JP2019100414A - Bearing device and rotary machine - Google Patents
Bearing device and rotary machineInfo
- Publication number
- JP2019100414A JP2019100414A JP2017230536A JP2017230536A JP2019100414A JP 2019100414 A JP2019100414 A JP 2019100414A JP 2017230536 A JP2017230536 A JP 2017230536A JP 2017230536 A JP2017230536 A JP 2017230536A JP 2019100414 A JP2019100414 A JP 2019100414A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing device
- inner ring
- bearing
- oil
- side plate
- 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.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本開示は、軸受装置及び該軸受装置を備える回転機械に関する。 The present disclosure relates to a bearing device and a rotary machine including the bearing device.
コンプレッサや蒸気タービン等の回転機械においては、回転軸系の安定支持が課題の一つとなっている。この課題を解決するためには、回転軸を支持する軸受部の支持特性(減衰、剛性等)を向上させることが効果的であり、この観点からの検討がなされている。
特許文献1には、インナリングとアウタリングとの間に形成された隙間に油が供給され、回転軸から付加される荷重に応じて上記隙間が変位するとき、粘性をもった非圧縮性の油が該隙間を流動することで、回転軸の振動などを減衰する効果を生じさせるスクイズフィルムダンパが開示されている。
In rotary machines such as compressors and steam turbines, stable support of the rotary shaft system is one of the problems. In order to solve this problem, it is effective to improve the support characteristics (attenuation, rigidity, etc.) of the bearing portion that supports the rotating shaft, and studies from this point of view have been made.
In Patent Document 1, oil is supplied to a gap formed between an inner ring and an outer ring, and when the above gap is displaced according to a load applied from a rotating shaft, it is viscous and incompressible. There is disclosed a squeeze film damper which produces an effect of damping vibration or the like of a rotating shaft by oil flowing in the gap.
スクイズフィルムダンパにおいては、油膜形成隙間からの油排出量によって回転軸の振動などに対する減衰効果が異なってくる。現状では、減衰効果を高めるための油排出部の構成について詳細な検討はなされておらず、そのため、一定以上の減衰効果を得ることができない。 In the squeeze film damper, the damping effect on the vibration of the rotating shaft differs depending on the amount of oil discharged from the oil film forming gap. At present, the configuration of the oil discharger for enhancing the damping effect has not been studied in detail, and therefore, the damping effect can not be obtained more than a certain level.
一実施形態は、回転軸系を回転自在に支承し、スクイズフィルムダンパを備える軸受装置において、回転軸系に対するスクイズフィルムダンパの減衰効果を向上させることを目的とする。 One embodiment aims to improve the damping effect of a squeeze film damper on a rotating shaft system in a bearing device that rotatably supports the rotating shaft system and includes a squeeze film damper.
(1)一実施形態に係る軸受装置は、
回転軸を回転自在に支持するための軸受部と、
前記軸受部の外周側に設けられ、少なくとも一つの油膜形成隙間を挟んで互いに対向するインナリング及びアウタリング含むスクイズフィルムダンパと、
前記スクイズフィルムダンパの軸方向両端面に設けられ、前記アウタリングの軸方向両端面との間で前記油膜形成隙間に連通する油排出路を形成するサイドプレートと、
を備え、
前記油排出路は絞り部を有する。
(1) The bearing device according to one embodiment
A bearing for rotatably supporting the rotating shaft;
A squeeze film damper including an inner ring and an outer ring provided on an outer peripheral side of the bearing portion and facing each other across at least one oil film formation gap;
A side plate which is provided on both axial end surfaces of the squeeze film damper and which forms an oil discharge passage communicating with the oil film forming gap between the axial end surfaces of the outer ring;
Equipped with
The oil discharge passage has a throttling portion.
上記(1)の構成によれば、上記サイドプレートによって形成された上記油排出路が絞り部を有するため、上記軸受部に加わる回転軸の荷重に対する油膜形成隙間の油膜圧力を増加できる。油膜圧力の増加は油膜形成隙間が小さくなるのと等価な関係にあるため、スクイズフィルムダンパの減衰効果を向上できる。これによって、回転軸系で発生する振動などを抑制でき、回転軸系を安定支持できる。
また、油排出路はアウタリングの軸方向端面とサイドプレートとの間で形成されるので、回転軸系の動きに追従するインナリングの動きを拘束せずに絞り部を形成できる。
According to the configuration of the above (1), since the oil discharge passage formed by the side plate has the narrowed portion, the oil film pressure in the oil film forming gap with respect to the load of the rotating shaft applied to the bearing can be increased. Since the increase in oil film pressure is in a relationship equivalent to the decrease in oil film formation gap, the damping effect of the squeeze film damper can be improved. By this, the vibration etc. which generate | occur | produce in a rotating shaft system can be suppressed, and a rotating shaft system can be supported stably.
Further, since the oil discharge path is formed between the axial end face of the outer ring and the side plate, the throttling portion can be formed without restricting the movement of the inner ring following the movement of the rotary shaft system.
(2)一実施形態では、前記(1)の構成において、
前記絞り部は、前記油排出路に設けられるシールリングで構成される。
上記(2)の構成によれば、絞り部がシールリングで構成されるので、回転軸系の動きに追従するインナリングの動きを拘束せずにかつ簡易な構成で絞り部を形成できる。
(2) In one embodiment, in the configuration of (1),
The throttling portion is configured of a seal ring provided in the oil discharge path.
According to the configuration of the above (2), since the throttling portion is formed by the seal ring, the throttling portion can be formed with a simple configuration without constraining the movement of the inner ring following the motion of the rotary shaft system.
(3)一実施形態では、前記(2)の構成において、
前記シールリングは前記サイドプレートの前記油排出路を形成する壁面に形成された凹部に収容される。
上記(3)の構成によれば、シールリングはサイドプレートに固定され、サイドプレートの動きに追従する。そのため、絞り部の絞り機能を維持できる。
(3) In one embodiment, in the configuration of (2),
The seal ring is accommodated in a recess formed in a wall surface forming the oil discharge path of the side plate.
According to the configuration of the above (3), the seal ring is fixed to the side plate and follows the movement of the side plate. Therefore, the throttling function of the throttling portion can be maintained.
(4)一実施形態では、前記(2)又は(3)の構成において、
前記シールリングは弾性体で構成される。
上記(4)の構成によれば、シールリングは弾性体で構成されるためロバスト性が得られ、絞り部の隙間管理が容易になる。仮に絞り部の隙間が閉塞しても油膜形成隙間の油膜圧力によって絞り部から油排出が可能になり、油膜形成隙間の油流動性を維持できる。
(4) In one embodiment, in the configuration of the above (2) or (3),
The seal ring is made of an elastic body.
According to the configuration of the above (4), since the seal ring is made of an elastic body, the robustness is obtained and the clearance management of the narrowed portion becomes easy. Even if the gap in the throttling portion is closed, oil can be discharged from the throttling portion by the oil film pressure in the oil film forming gap, and the oil fluidity of the oil film forming gap can be maintained.
(5)一実施形態では、前記(1)〜(4)の何れかの構成において、
前記サイドプレートと前記インナリングの軸方向両端面との間に設けられた圧電素子を備え、
前記圧電素子は、前記サイドプレートを前記インナリングに対して前記インナリングの軸方向に動かすことで、前記絞り部の絞り度を調節可能に構成される。
圧電素子は電圧を印加すると変位が生じるために、サイドプレートとインナリングの軸方向両端面との間隔を調節可能である。
上記(5)の構成によれば、上記圧電素子を備えることで、絞り部の隙間調節が可能になり、ロバスト性が得られ、絞り部の隙間管理が容易になる。
(5) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (4),
A piezoelectric element provided between the side plate and both axial end faces of the inner ring;
The piezoelectric element is configured to be capable of adjusting the throttling degree of the throttling portion by moving the side plate in the axial direction of the inner ring with respect to the inner ring.
Since the piezoelectric element is displaced when a voltage is applied, the distance between the side plate and both axial end faces of the inner ring can be adjusted.
According to the configuration of the above (5), by providing the piezoelectric element, it is possible to adjust the clearance of the throttling portion, to obtain robustness and to facilitate the management of the clearance of the throttling portion.
(6)一実施形態では、前記(1)〜(5)の何れかの構成において、
前記サイドプレートは前記インナリングの軸方向両端面に固定され、
前記回転軸の振動レベルを検出可能なセンサと、
前記センサで検出した前記振動レベルを周波数解析するための周波数解析器と、
を備え、
前記周波数解析器で得られた振動周波数が前記回転軸の回転周波数の倍数以外の該振動周波数を含むとき、前記スクイズフィルムダンパの機能が異常をきたしていると判定する。
(6) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (5),
The side plates are fixed to both axial end faces of the inner ring,
A sensor capable of detecting the vibration level of the rotating shaft;
A frequency analyzer for frequency analysis of the vibration level detected by the sensor;
Equipped with
When the vibration frequency obtained by the frequency analyzer includes the vibration frequency other than the multiple of the rotation frequency of the rotation axis, it is determined that the function of the squeeze film damper is abnormal.
上記(6)の構成によれば、上記周波数解析器で得られた振動周波数が回転軸の回転周波数及びその倍数とは異なる振動周波数を含むとき、インナリングの動きが回転軸から加わる荷重に追従していないことを示している。この原因として、絞り部におけるインナリングとアウタリングとの噛込み、その他何等かの機能障害が起きていると推定される。 According to the configuration of (6), when the vibration frequency obtained by the frequency analyzer includes a vibration frequency different from the rotation frequency of the rotation shaft and its multiple, the inner ring movement follows the load applied from the rotation shaft It shows that you are not. As a cause of this, it is presumed that the inner ring and outer ring in the constriction portion are bitten by each other and some other functional failure has occurred.
(7)一実施形態では、前記(6)の構成において、
前記インナリングと前記アウタリングとの間に周方向に離散的に設けられた弾性部を備え、
前記センサが前記弾性部に設けられた歪ゲージで構成される。
上記歪ゲージで検知される歪みはインナリングの動きによって発生する。従って、この歪みの周期や振幅はインナリングの動きを反映するものである。従って、この歪みの周波数解析を行い、回転軸の回転振動周波数及びその倍数とは異なる振動周波数を含むとき、インナリングの動きが回転軸から加わる荷重に追従していないことを示している。
(7) In one embodiment, in the configuration of (6),
An elastic portion discretely provided in the circumferential direction between the inner ring and the outer ring;
The sensor is constituted by a strain gauge provided in the elastic portion.
The strain detected by the strain gauge is generated by the movement of the inner ring. Therefore, the period and amplitude of this distortion reflect the innerring movement. Therefore, the frequency analysis of this distortion is performed, and it is shown that the inner ringing movement does not follow the load applied from the rotation axis when the rotation frequency of the rotation axis and the vibration frequency different from its multiple are included.
(8)一実施形態では、前記(6)の構成において、
前記センサが前記インナリングに設けられた加速度センサで構成される。
上記(8)の構成によれば、上記加速度センサでインナリングの動きの加速度を検知することで、インナリングの動きが回転軸から加わる荷重に追従しているかどうかを判定できる。追従していないとき、絞り部のアウタリング面への噛込みなど、何等かの機能障害が起きていると推定できる。
(8) In one embodiment, in the configuration of (6),
The sensor is constituted by an acceleration sensor provided in the inner ring.
According to the configuration of (8), by detecting the acceleration of the movement of the inner ring by the acceleration sensor, it can be determined whether the movement of the inner ring follows the load applied from the rotation axis. When not following, it can be estimated that some functional failure has occurred, such as biting into the outer ring surface of the diaphragm.
(9)一実施形態では、前記(1)〜(8)の何れかの構成において、
前記油排出路を形成する前記サイドプレートの壁面が前記アウタリングの前記軸方向両端面に外側ほど徐々に接近するように形成され、
前記絞り部は前記壁面の外側先端部で形成されている。
上記(9)の構成によれば、簡単な構成で絞り部を形成できる。
(9) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (8),
The wall surface of the side plate that forms the oil discharge path is formed to gradually approach the axially opposite end surfaces of the outer ring toward the outside.
The throttling portion is formed at an outer end of the wall surface.
According to the configuration of (9), the throttling portion can be formed with a simple configuration.
(10)一実施形態では、前記(1)〜(9)の何れかの構成において、
前記インナリングと前記アウタリングとの間に周方向に離散的に設けられた弾性部を備える。
上記(10)の構成によれば、上記弾性部を備えることで、スクイズフィルムダンパの剛性は上記弾性部の剛性によって決定できる。従って、スクイズフィルムダンパの剛性と減衰性能とを夫々独立して設定できるため、夫々で減衰効果を増加させるための最適な設定が可能になる。
(10) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (9),
An elastic portion discretely provided in the circumferential direction is provided between the inner ring and the outer ring.
According to the structure of said (10), the rigidity of a squeeze film damper can be determined by the rigidity of the said elastic part by providing the said elastic part. Therefore, since the stiffness and damping performance of the squeeze film damper can be set independently of each other, an optimal setting for increasing the damping effect is possible in each case.
(11)一実施形態では、前記(1)〜(10)の何れかの構成において、
前記軸受部はティルティングパッドを含む。
上記(11)の構成によれば、ティルティングパッドを含む軸受部の外周側に上記構成のスクイズフィルムダンパを備え、これらの組合せで回転軸を支持できる。これらの組合せで回転軸を安定支持できる。また、ティルティングパッドの周囲に形成される油膜による焼付き防止効果によって回転軸を安定して回転できる。
(11) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (10),
The bearing portion includes a tilting pad.
According to the structure of said (11), the squeeze film damper of the said structure is provided in the outer peripheral side of the bearing part containing a tilting pad, and a rotating shaft can be supported by these combination. These combinations can stably support the rotating shaft. In addition, the rotation shaft can be stably rotated by the anti-seizure effect of the oil film formed around the tilting pad.
(12)一実施形態では、前記(1)〜(10)の何れかの構成において、
前記軸受部は転がり軸受を含む。
上記(12)の構成によれば、転がり軸受を含む軸受部の外周側に上記構成のスクイズフィルムダンパを備え、これらの組合せで回転軸を支持できる。これによって、転がり軸受を含む軸受部による低摩擦支持とスクイズフィルムダンパの減衰効果との相乗効果によって、高速回転時においても支持側の剛性を確保しつつ回転軸系で発生する振動等の減衰効果を高めることができ、回転軸を安定支持できる。
(12) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (10),
The bearing portion includes a rolling bearing.
According to the structure of said (12), the squeeze film damper of the said structure is provided in the outer peripheral side of the bearing part containing a rolling bearing, and a rotating shaft can be supported by these combination. By this, the synergetic effect of the low friction support by the bearing including the rolling bearing and the damping effect of the squeeze film damper, the damping effect of the vibration etc. generated in the rotating shaft system while securing the rigidity of the support side even at high speed rotation And can stably support the rotating shaft.
(13)一実施形態に係る回転機械は、
前記回転軸と、
前記(1)〜(12)の何れかの構成を有する軸受装置と、
を備える。
上記(13)の構成によれば、スクイズフィルムダンパの減衰効果を向上でき、これによって、回転軸系で発生する振動などを抑制でき、回転軸系を安定支持できる。また、油排出路はアウタリングの軸方向端面とサイドプレートとの間で形成されるので、回転軸系の動きに追従するインナリングの動きを拘束せずに絞り部を形成できる。
(13) The rotary machine according to one embodiment
The rotation axis,
A bearing device having any one of the configurations (1) to (12);
Equipped with
According to the configuration of the above (13), the damping effect of the squeeze film damper can be improved, whereby vibrations and the like generated in the rotary shaft system can be suppressed, and the rotary shaft system can be stably supported. Further, since the oil discharge path is formed between the axial end face of the outer ring and the side plate, the throttling portion can be formed without restricting the movement of the inner ring following the movement of the rotary shaft system.
幾つかの実施形態によれば、上記構成の油排出路を備えることで、スクイズフィルムダンパの減衰効果を高めることができる。 According to some embodiments, by providing the oil discharge passage configured as described above, the damping effect of the squeeze film damper can be enhanced.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to this, but are merely illustrative. Absent.
For example, a representation representing a relative or absolute arrangement such as “in a direction”, “along a direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” is strictly Not only does it represent such an arrangement, but also represents a state of relative displacement with an angle or distance that allows the same function to be obtained.
Further, for example, the expression expressing a shape such as a quadrilateral shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a rectangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion The shape including a chamfer etc. shall also be expressed.
On the other hand, the expressions "comprising", "having", "having", "including" or "having" one component are not exclusive expressions excluding the presence of other components.
図1〜図7は幾つかの実施形態に係る軸受装置10(10A、10B、10C)を示す。
図1において、軸受装置10は、回転軸12の外周側に軸受部14を備え、軸受部14の外周側にスクイズフィルムダンパ16を備える。軸受部14は回転軸12を回転自在に支持する。スクイズフィルムダンパ16は、少なくとも一つの油膜形成隙間Sを挟んで互いに対向するインナリング18及びアウタリング20を有する。
図2,4及び5に示すように、軸受装置10(10A〜10C)において、スクイズフィルムダンパ16の軸方向両端面にサイドプレート21(21a、21b、21c)が設けられ、アウタリング20の軸方向両端面との間で油膜形成隙間Sに連通する油排出路Pdを形成する。油排出路Pdは絞り部28(28a、28b、28c)を有する。
1 to 7 show a bearing device 10 (10A, 10B, 10C) according to some embodiments.
In FIG. 1, the bearing
As shown in FIGS. 2, 4 and 5, in the bearing device 10 (10A to 10C), the side plates 21 (21a, 21b, 21c) are provided on both axial end faces of the
なお、ここで、「軸方向」とは回転軸12の軸方向を言い、図2中の矢印a方向のことであり、「径方向」とは回転軸12の径方向を言い、図1中の矢印b方向のことである。
Here, the "axial direction" refers to the axial direction of the
上記構成により、油膜形成隙間Sに油供給部(不図示)から油を供給し、油排出路Pdから油を排出させることで、油膜形成隙間Sに粘性をもった非圧縮性の油を流動させる。これによって、回転軸12から加わる荷重を減衰させる減衰効果を得ることができる。この減衰効果によって回転軸系の振動などを抑制し、回転軸系の安定支持が可能になる。
また、絞り部28(28a〜28c)を備えることで、軸受部14に加わる回転軸の荷重に対する油膜形成隙間Sの油膜圧力を増加できる。油膜圧力の増加は油膜形成隙間Sが小さくなるのと等価な関係にあるため、スクイズフィルムダンパ16の減衰効果を向上できる。
According to the above configuration, oil is supplied from the oil supply portion (not shown) to the oil film forming gap S, and oil is discharged from the oil discharge passage Pd, so that incompressible oil having viscosity is flowed in the oil film forming gap S Let Thus, it is possible to obtain a damping effect for damping the load applied from the
Moreover, the oil film pressure of oil film formation clearance S with respect to the load of the rotating shaft added to the bearing
また、絞り部28で油の流動量を調節することで、油膜形成隙間Sの油膜圧力を調節し、これによって、減衰性能を調節できる。
さらに、油排出路Pdはアウタリング20の軸方向端面とサイドプレート21との間で形成されるので、回転軸系の動きに追従するインナリング18の動きを拘束せずに絞り部28を形成できる。
In addition, by adjusting the flow amount of oil at the throttling
Furthermore, since the oil discharge path Pd is formed between the axial direction end face of the
油膜形成によって発揮される減衰効果を表す油膜減衰常数Cψは次の(1)式から求められる。
ε=e/c=1−δ0/c
ここで、e:回転軸の偏心量、δ0:回転軸の軸受からの浮上量である。
(1)式から、油膜形成隙間の面積が大きいほど油膜減衰常数Cψが大きくなり、かつ油膜減衰常数Cψは径方向隙間の大きさcの3乗に比例することがわかる。従って、回転軸12から軸受装置に付加される圧力が大きくなり、油膜形成隙間Sが狭くなると、油膜圧が増加し、油膜減衰常数Cψが増加して減衰効果が増す。
The oil film damping constant Cψ representing the damping effect exerted by the oil film formation can be obtained from the following equation (1).
ε = e / c = 1−δ 0 / c
Here, e: eccentricity of the rotary shaft, δ 0 : fly height from the bearing of the rotary shaft.
From the equation (1), it is understood that the oil film damping constant C 大 き く becomes larger as the area of the oil film forming gap is larger, and the oil film damping constant Cψ is proportional to the cube of the size c of the radial gap. Therefore, when the pressure applied from the
一実施形態では、図1に示すように、軸受装置10は、インナリング18とアウタリング20との間に複数の弾性部22が周方向に離散的に設けられる。弾性部22を備えることで、スクイズフィルムダンパ16の剛性は弾性部22の剛性によって決定できる。従って、スクイズフィルムダンパ16の剛性と油膜形成による減衰性能とを夫々独立して設定できるため、スクイズフィルムダンパ16の減衰効果を高めるために、各々で最適な設定が可能になる。
In one embodiment, as shown in FIG. 1, in the
一実施形態では、弾性部22は回転軸12の軸方向に延在するように配置されている。この弾性部22の配置によって回転軸12の軸方向で均等な弾性力を発揮でき、回転軸12を回転軸12の軸方向で均等な弾性力で支持できる。
In one embodiment, the
一実施形態では、図1に示すように、軸受部14はティルティングパッド24を含む。ティルティングパッド24はピボット25を介してインナリング18の内側面に接続されている。ティルティングパッド24はピボット25を基点として任意の方向へ傾動可能になっている。ティルティングパッド24には内側面に開口する潤滑油流路(不図示)が形成され、回転軸12とティルティングパッド24との間に潤滑油が供給される。
この実施形態によれば、ティルティングパッド24を含む軸受部の外周側に上記構成のスクイズフィルムダンパ16を備え、これらの組合せで回転軸12を支持できる。これによって、転がり軸受を含む軸受部による低摩擦支持とスクイズフィルムダンパ16の減衰効果との相乗効果によって、高速回転時においても支持側の剛性を確保しつつ回転軸系で発生する振動等の減衰効果を高めることができ、回転軸12を安定支持できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 1, the bearing
According to this embodiment, the
一実施形態では、軸受部14は転がり軸受を含む。この実施形態によれば、転がり軸受を含む軸受部の外周側に上記構成のスクイズフィルムダンパ16を備え、これらの組合せで回転軸を支持できる。これによって、転がり軸受を含む軸受部による低摩擦支持とスクイズフィルムダンパ16の減衰効果との相乗効果によって、高速回転時においても支持側の剛性を確保しつつ回転軸系で発生する振動等の減衰効果を高めることができ、回転軸12を安定支持できる。
In one embodiment, the bearing
一実施形態では、図2に示すように、軸受装置10(10A)の絞り部28(28a)は、油排出路Pdに設けられるシールリング30で構成される。シールリング30は、例えば、Oリング又はピストンリングで構成される。
この実施形態によれば、絞り部28(28a)がシールリング30で構成されるので、回転軸系の動きに追従するインナリング18の動きを拘束せずにかつ簡易な構成で絞り部を形成できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 2, the throttling portion 28 (28 a) of the bearing device 10 (10 A) is configured by a
According to this embodiment, since the throttling portion 28 (28a) is formed by the
一実施形態では、シールリング30はサイドプレート21(21a)の油排出路Pdを形成する壁面に形成された凹部32に収容される。
この実施形態によれば、シールリング30は凹部32に収容されてサイドプレート21(21a)に固定され、該サイドプレートの動きに追従する。そのため、絞り部28(28a)の絞り機能を維持できる。
In one embodiment, the
According to this embodiment, the
一実施形態では、シールリング30は弾性体、例えば弾性ゴムで構成される。シールリング30が弾性体で構成されるためロバスト性が得られ、絞り部28(28a)の隙間管理が容易になる。仮に、絞り部28(28a)の隙間が閉塞しても油膜形成隙間Sの油膜圧力によって絞り部28(28a)から油排出が可能になり、油膜形成隙間Sの油流動性を維持できる。
In one embodiment, the
一実施形態では、図4に示すように、軸受装置10(10B)のサイドプレート21(21b)とインナリング18の軸方向両端面との間に圧電素子34が設けられる。圧電素子34は電圧を印加すると変位が生じるために、サイドプレート21(21c)とアウタリング20の軸方向両端面との間隔を調節可能である。圧電素子34は、サイドプレート21(21b)をインナリング18に対してインナリング18の軸方向に動かすことで、絞り部28(28b)の絞り度を調節できる。
この実施形態によれば、圧電素子34を備えることで、絞り部28(28b)の隙間調節が可能になり、ロバスト性が得られ、絞り部28(28b)の隙間管理が容易になる。
In one embodiment, as shown in FIG. 4,
According to this embodiment, by providing the
一実施形態では、図4に示すように、圧電素子34は板状体に形成される。圧電素子34が板状体に形成されることで、圧電素子34をサイドプレート21(21b)とインナリング18の軸方向両端面との間の狭いスペースに収容できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 4, the
一実施形態では、図4に示すように、インナリング18に対向したサイドプレート21(21b)の壁面は、互いに段差を有しかつ平行に配置された平坦な突出面36aと凹み面36bとで構成される。絞り部28(28b)は突出面36aによって容易に形成でき、凹み面36bで形成されるスペースに板状体の圧電素子34を配置することで、スペースをコンパクト化できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 4, the wall surface of the side plate 21 (21 b) facing the
一実施形態では、図5に示すように、軸受装置10(10C)は、油排出路Pdを形成するサイドプレート21(21c)の壁面がアウタリング20の軸方向両端面に外側ほど徐々に接近するように形成される。絞り部28(28c)部はサイドプレート21(21c)の外側先端部で形成される。この実施形態によれば、簡単な構成で絞り部を形成できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 5, in the bearing device 10 (10C), the wall surface of the side plate 21 (21c) forming the oil discharge path Pd gradually approaches the axially opposite end surfaces of the
一実施形態では、図2、図4及び図5に示すように、サイドプレート21はインナリング18の軸方向両端面に固定される。そして、図6に示すように、回転軸12の振動レベルを検出可能なセンサ38(38a、38b、38c)と、該センサで検出した振動レベルを周波数解析するための周波数解析器40と、を備える。周波数解析器40で得られた振動周波数が回転軸12の回転周波数の倍数以外の該振動周波数を含むとき、スクイズフィルムダンパ16の機能が異常をきたしていると判定する。
In one embodiment, as shown in FIGS. 2, 4 and 5, the
この実施形態によれば、周波数解析器40で得られた振動周波数が回転軸12の回転周波数及びその倍数とは異なる振動周波数を含むとき、インナリング18の動きが回転軸12から加わる荷重に追従していないことを示している。この原因として、絞り部28におけるインナリング18とアウタリング20との噛込み、その他何等かの機能障害が起きていると推定される。
According to this embodiment, when the vibration frequency obtained by the
一実施形態では、図6に示すように、センサ38が弾性部22に設けられた歪ゲージ38(38a)で構成される。歪ゲージ38(38a)で検知される歪みはインナリング18の動きによって発生するものであるため、この歪みの周期や振幅はインナリング18の動きを反映するものである。従って、周波数解析器40でこの歪みの周波数解析を行い、回転軸12の回転周波数及びその倍数とは異なる振動周波数を含むとき、インナリング18の動きが回転軸12から加わる荷重に追従していないことを示している。
In one embodiment, as shown in FIG. 6, the
一実施形態では、図6に示すように、周波数解析器40で周波数解析した結果からその原因を判定部42で判定し、その判定結果を表示部44に表示する。
In one embodiment, as shown in FIG. 6, the cause is determined by the determination unit 42 from the result of the frequency analysis by the
一実施形態では、図6に示すように、センサ38がインナリング18に設けられた加速度センサ38(38b)で構成される。
この実施形態によれば、加速度センサ38(38b)でインナリング18の動きの加速度を検知することで、インナリング18の動きが回転軸12から加わる荷重に追従しているかどうかを検知する。追従していないとき、絞り部28におけるインナリング18とアウタリング20との噛込み、その他何等かの機能障害が起きていると推定できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 6, the
According to this embodiment, the acceleration sensor 38 (38 b) detects the acceleration of the movement of the
一実施形態では、図6に示すように、センサ38が回転軸12に設けられ、回転軸12の振動を検知する振動センサ38(38c)で構成される。振動センサ38(38c)で回転軸12の回転周波数を検知すると共に、歪ゲージ38(38a)又は加速度センサ38(38b)で検知したインナリング18の動きを周波数解析器40で解析する。インナリング18の動きが回転軸12の回転周波数及びその倍数とは異なる振動周波数を含むとき、インナリング18の動きが回転軸12から加わる荷重に追従していないことを示しているとき、絞り部28におけるインナリング18とアウタリング20との噛込み、その他何等かの機能障害が起きていると推定できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 6, a
一実施形態では、判定部42で絞り部28においてアウタリング20との噛込みが起こっていると判定したとき、図4に示す軸受装置10(10B)において、圧電素子34を作動させてサイドプレート21(21b)をアウタリング20の軸方向端面から遠ざけることで、上記噛込みを解消できる。
In one embodiment, when it is determined by the determination unit 42 that biting with the
一実施形態では、図1に示すように、弾性部22は、インナリング18とアウタリング20との間の隙間に配置される。一実施形態では、弾性部22は、油膜形成隙間Sに連通して周方向に離散的に形成された空間S0に弾性部材が収容されて構成される。空間S0は軸方向に沿って延在し、空間S0の径方向寸法は油膜形成隙間S又は特殊形状隙間Sfの径方向寸法より大きい。一実施形態では、空間S0は四角形断面を有する。
図7は、弾性部22の幾つかの実施形態を示す。
In one embodiment, as shown in FIG. 1, the
FIG. 7 shows several embodiments of the
図7(A)に示す弾性部22(22a)は、断面が四角形状の1個の弾性棒状材26aが空間S0に収容され、軸方向に延在する。
図7(B)に示す弾性部22(22b)は、断面が四角形状の1個の弾性棒状材26bが空間S0に収容され、軸方向に延在する。
図7(C)に示す弾性部22(22c)は、断面が皿バネ形状(円錐台形状)の弾性体を中央が小径となるように2枚重ねにした弾性体26cが空間S0に収容される。一実施形態では、1個の棒状の弾性体26cが回転軸12の軸方向に延在する。別な実施形態では、複数の弾性体26cが軸方向に離散的に配置される。この弾性体は中空又は中実で構成されてもよい。
Figure 7 (C) in the
一実施形態では、1個の部材で形成される弾性棒状材26a、26b及び弾性体26cは、スクイズフィルムダンパ16の軸方向領域のほぼ全域に配置される。
一実施形態では、弾性棒状材26a、26b及び弾性体26cは、例えば、弾性ゴムで製造される。
1個の部材で形成される弾性棒状材26a、26b及び弾性体26cは空間S0への収容が容易である。
In one embodiment, the elastic rod-shaped
In one embodiment, the
Elastic rod-
図7(D)に示す弾性部22(22d)は、複数のコイルバネ26dを空間S0に回転軸12の軸方向に離散的に配置される。
図7(E)に示す弾性部22(22e)は、断面がS字形状をした弾性体26eを空間S0に収容する。一実施形態では、1個の弾性体26eを空間S0に軸方向へ延在させる。別な実施形態では、複数の弾性体26eを空間S0に軸方向に離散的に配置する。
図7(F)に示す弾性部22(22f)は、断面がジグザグ形状をした弾性体26fを空間S0に収容する。一実施形態では、1個の弾性体26fを空間S0に軸方向へ延在させる。別な実施形態では、複数の弾性体26fを空間S0に軸方向に離散的に配置する。
ここで「ジグザグ形状」とは、複数の直線状の線分が端部又は該端部以外の部位で互いに180度以外の角度で連続的に接続されている形状を言う。
Here, the “zigzag shape” refers to a shape in which a plurality of straight line segments are continuously connected to each other at an end or a portion other than the end at an angle other than 180 degrees.
一実施形態では、インナリング18とアウタリング20とは弾性部22を介して一体に形成される。このとき、一実施形態では、弾性部22はバネ部材を構成する。
なお、図2〜図5に示す油膜形成隙間S及び油排出路Pdの大きさは誇張して図示されており、実際は微小な隙間を形成している。
In one embodiment, the
It should be noted that the sizes of the oil film forming gap S and the oil discharge path Pd shown in FIGS. 2 to 5 are exaggerated and illustrated, and in fact, a minute gap is formed.
一実施形態に係る回転機械は、回転軸12と、上記構成を有する軸受装置10とを備える。
この回転機械によれば、スクイズフィルムダンパ16の減衰効果を向上でき、これによって、回転軸系で発生する振動などを抑制でき、回転軸系を安定支持できる。また、油排出路Pdはアウタリング20の軸方向端面とサイドプレート21との間で形成されるので、回転軸系の動きに追従するインナリング18の動きを拘束せずに絞り部28を形成できる。
A rotary machine according to an embodiment includes a
According to this rotating machine, the damping effect of the
幾つかの実施形態によれば、スクイズフィルムダンパを備えて回転軸系を回転自在に支承する軸受装置及び該軸受装置を備える回転機械において、スクイズフィルムダンパの減衰効果を向上させることで、回転軸系で発生する振動等を抑制でき、回転軸を安定支持できる。そのため、圧縮機、蒸気タービン等の回転機械に適用されて好適である。 According to some embodiments, in a bearing device including a squeeze film damper to rotatably support a rotating shaft system and a rotary machine including the bearing device, the rotating shaft is improved by improving the damping effect of the squeeze film damper. Vibration and the like generated in the system can be suppressed, and the rotary shaft can be stably supported. Therefore, it is suitably applied to rotary machines such as compressors and steam turbines.
10(10A、10B、10C) 軸受装置
12 回転軸
14 軸受部
16 スクイズフィルムダンパ
18 インナリング
20 アウタリング
21(21a、21b、21c) サイドプレート
22(22a、22b、22c、22d、22e、22f) 弾性部
24 ティルティングパッド
25 ピボット
26a、26b 弾性棒状材
26c、26e,24f 弾性体
26d コイルバネ
28(28a、28b、28c) 絞り部
30 シールリング
32 凹部
34 圧電素子
36a 突出面
36b 凹み面
38(38a、38b、38c) センサ
38a 歪ゲージ
38b 加速度センサ
38c 振動センサ
40 周波数解析器
42 判定部
44 表示部
Pd 油排出路
S 油膜形成隙間
S0 空間
Reference Signs List 10 (10A, 10B, 10C)
Claims (13)
前記軸受部の外周側に設けられ、少なくとも一つの油膜形成隙間を挟んで互いに対向するインナリング及びアウタリング含むスクイズフィルムダンパと、
前記スクイズフィルムダンパの軸方向両端面に設けられ、前記アウタリングの軸方向両端面との間で前記油膜形成隙間に連通する油排出路を形成するサイドプレートと、
を備え、
前記油排出路は絞り部を有することを特徴とする軸受装置。 A bearing for rotatably supporting the rotating shaft;
A squeeze film damper including an inner ring and an outer ring provided on an outer peripheral side of the bearing portion and facing each other across at least one oil film formation gap;
A side plate which is provided on both axial end surfaces of the squeeze film damper and which forms an oil discharge passage communicating with the oil film forming gap between the axial end surfaces of the outer ring;
Equipped with
The said oil discharge path has a constriction part, The bearing apparatus characterized by the above-mentioned.
前記圧電素子は、前記サイドプレートを前記インナリングに対して前記インナリングの軸方向に動かすことで、前記絞り部の絞り度を調節可能に構成されることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の軸受装置。 A piezoelectric element provided between the side plate and both axial end faces of the inner ring;
5. The piezoelectric element according to claim 1, wherein the throttling degree of the throttling portion is adjustable by moving the side plate in the axial direction of the inner ring with respect to the inner ring. The bearing device according to any one of the preceding claims.
前記回転軸の振動レベルを検出可能なセンサと、
前記センサで検出した前記振動レベルを周波数解析するための周波数解析器と、
を備え、
前記周波数解析器で得られた振動周波数が前記回転軸の回転周波数の倍数以外の該振動周波数を含むとき、前記スクイズフィルムダンパの機能が異常をきたしていると判定することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の軸受装置。 The side plates are fixed to both axial end faces of the inner ring,
A sensor capable of detecting the vibration level of the rotating shaft;
A frequency analyzer for frequency analysis of the vibration level detected by the sensor;
Equipped with
It is determined that the function of the squeeze film damper is abnormal when the vibration frequency obtained by the frequency analyzer includes the vibration frequency other than a multiple of the rotation frequency of the rotation axis. The bearing device according to any one of 1 to 5.
前記センサが前記弾性部に設けられた歪ゲージで構成されることを特徴とする請求項6に記載の軸受装置。 An elastic portion discretely provided in the circumferential direction between the inner ring and the outer ring;
The bearing device according to claim 6, wherein the sensor is constituted by a strain gauge provided in the elastic portion.
前記絞り部は前記壁面の外側先端部で形成されていることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の軸受装置。 The wall surface of the side plate that forms the oil discharge path is formed to gradually approach the axially opposite end surfaces of the outer ring toward the outside.
The bearing device according to any one of claims 1 to 8, wherein the narrowed portion is formed at an outer end of the wall surface.
請求項1乃至12の何れか一項に記載の軸受装置と、
を備えることを特徴とする回転機械。 The rotation axis,
A bearing device according to any one of the preceding claims,
A rotary machine comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017230536A JP7021920B2 (en) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | Bearing equipment and rotary machinery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017230536A JP7021920B2 (en) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | Bearing equipment and rotary machinery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019100414A true JP2019100414A (en) | 2019-06-24 |
JP7021920B2 JP7021920B2 (en) | 2022-02-17 |
Family
ID=66976570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017230536A Active JP7021920B2 (en) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | Bearing equipment and rotary machinery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7021920B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112503097A (en) * | 2020-12-21 | 2021-03-16 | 程群 | Industrial anti-skid bearing |
WO2021256372A1 (en) * | 2020-06-15 | 2021-12-23 | 川崎重工業株式会社 | Damper |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10103351A (en) * | 1996-09-30 | 1998-04-21 | Meidensha Corp | Bearing support structure |
JP2003090335A (en) * | 2000-12-01 | 2003-03-28 | Nsk Ltd | Roller bearing device with sensor, and rotary supporting device with sensor |
JP2007093007A (en) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Elliot Co | Bearing assembly, centering support structure therefor, and bearing mounting method |
-
2017
- 2017-11-30 JP JP2017230536A patent/JP7021920B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10103351A (en) * | 1996-09-30 | 1998-04-21 | Meidensha Corp | Bearing support structure |
JP2003090335A (en) * | 2000-12-01 | 2003-03-28 | Nsk Ltd | Roller bearing device with sensor, and rotary supporting device with sensor |
JP2007093007A (en) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Elliot Co | Bearing assembly, centering support structure therefor, and bearing mounting method |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021256372A1 (en) * | 2020-06-15 | 2021-12-23 | 川崎重工業株式会社 | Damper |
JP7421424B2 (en) | 2020-06-15 | 2024-01-24 | 川崎重工業株式会社 | damper |
CN112503097A (en) * | 2020-12-21 | 2021-03-16 | 程群 | Industrial anti-skid bearing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7021920B2 (en) | 2022-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6007252A (en) | Support structure with a vibration damper for rotatably holding a rotatable body | |
JP2019100414A (en) | Bearing device and rotary machine | |
JPH06508903A (en) | Hydrodynamic bearings having beam-supported bearing pads and bearing assemblies including the same | |
KR101861028B1 (en) | Squeeze film damper, bearing unit, and turbine | |
JP2006057653A (en) | Bearing vibration damping mechanism | |
JPH0357330B2 (en) | ||
JP6444511B2 (en) | Foil bearing, method for adjusting the gap bearing gap geometry, and corresponding manufacturing method for the foil bearing | |
JP2018501447A (en) | Foil segment bearing, method for adjusting the gap geometry of a foil segment bearing, and corresponding manufacturing method | |
JP2019100434A (en) | Bearing device and rotary machine | |
FR3013415A1 (en) | SIMPLIFIED PULSE TORSION DAMPING DEVICE | |
JP6913648B2 (en) | Mass damper | |
JP2004278580A (en) | Tubular damper element | |
JP5972815B2 (en) | Coal mill | |
JP4302636B2 (en) | Torsional damping rotating shaft | |
JP4907525B2 (en) | 4 bearing device | |
JP7085441B2 (en) | Damper bearings and dampers | |
JP6934409B2 (en) | Bearing equipment and rotating machinery | |
JP2000205251A (en) | Bearing mechanism | |
JP2017161277A (en) | Vibration measurement device, vibration measurement system, and vibration measurement method | |
JP7023091B2 (en) | Bearing equipment and rotary machinery | |
US4222617A (en) | Self loading cylindrical autolubricated gas bearing | |
KR102437405B1 (en) | Friction brake structure | |
US3666056A (en) | Vibration damper for vibrating screens | |
JPH09269005A (en) | Damping bearing having damping function | |
JP2012052632A (en) | Flexible pad bearing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200918 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210415 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210601 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210625 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20211130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211216 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20211216 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20211223 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20220104 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220201 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7021920 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |