらに、パッドが傾いた場合に、パッド自体がスラストディスクに片当たりしてしまうおそれがある。
また、片持ち梁の基部における弾性変形と、片持ち梁の基部から先端部のパッド支持部までの梁の弾性変形との2箇所の変形を考慮して設計をする必要があり、複雑であるため設計コストがかかる。
さらに、例えば過給機はエンジンの潤滑油等の異物を含む潤滑油を使用するため、油膜厚さが薄くなると異物が噛みこんでしまい、焼付いてしまう可能性がある。このため、油膜厚さの確保が必要であり、負荷容量をより向上させる必要がある。
The cantilever structure may weaken the strength. Further, when the pad is tilted, the pad itself may come into contact with the thrust disk.
In addition, it is necessary to design in consideration of two deformations: elastic deformation at the base of the cantilever and elastic deformation of the beam from the base of the cantilever to the pad support at the tip, which is complicated. Therefore, the design cost is high.
Furthermore, for example, since the supercharger uses lubricating oil containing foreign matters such as engine lubricating oil, when the oil film thickness becomes thin, the foreign matters may be caught and seized. For this reason, it is necessary to ensure the oil film thickness and to further improve the load capacity.
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、強度を確保でき、ティルティングパッドパッド自体の片当たりの発生を抑制でき、シンプルに設計できると共に、負荷容量をより向上させることができるようにした、ティルティングパッドスラスト軸受及びこれを用いた回転機械を提供することを目的としている。 The present invention was devised in view of such problems, can ensure strength, can suppress the occurrence of per-tilting of the tilting pad pad itself, can be designed simply, and can further improve the load capacity. It is an object of the present invention to provide a tilting pad thrust bearing and a rotating machine using the same.
(1)上記の目的を達成するために、本発明のティルティングパッドスラスト軸受は、環状に配置される複数のティルティングパッドと、これら複数のティルティングパッドを支持する軸受台とを備え、前記ティルティングパッドを回転軸のスラストディスクに摺接させてスラスト方向の力を支承するティルティングパッドスラスト軸受であって、前記軸受台は、前記ティルティングパッドの一部を収容する収容空間と、前記ティルティングパッドを前記スラスト方向に可動に支持する可動支持部と、前記ティルティングパッドの中心部に背面から当接し弾性付勢力を付与する付勢力付与部と、を備え、前記ティルティングパッドと前記付勢力付与部との何れか一方の前記当接箇所に、ピボットが設けられていることを特徴としている。 (1) In order to achieve the above object, a tilting pad thrust bearing according to the present invention includes a plurality of tilting pads arranged in an annular shape and a bearing base that supports the plurality of tilting pads, A tilting pad thrust bearing that slides a tilting pad on a thrust disk of a rotating shaft to support a force in a thrust direction, wherein the bearing stand accommodates a part of the tilting pad; and A movable support portion that movably supports the tilting pad in the thrust direction; and a biasing force imparting portion that abuts against a central portion of the tilting pad from the back side to impart an elastic biasing force, the tilting pad and the A pivot is provided at any one of the contact portions with the urging force applying portion.
(2)前記付勢力付与部は、前記軸受台の前記ティルティングパッドの中心部に対応する箇所を部分的に薄肉化され、前記スラスト方向に弾性変形可能に構成された薄肉化構造で構成されていることが好ましい。 (2) The urging force applying portion is configured to have a thinned structure in which a portion corresponding to the center portion of the tilting pad of the bearing base is partially thinned and configured to be elastically deformable in the thrust direction. It is preferable.
(3)前記付勢力付与部は、前記軸受台の前記ティルティングパッドの中心部に対応する部分に形成された切欠部に装着され、前記スラスト方向に弾性変形可能な板ばねで構成されていることが好ましい。 (3) The biasing force applying portion is configured by a leaf spring that is attached to a notch portion formed in a portion corresponding to the center portion of the tilting pad of the bearing base and is elastically deformable in the thrust direction. It is preferable.
(4)前記付勢力付与部は、前記軸受台の前記ティルティングパッドの中心部に対応する部分に形成された切欠部に装着され、前記スラスト方向に弾性変形可能な梁構造体で構成されていることが好ましい。 (4) The biasing force applying portion is mounted on a notch portion formed in a portion corresponding to the center portion of the tilting pad of the bearing base, and is configured by a beam structure that is elastically deformable in the thrust direction. Preferably it is.
(5)前記付勢力付与部は、前記ティルティングパッドが並ぶ前記環状方向に延びて前記環状方向両端を支持された梁構造であることが好ましい。 (5) It is preferable that the urging force applying portion has a beam structure that extends in the annular direction in which the tilting pads are arranged and is supported at both ends in the annular direction.
(6)前記ティルティングパッドの外周の前記環状方向両側には、コ字状断面形状の溝が形成され、前記可動支持部は、前記収容空間の内壁部の前記環状方向両側に前記スラストディスクのディスク面と平行な方向に延在し且つ前記収容空間に向けて突設され、前記ティルティングパッドの前記溝内に、前記スラスト方向に遊びを持って嵌合する突条部を備えていることが好ましい。 (6) Grooves having a U-shaped cross-sectional shape are formed on both sides of the outer periphery of the tilting pad in the annular direction, and the movable support portion is formed on both sides of the thrust disk on the annular direction of the inner wall portion of the housing space. It has a ridge that extends in a direction parallel to the disk surface and projects toward the housing space, and fits in the groove of the tilting pad with play in the thrust direction. Is preferred.
(7)前記収容空間は、前記軸受台の環状外周部で開口し、前記ティルティングパッドを前記開口する側から前記収容空間内に入出可能に構成され、前記収容空間の外周に、挿入された前記ティルティングパッドの前記開口からの離脱を防止するカバーが装着されていることが好ましい。 (7) The accommodation space is configured to open at the annular outer peripheral portion of the bearing stand, and to be able to enter and exit the accommodation space from the opening side of the tilting pad, and is inserted into the outer periphery of the accommodation space. It is preferable that a cover for preventing the tilting pad from being detached from the opening is attached.
(8)前記軸受台には、前記軸受台の環状外周部から前記ティルティングパッドと前記スラストディスクとの摺接部に潤滑油を供給する潤滑油供給孔が形成されていることが好ましい。 (8) It is preferable that a lubricating oil supply hole for supplying lubricating oil from the annular outer peripheral portion of the bearing base to the sliding contact portion between the tilting pad and the thrust disk is formed in the bearing base.
(9)前記ティルティングパッドは、円形に形成されていることが好ましい。 (9) The tilting pad is preferably formed in a circular shape.
(10)本発明の回転機械は、(1)〜(9)の何れかに記載のティルティングパッドスラスト軸受を備えていることを特徴としている。 (10) A rotating machine according to the present invention includes the tilting pad thrust bearing according to any one of (1) to (9).
本発明によれば、回転軸に加わるスラスト荷重が大きく、スラストディスクに傾きが生じた場合には、一部のティルティングパッドにはスラストディスクからのスラスト力が強くなる片当たりが生じるが、この場合には、スラスト力が付勢力付与部の弾性付勢力に抗してティルティングパッドを排動する(押し動かす)。このため、局所的に面圧が高くなることが抑制され、ティルティングパッドとスラストディスクとの互いの摺接面間には、確実に所要厚さの潤滑油膜が形成される。これにより、軸受の焼付きによる損傷が防止される。また、可動支持部でティルティングパッドを可動に支持する一方で、付勢力付与部でティルティングパッドに背面から弾性付勢力を付与するので、ティルティングパッドの支持と付勢力付与とが分担されるので、軸受の強度を確保し易く、シンプルに設計できる。 According to the present invention, when the thrust load applied to the rotating shaft is large and the thrust disk is tilted, a part of the tilting pad comes into contact with the thrust force from the thrust disk increasing. In this case, the thrust force moves the pushing pad against the elastic biasing force of the biasing force applying portion (pushing it). For this reason, locally increasing surface pressure is suppressed, and a lubricating oil film having a required thickness is reliably formed between the sliding contact surfaces of the tilting pad and the thrust disk. Thereby, damage due to seizure of the bearing is prevented. Further, while the tilting pad is movably supported by the movable support portion, the biasing force applying portion applies an elastic biasing force to the tilting pad from the back surface, so that the support of the tilting pad and the biasing force application are shared. Therefore, it is easy to ensure the strength of the bearing and can be designed simply.
また、ティルティングパッドはピボットによってその中心部を支点にして傾動可能なので、スラストディスクに傾きが生じて、それぞれのティルティングパッドの摺動面がスラストディスクの摺動面に対して片当たりを生じようとすると、両摺動面間に生じるくさび作用によってティルティングパッドが傾動しつつ片当たりが防止され、ティルティングパッドの摺動面を広く用いてスラストディスクのスラスト力を受けるようになり、負荷容量を増大させることができる。 Further, since the tilting pad can be tilted with the pivot at its center as a pivot, the thrust disk is inclined, and the sliding surface of each tilting pad comes into contact with the sliding surface of the thrust disk. If this is done, the wedge action between the two sliding surfaces will prevent the tilting pad from tilting and the one-sided contact will be prevented. The sliding surface of the tilting pad will be used widely and will receive the thrust force of the thrust disk. The capacity can be increased.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
なお、以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that each embodiment described below is merely an example, and there is no intention of excluding various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the following embodiments can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof, and can be selected as necessary or can be appropriately combined.
また、各実施形態にかかるティルティングパッドスラスト軸受は、例えば過給機等の高速回転する回転機械の回転軸のスラスト軸受として用いられている。
回転機械が例えば過給機であれば、図5を参照して説明したように、過給機を構成するロータ110の回転軸111のスラストディスク(スラストカラー)130を挟むようにスラスト軸受120が配設されるが、本ティルティングパッドスラスト軸受はこのスラスト軸受120に替えて適用される。
Further, the tilting pad thrust bearing according to each embodiment is used as a thrust bearing of a rotating shaft of a rotating machine that rotates at a high speed such as a supercharger.
If the rotating machine is, for example, a supercharger, as described with reference to FIG. 5, the
〔第1実施形態〕
(構成)
図1,図2を参照して、第1実施形態にかかるティルティングパッドスラスト軸受(以下、ティルティングパッド軸受とも言う)を説明する。
図1に示すように、ティルティングパッド軸受1Aは、環状(ここでは、円環状)に形成された軸受台10Aと、この軸受台10Aに環状(ここでは、円環状)に配置されて支持される複数(ここでは、8個)のティルティングパッド(以下、単に、パッドとも言う)20Aとを備えている。
[First Embodiment]
(Constitution)
A tilting pad thrust bearing (hereinafter also referred to as a tilting pad bearing) according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the tilting pad bearing 1 </ b> A has a
パッド20Aは、正面から見て円形に形成され、パッド面(スラストディスク130との摺接面)20fも円形に形成される。パッド20Aの外周には、全周にわたってコ字状断面形状の溝21が形成されている。なお、このコ字状断面形状の溝21は、パッド20Aの全周でなくともよく、少なくとも、パッド20Aが環状に並ぶ状方向の両側に形成されていればよい。ただし、本実施形態のように、全周にわたって溝21が形成されていれば、パッド20Aが回転可能になり、パッド面20fの摩耗が均一化される。
The
なお、パッド20Aには、例えば鋼製のスラストディスク130に対し、異なる材料が用いられる。金属材料であれば、例えば、ホワイトメタル,銅系合金,アルミニウム合金等を用いることができ、樹脂材料等の非金属材料を用いることもできる。
For the
軸受台には、パッド20Aの一部(パッド面20f側を除く部分)を収容する収容空間11と、パッド20Aをスラスト方向(スラストディスク130からスラスト力を受ける方向及びその逆方向)に可動に支持する可動支持部12と、パッド20Aの中心部に背面から当接し弾性付勢力を付与する付勢力付与部41とを備えている。
In the bearing stand, the
収容空間11は、環状の軸受台10Aの周方向に等間隔にパッド20Aの個数(ここでは、8個)だけ設けられている。収容空間11は、図1(b)に示す側面視で、パッド20Aを装着する軸受台10Aの表面10f側に開口すると共に、図1(a)に示す平面視で、軸受台10Aの環状の外周10c側に開口し、軸受台10Aの内周側には閉じた袋状に形成される。
The
可動支持部12は、収容空間11の内壁部11wにスラストディスク130のディスク面と平行な方向(スラスト方向と直角な方向)に延在し且つ収容空間11の中心に向けて突設された突条部により形成されている。この突条部12は、収容空間11の内壁部11wに沿うようにU字状に延びており、パッド20Aの溝21内に、スラスト方向に遊びを持って嵌合している。これにより、突条部12は、パッド20Aをスラスト方向に可動に支持する。
The
なお、本実施形態では、突条部12はU字状に延びたひと続きのもので形成されるが、突条部12は収容空間11の内壁部11wのパッド20Aを挟んだ環状方向両側に形成されていればよく、個別に形成されてもよい。
In the present embodiment, the
付勢力付与部41は、軸受台10Aにおいて、装着されたパッド20Aの中心部に対応する箇所を、部分的に薄肉化され、スラスト方向に弾性変形可能に構成された薄肉化構造で構成されている。つまり、軸受台10Aの収容空間11の背面側(パッド20Aの装着側と逆側)には、軸受台10Aの外周側から内周側までに亘って、径方向に幅W1を有する溝(スリット)41aが形成され、この溝41aによって、径方向に延びる薄肉化構造41が形成される。
The urging
図1(b)に示すように、薄肉化構造41は、ティルティングパッド20Aが並ぶ環状方向に延びて環状方向両端を支持された両持ち梁構造となっている。
この薄肉化構造41は、後述のピボット50を介してパッド20Aの中心部に当接しており、パッド20Aがスラスト力を受けると弾性変形して、パッド20Aのスラスト方向への変移を許容する。
As shown in FIG. 1B, the thinned
The thinned
パッド20Aの背面には、パッド20Aと薄肉化構造41によりパッド20Aを傾動可能に支持するピボット50が設けられている。ピボット50は、外面を球面状に形成され、パッド20Aと薄肉化構造41とを点接触或いは点に近い面接触で当接させる。なお、ピボット50は、パッド20Aと薄肉化構造41との何れか一方に形成されればよい。
On the back surface of the
なお、薄肉化構造41の梁の長さ(=溝41aの幅)W1は、ピボット50の径W2よりも大きく設定されており、ピボット50が薄肉化構造41に対してどのように当接しても薄肉化構造41の弾性力がパッド20Aに作用するようになっている。
The beam length (= width of the
また、収容空間11の外周、即ち、軸受台10Aの外周10cには、収容空間11内に挿入された各パッド20Aが収容空間11の外周10c側の開口から離脱しないように、離脱を防止するリング状のカバー30が装着されている。
また、軸受台10Aには、環状の外周10cからパッド20Aとスラストディスク130との摺接部20fに潤滑油を供給する潤滑油供給孔13が形成されている。
なお、カバー30は、潤滑油供給孔13の環状外周部10cに開口する部分を避けて装着される。
Further, on the outer periphery of the
The
Note that the
(作用及び効果)
本実施形態にかかるティルティングパッドスラスト軸受1Aは、上述のように構成されているので、回転軸に加わるスラスト荷重が大きく、スラストディスク130に傾きが生じた場合には、一部のティルティングパッド20Aにはスラストディスク130からのスラスト力が強くなる片当たりが生じる。
(Function and effect)
Since the tilting
例えば図2は、隣接する3つのパッド20Aの一部(ここでは、中央のパッド20A)にスラストディスク130が片当たりして強いスラスト力(白抜き矢印参照)が加わる場合を例示する。
For example, FIG. 2 illustrates a case where a strong thrust force (see a white arrow) is applied to a part of the three
何れのパッド20Aでもスラストディスク130からのスラスト力が強くなければ、図2(a)に示すように、薄肉化構造41の弾性力によって、各パッド20Aがスラストディスク130の側(図2中、上方)に押圧される。図2(a)に示す例では、何れのパッド20Aも溝21の一方の壁部(下壁部)23が突条部12に当接してスラストディスク130の側(図2中、上方)に突出した状態となっている。
If the thrust force from the
この状態で、中央のパッド20Aにスラストディスク130が片当たりして強いスラスト力が加わると、スラスト力が薄肉化構造41の弾性力に抗してパッド20Aをスラストディスク130と離隔する側(図2中、下方)に排動する(押し動かす)。ここでは、溝21の他方の壁部(上壁部)22が突条部12に当接している。これにより、局所的に面圧が高くなることが抑制され、パッド20Aとスラストディスク130との互いの摺接面間には、所要厚さの潤滑油膜が確実に形成されることになる。これにより、パッド20Aの焼付きによる損傷が防止され、パッド20Aの寿命が向上する。また、可動支持部12でパッド20Aを可動に支持する一方で、付勢力付与部41でパッド20Aに背面から弾性付勢力を付与するので、パッド20Aの支持と付勢力付与とが分担され、軸受の強度を確保し易く、シンプルに設計することができる。特に、付勢力付与部である薄肉化構造41が、両持ち梁構造であり、パッド20Aへ両持ち梁構造で付勢力を与えるため、軸受の強度確保が一層容易になる。
In this state, when the
また、パッド20Aはピボット50によってその中心部を支点に傾動可能なので、スラストディスク130に傾きが生じて、それぞれのパッド20Aの摺動面がスラストディスク130の摺動面に対して片当たりを生じようとする場合にも、両摺動面間に生じる潤滑油のくさび作用によってパッド20Aが傾動しつつ片当たりが防止される。これにより、パッド20Aの摺動面を広く用いてスラストディスク130のスラスト力を受けることができるようになり、負荷容量を増大させることができる。
Further, since the
〔第2実施形態〕
(構成)
図3を参照して、第2実施形態にかかるティルティングパッド軸受1Bを説明する。
本実施形態のティルティングパッド軸受1Bは、第1実施形態のものに対して付勢力付与部42のみを変更したものである。以下、第1実施形態と同様な構成は説明を省略し、付勢力付与部42を中心に説明する。
[Second Embodiment]
(Constitution)
With reference to FIG. 3, the tilting pad bearing 1B concerning 2nd Embodiment is demonstrated.
The tilting pad bearing 1B of the present embodiment is obtained by changing only the urging
図3に示すように、本実施形態では、軸受台10Bにおいて、装着されたパッド20Aの中心部に対応する箇所を、収容空間11と連通するように部分的に切り欠かれた切欠部14が形成される。付勢力付与部42は、この切欠部14に装着され、スラスト方向に弾性変形可能な板ばねで構成されている。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, in the
この場合の切欠部14は、第1実施形態の軸受台10Aの溝41aと同様に軸受台10Bの外周側から内周側までに亘って径方向に延びて形成されてもよいが、少なくともパッド20Aの中心部に対応する箇所に設けられればよく、径方向に部分的に形成されてもよい。また、切欠部14は、軸受台10Aを厚み方向(図3中上下方向)下方まで貫通するように形成されているが、軸受台10Aを厚み方向下方まで貫通しなくてもよい。
The
なお、板ばね42は、軸受台10Bの周方向(環状方向)に対する接線方向に沿って延び、その両端部(図3における左右端部)を軸受台10Bの対応箇所に溶接等で固定される。したがって、この板ばね42も、薄肉化構造41と同様に、パッド20Aが並ぶ環状方向に延びて環状方向両端を支持された両持ち梁構造となっている。
The
また、板ばね42の梁の長さW3も、ピボット50の径W2よりも大きく設定されており、ピボット50が板ばね42とどのように当接しても板ばね42の弾性力がパッド20Aに作用するようになっている。
The length W3 of the beam of the
(作用及び効果)
本実施形態にかかるティルティングパッドスラスト軸受1Bは、上述のように構成されているので、第1実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
特に、本実施形態では、付勢力付与部42が板ばねで構成されているので、付勢力付与部42のスラスト方向への弾性特性を容易に設定することができ、パッド20Aに最適な付勢力を加えることができる。
(Function and effect)
Since the tilting
In particular, in this embodiment, since the urging
〔第3実施形態〕
(構成)
図4を参照して、第3実施形態にかかるティルティングパッド軸受1Cを説明する。
本実施形態のティルティングパッド軸受1Cは、第1,2実施形態のものに対して付勢力付与部43を変更し、ピボット51を付勢力付与部43の方に設けたものである。以下、第1実施形態と同様な構成は説明を省略し、付勢力付与部43を中心に説明する。
[Third Embodiment]
(Constitution)
A tilting pad bearing 1C according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
The tilting pad bearing 1 </ b> C of the present embodiment is obtained by changing the biasing
図4に示すように、本実施形態では、軸受台10Cにおいて、装着されたパッド20Cの中心部に対応する箇所を、収容空間11と連通するように部分的に切り欠かれた切欠部15が形成される。付勢力付与部43は、この切欠部15に装着され、前記スラスト方向に弾性変形可能な梁構造体で構成されている。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, in the
この場合の切欠部15は、第1実施形態の軸受台10Aの溝41aと同様に軸受台10Cの外周側から内周側までに亘って径方向に延びて形成されてもよいが、少なくともパッド20Cの中心部に対応する箇所に設けられればよく、径方向に部分的に形成されてもよい。また、切欠部15は、軸受台10Cを厚み方向下方まで貫通しておらず、梁構造体43を反スラスト方向(図4中上方)に支える壁部15aが残されている。
The
なお、梁構造体43は、軸受台10Cの周方向(環状方向)に対する接線方向に沿って延びた梁状部43aと、その両端部(図4における左右端部)を軸受台10Cの対応箇所に固定される両脚部43bとを有している。したがって、この梁構造体43の梁状部43aも、薄肉化構造41と同様に、パッド20Cが並ぶ環状方向に延びて環状方向両端を支持された両持ち梁構造となっている。
The
また、梁状部43aの長さW4も、ピボット51の径W2よりも大きく設定されており、ピボット51がパッド20Cに対してどのように当接しても梁状部43aの弾性力がパッド20Cに作用するようになっている。
The length W4 of the beam-
(作用及び効果)
本実施形態にかかるティルティングパッドスラスト軸受1Cは、上述のように構成されているので、第1実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
特に、本実施形態では、付勢力付与部が軸受台10Cと別体の梁構造体43で構成されているので、梁構造体43のスラスト方向への弾性特性を容易に設定することができ、パッド20Cに最適な付勢力を加えることができる。
(Function and effect)
Since the tilting pad thrust bearing 1C according to the present embodiment is configured as described above, the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained.
In particular, in this embodiment, since the biasing force applying portion is configured by the
(その他)
以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態を適宜変更して実施することができる。
例えば、上記各実施形態では、種々の態様の付勢力付与部41〜43を例示したが、付勢力付与部は、ティルティングパッドの中心部に背面から当接し弾性付勢力を付与することが重要であり、上記の態様に限るものではない。ただし、付勢力付与部には、ティルティングパッドが並ぶ環状方向に延びて環状方向両端を支持された梁構造であることが好ましい。
(Other)
As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, this invention can be implemented by changing said embodiment suitably.
For example, in each of the above-described embodiments, the urging
また、パッド20A,20Cは円形であるため、製作上好ましいが、この形状に限るものではない。ただし、荷重分散化においては各パッドの平面高さ位置が同一であることが好ましい。
Further, since the
1A,1B,1C ティルティングパッドスラスト軸受
10A,10B,10C 軸受台
10c 軸受台10Aの外周
11 収容空間
11w 収容空間11の内壁部
12 突条部(可動支持部)
14,15 切欠部
20A,20C ティルティングパッド(パッド)
20f パッド面(スラストディスクとの摺接面)
30 カバー
41 薄肉化構造(付勢力付与部)
42 板ばね(付勢力付与部)
43 梁構造体(付勢力付与部)
43a 梁構造体43の梁状部
43b 梁構造体43の脚部
50,51 ピボット
110 ロータ
111 回転軸
130 スラストディスク(スラストカラー)
1A, 1B, 1C Tilting pad thrust bearing 10A, 10B,
14, 15
20f Pad surface (sliding contact surface with thrust disc)
30
42 leaf spring (biasing force applying part)
43 Beam structure (energizing part)
43a Beam-shaped
Claims (10)
前記軸受台は、
前記ティルティングパッドの一部を収容する収容空間と、
前記ティルティングパッドを前記スラスト方向に可動に支持する可動支持部と、
前記ティルティングパッドの中心部に背面から当接し弾性付勢力を付与する付勢力付与部と、を備え、
前記ティルティングパッドと前記付勢力付与部との何れか一方の前記当接箇所に、ピボットが設けられている
ことを特徴とするティルティングパッドスラスト軸受。 A plurality of tilting pads arranged in an annular shape and a bearing base that supports the plurality of tilting pads are provided, and the tilting pads are slidably contacted with a thrust disk of a rotating shaft via lubricating oil in the thrust direction. A tilting pad thrust bearing for supporting force,
The bearing stand is
An accommodating space for accommodating a part of the tilting pad;
A movable support portion that movably supports the tilting pad in the thrust direction;
An urging force applying portion that abuts against the center portion of the tilting pad from the back surface and applies an elastic urging force; and
A tilting pad thrust bearing, wherein a pivot is provided at one of the abutting portions of the tilting pad and the urging force applying portion.
ことを特徴とする請求項1記載のティルティングパッドスラスト軸受。 The urging force applying portion is configured to have a thinned structure in which a portion corresponding to the center portion of the tilting pad of the bearing base is partially thinned and configured to be elastically deformable in the thrust direction. The tilting pad thrust bearing according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1記載のティルティングパッドスラスト軸受。 The biasing force applying portion is configured by a leaf spring that is attached to a notch portion formed in a portion corresponding to the center portion of the tilting pad of the bearing stand and is elastically deformable in the thrust direction. The tilting pad thrust bearing according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1記載のティルティングパッドスラスト軸受。 The urging force applying portion is mounted on a notch portion formed in a portion corresponding to the center portion of the tilting pad of the bearing base, and is configured by a beam structure that is elastically deformable in the thrust direction. The tilting pad thrust bearing according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のティルティングパッドスラスト軸受。 5. The till according to claim 1, wherein the urging force applying portion has a beam structure that extends in the annular direction in which the tilting pads are arranged and is supported at both ends in the annular direction. Ting pad thrust bearing.
前記可動支持部は、前記収容空間の内壁部の前記環状方向両側に前記スラストディスクのディスク面と平行な方向に延在し且つ前記収容空間に向けて突設され、前記ティルティングパッドの前記溝内に、前記スラスト方向に遊びを持って嵌合する突条部を備えている
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のティルティングパッドスラスト軸受。 On both sides of the annular direction of the outer periphery of the tilting pad, grooves having a U-shaped cross section are formed,
The movable support portion extends in a direction parallel to the disk surface of the thrust disk on both sides of the annular wall of the inner wall portion of the housing space and protrudes toward the housing space, and the groove of the tilting pad The tilting pad thrust bearing according to any one of claims 1 to 5, further comprising a protrusion that fits in the thrust direction with play.
前記収容空間の外周に、挿入された前記ティルティングパッドの前記開口からの離脱を防止するカバーが装着されている
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のティルティングパッドスラスト軸受。 The accommodation space is configured to be opened at the annular outer peripheral portion of the bearing base, and to be able to enter and exit the accommodation space from the opening side of the tilting pad.
The tilting pad according to any one of claims 1 to 6, wherein a cover for preventing the inserted tilting pad from being removed from the opening is attached to an outer periphery of the accommodation space. Thrust bearing.
ことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載のティルティングパッドスラスト軸受。 2. A lubricating oil supply hole is formed in the bearing base for supplying lubricating oil from an annular outer peripheral portion of the bearing base to a sliding contact portion between the tilting pad and the thrust disk. The tilting pad thrust bearing according to any one of? 7.
ことを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載のティルティングパッドスラスト軸受。 The tilting pad thrust bearing according to claim 1, wherein the tilting pad is formed in a circular shape.
ことを特徴とする回転機械。 A rotating machine comprising the tilting pad thrust bearing according to any one of claims 1 to 9.
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CN110159662A (en) * | 2019-06-25 | 2019-08-23 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | A kind of movable type nuclear steam turbine thrust bearing pressure-equalizing device |
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