JP3032076B2 - スラスト軸受 - Google Patents
スラスト軸受Info
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- bearing
- stationary plate
- thrust bearing
- plate
- thrust
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- 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
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/20—Sliding surface consisting mainly of plastics
- F16C33/203—Multilayer structures, e.g. sleeves comprising a plastic lining
- F16C33/206—Multilayer structures, e.g. sleeves comprising a plastic lining with three layers
-
- 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
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/06—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings
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- 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
- F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
- F16C2300/10—Application independent of particular apparatuses related to size
- F16C2300/14—Large applications, e.g. bearings having an inner diameter exceeding 500 mm
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- 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
- F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
- F16C2300/30—Application independent of particular apparatuses related to direction with respect to gravity
- F16C2300/34—Vertical, e.g. bearings for supporting a vertical shaft
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- 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
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スラスト軸受、特に立
軸回転電機等に用いて軸受損失を大幅に減少させること
ができるようにした高面圧、高周速、大荷重のスラスト
軸受に関する。
軸回転電機等に用いて軸受損失を大幅に減少させること
ができるようにした高面圧、高周速、大荷重のスラスト
軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、水力発電設備は、一般に高速、大
容量化の一途をたどり、ここで使用されるポンプ水車や
水車等の水力機械や発電機は、高速、高圧及び高荷重下
での苛酷な運転にさらされるに至っている。しかも、電
力需要の要求に応じて、素早い起動・停止と種々の負荷
条件の下で運転される状況下にあり、安定した電力供給
のために高い信頼性が要求されている。
容量化の一途をたどり、ここで使用されるポンプ水車や
水車等の水力機械や発電機は、高速、高圧及び高荷重下
での苛酷な運転にさらされるに至っている。しかも、電
力需要の要求に応じて、素早い起動・停止と種々の負荷
条件の下で運転される状況下にあり、安定した電力供給
のために高い信頼性が要求されている。
【０００３】一般に、立軸回転電機、例えば立形水車発
電機又は揚水発電電動機に使用されるスラスト軸受は、
発電機と水車の回転体の重量だけでなく、水車又はポン
プ水車の水スラストも支持している。近年、発電機の高
周速・大容量化に伴って水スラストが回転体重量の３倍
に達するものがあり、水スラストと回転体重量との合計
が４０００トンを越え、スラスト軸受の周速が６０ｍ／
ｓｅｃを越えるものもある。このため、このような大型
機では、スラスト軸受の摩耗損失が３０００ｋｗにも達
し、発電機全体の容量が増大し、不経済なものとなって
いる。
電機又は揚水発電電動機に使用されるスラスト軸受は、
発電機と水車の回転体の重量だけでなく、水車又はポン
プ水車の水スラストも支持している。近年、発電機の高
周速・大容量化に伴って水スラストが回転体重量の３倍
に達するものがあり、水スラストと回転体重量との合計
が４０００トンを越え、スラスト軸受の周速が６０ｍ／
ｓｅｃを越えるものもある。このため、このような大型
機では、スラスト軸受の摩耗損失が３０００ｋｗにも達
し、発電機全体の容量が増大し、不経済なものとなって
いる。
【０００４】このような高周速・大荷重のスラスト軸受
において、従来用いられている一層の静止板によると、
軸受すべり面の摩擦により、静止板のすべり面（上面）
と下面との温度差が増大し、熱応力により静止板が凸状
に変形するので、軸受性能が低下し、焼損を招くなどの
欠点があった。そこで、スラスト軸受の平均面圧を高め
て軸受を小型化するため、次のような方法が採られてい
る。
において、従来用いられている一層の静止板によると、
軸受すべり面の摩擦により、静止板のすべり面（上面）
と下面との温度差が増大し、熱応力により静止板が凸状
に変形するので、軸受性能が低下し、焼損を招くなどの
欠点があった。そこで、スラスト軸受の平均面圧を高め
て軸受を小型化するため、次のような方法が採られてい
る。
【０００５】先ず、静止板を直接水冷却するようにした
スラスト軸受があるが、この方法によると、上述の欠点
は解消するものの、構造が複雑となって高価となり、ま
た長期の運転中に水あかがたまって冷却能力が低下する
などの欠点があった。
スラスト軸受があるが、この方法によると、上述の欠点
は解消するものの、構造が複雑となって高価となり、ま
た長期の運転中に水あかがたまって冷却能力が低下する
などの欠点があった。
【０００６】次に、静止板を上下の２層構造としたスラ
スト軸受があり、その一例を図６に示す。図６におい
て、回転軸１にはスラストカラー２が取り付けられ、こ
のスラストカラー２の下面には回転板３が設けられてい
る。そして、複数の扇形の上下の静止板４ａ、４ｂが回
転軸１の周りに放射状に配置され、回転板３を摺動可能
に支持している。これらの静止板４ａ、４ｂは複数のば
ねなどの弾性部材５を介して支持板６により支持されて
いる。なお、７は油槽である。
スト軸受があり、その一例を図６に示す。図６におい
て、回転軸１にはスラストカラー２が取り付けられ、こ
のスラストカラー２の下面には回転板３が設けられてい
る。そして、複数の扇形の上下の静止板４ａ、４ｂが回
転軸１の周りに放射状に配置され、回転板３を摺動可能
に支持している。これらの静止板４ａ、４ｂは複数のば
ねなどの弾性部材５を介して支持板６により支持されて
いる。なお、７は油槽である。
【０００７】また、上部静止板４ａは下部静止板４ｂの
上面に重なるように設けられている。下部静止板４ｂに
は板厚が厚く剛性の高い材料を用い、一方上部静止板４
ａには下部静止板４ｂよりは板厚が薄くて剛性が低く、
場合によっては熱伝導率の高い材料を用いている。そし
て、上部静止板４ａと下部静止板４ｂとが接する面に
は、冷却兼断熱用として、半径方向及び円周方向に延び
る又は格子状の油溝８が設けられている。
上面に重なるように設けられている。下部静止板４ｂに
は板厚が厚く剛性の高い材料を用い、一方上部静止板４
ａには下部静止板４ｂよりは板厚が薄くて剛性が低く、
場合によっては熱伝導率の高い材料を用いている。そし
て、上部静止板４ａと下部静止板４ｂとが接する面に
は、冷却兼断熱用として、半径方向及び円周方向に延び
る又は格子状の油溝８が設けられている。
【０００８】すなわち、下部静止板４ｂは、剛性が高く
かつ上部静止板４ａと油溝８とで熱的に遮断されるの
で、運転時発生する熱変形が小さい。また、上部静止板
４ａは、下部静止板４ｂに固定されず、かつ剛性が低い
ために、油膜圧力で下部静止板４ｂに押し付けられるの
で、熱変形は生じにくいようにされている。
かつ上部静止板４ａと油溝８とで熱的に遮断されるの
で、運転時発生する熱変形が小さい。また、上部静止板
４ａは、下部静止板４ｂに固定されず、かつ剛性が低い
ために、油膜圧力で下部静止板４ｂに押し付けられるの
で、熱変形は生じにくいようにされている。
【０００９】しかしながら、実荷重試験装置による実験
結果によれば、高周速・大荷重の条件下では十分な断熱
効果が得られず、下部静止板４ｂの熱変形はかなり大き
かった。図７は運転時における上部及び下部静止板４
ａ、４ｂの半径方向の油膜圧力分布を示し、下部静止板
４ｂの熱変形が大きく、最大油膜圧力Ｐが平均油膜圧力
Ｍの３倍を越え、高面圧スラスト軸受に使用すると、焼
損を招く欠点がある。
結果によれば、高周速・大荷重の条件下では十分な断熱
効果が得られず、下部静止板４ｂの熱変形はかなり大き
かった。図７は運転時における上部及び下部静止板４
ａ、４ｂの半径方向の油膜圧力分布を示し、下部静止板
４ｂの熱変形が大きく、最大油膜圧力Ｐが平均油膜圧力
Ｍの３倍を越え、高面圧スラスト軸受に使用すると、焼
損を招く欠点がある。
【００１０】そこで、他の従来例として、静止板が２層
構造のスラスト軸受において、図８に示すように、上記
の油溝８に代えて、熱絶縁板９を上部静止板４ａと下部
静止板４ｂとの間に介在したものがある。このような構
造によれば、熱絶縁板９によって、下部静止板４ｂは上
部静止板４ａの熱影響を受けないので、下部静止板４ｂ
の温度は周辺の油温に近く、特に板厚方向の大きな温度
差が発生しないので、下部静止板４ｂの過大な熱変形が
防止される。したがって、上部静止板４ａの変形も防止
されるから、すべり面に理想的な油膜圧力分布が形成さ
れることになる。
構造のスラスト軸受において、図８に示すように、上記
の油溝８に代えて、熱絶縁板９を上部静止板４ａと下部
静止板４ｂとの間に介在したものがある。このような構
造によれば、熱絶縁板９によって、下部静止板４ｂは上
部静止板４ａの熱影響を受けないので、下部静止板４ｂ
の温度は周辺の油温に近く、特に板厚方向の大きな温度
差が発生しないので、下部静止板４ｂの過大な熱変形が
防止される。したがって、上部静止板４ａの変形も防止
されるから、すべり面に理想的な油膜圧力分布が形成さ
れることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、ス
ラスト軸受において、従来の静止板の改良の方向は静止
板の過大な熱変形の防止にあった。すなわち、軸受損失
を減少させるために、軸受面圧を上げて静止板の熱変形
を抑制することがスラスト軸受開発のポイントである
が、最大の難点は熱絶縁を施すことで軸受すべり面の油
膜温度が上昇することであり、この結果軸受すべり面の
材料の温度強度限界や、高面圧下での軸受材料のクリー
プ開始時の温度限界が、高周速・大荷重軸受では制約さ
れる問題があった。
ラスト軸受において、従来の静止板の改良の方向は静止
板の過大な熱変形の防止にあった。すなわち、軸受損失
を減少させるために、軸受面圧を上げて静止板の熱変形
を抑制することがスラスト軸受開発のポイントである
が、最大の難点は熱絶縁を施すことで軸受すべり面の油
膜温度が上昇することであり、この結果軸受すべり面の
材料の温度強度限界や、高面圧下での軸受材料のクリー
プ開始時の温度限界が、高周速・大荷重軸受では制約さ
れる問題があった。
【００１２】ところで、水力発電機に用いられるスラス
ト軸受に限らず、従来の回転機械に用いられるすべり軸
受のすべり面材料としては、金属のすずを主成分にした
軸受材料合金が殆どと言って良く、ＪＩＳ呼称でホワイ
トメタルＷＪ２（ＪＩＳ：Ｈ５４０１）が使用されてい
る（まれに、鉛系主体のホワイトメタルも使用されてい
る）。具体的には、このＷＪ２軸受材料の許容限界温度
は、圧縮耐力を考え、１２０℃程度である。但し、ＷＪ
２自体の溶融温度は２４０℃〜３００℃程度ともっと高
い。
ト軸受に限らず、従来の回転機械に用いられるすべり軸
受のすべり面材料としては、金属のすずを主成分にした
軸受材料合金が殆どと言って良く、ＪＩＳ呼称でホワイ
トメタルＷＪ２（ＪＩＳ：Ｈ５４０１）が使用されてい
る（まれに、鉛系主体のホワイトメタルも使用されてい
る）。具体的には、このＷＪ２軸受材料の許容限界温度
は、圧縮耐力を考え、１２０℃程度である。但し、ＷＪ
２自体の溶融温度は２４０℃〜３００℃程度ともっと高
い。
【００１３】上記の理由により、水力発電機用大荷重ス
ラスト軸受に使用されるホワイトメタル材料において
は、軸受材料の強度、疲労、長時間の運転時の摩耗量の
限界と、なによりも前述の高面圧下での安定した軸受性
能を発揮できる最高軸受平均面圧は５０ｋｇ／ｃｍ２が
限界であった。
ラスト軸受に使用されるホワイトメタル材料において
は、軸受材料の強度、疲労、長時間の運転時の摩耗量の
限界と、なによりも前述の高面圧下での安定した軸受性
能を発揮できる最高軸受平均面圧は５０ｋｇ／ｃｍ２が
限界であった。
【００１４】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたもので、従来の軸受金属材料では
得られないほど耐摩耗性に優れ、かつ軸受すべり面摩擦
係数も小さくて、軸受平均面圧が従来軸受よりも５０％
以上も高い７０〜８０ｋｇ／ｃｍ２にも高めることがで
きて、軸受損失を大幅に減少させることができるように
したスラスト軸受を提供することを目的とする。
決するためになされたもので、従来の軸受金属材料では
得られないほど耐摩耗性に優れ、かつ軸受すべり面摩擦
係数も小さくて、軸受平均面圧が従来軸受よりも５０％
以上も高い７０〜８０ｋｇ／ｃｍ２にも高めることがで
きて、軸受損失を大幅に減少させることができるように
したスラスト軸受を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、回転軸の周りに放射状に配置され、該
回転軸に取り付けたスラストカラーの下端面に設けた回
転板を摺動可能に支持する複数の扇形の静止板を具備す
るスラスト軸受において、前記回転板と摺接する静止板
の軸受すべり面をグラスファイバーおよび二硫化モリブ
デンを充填したテトラフルオルエチレン（商品名：テフ
ロン）材料で形成したものである。
めに、本発明は、回転軸の周りに放射状に配置され、該
回転軸に取り付けたスラストカラーの下端面に設けた回
転板を摺動可能に支持する複数の扇形の静止板を具備す
るスラスト軸受において、前記回転板と摺接する静止板
の軸受すべり面をグラスファイバーおよび二硫化モリブ
デンを充填したテトラフルオルエチレン（商品名：テフ
ロン）材料で形成したものである。
【００１６】
【作用】上記の手段によれば、スラスト軸受における静
止板の軸受すべり面を形成するグラスファイバーおよび
二硫化モリブデンを充填したテトラフルオルエチレン材
料は、金属材料例えばホワイトメタルＷＪ２に比べて極
めて耐摩耗性に優れているので、高荷重下での安定した
流体潤滑特性が得られる。また、該テトラフルオルエチ
レン材料は、摩擦係数も非常に小さいので、起動停止時
に高圧油ポンプを使用した高圧油の送入が不用になり、
かつ長期停止や起動時の油温に関係なく起動可能とな
る。更に、該テトラフルオルエチレン材料は、熱不良導
体でもあるので、軸受すべり面に発生する熱を遮断し、
該テトラフルオルエチレン材料を支持する部材への断熱
効果も呈する。
止板の軸受すべり面を形成するグラスファイバーおよび
二硫化モリブデンを充填したテトラフルオルエチレン材
料は、金属材料例えばホワイトメタルＷＪ２に比べて極
めて耐摩耗性に優れているので、高荷重下での安定した
流体潤滑特性が得られる。また、該テトラフルオルエチ
レン材料は、摩擦係数も非常に小さいので、起動停止時
に高圧油ポンプを使用した高圧油の送入が不用になり、
かつ長期停止や起動時の油温に関係なく起動可能とな
る。更に、該テトラフルオルエチレン材料は、熱不良導
体でもあるので、軸受すべり面に発生する熱を遮断し、
該テトラフルオルエチレン材料を支持する部材への断熱
効果も呈する。
【００１７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図１は、スラスト軸受において、回
転軸の周りに放射状に配置され、該回転軸に取り付けた
スラストカラーの下端面に設けた回転板を摺動可能に支
持する扇形の静止板４の平面図である。そして、図２は
図１のＡ−Ａ線に沿って本発明の第１実施例を示す断面
図である。
て詳細に説明する。図１は、スラスト軸受において、回
転軸の周りに放射状に配置され、該回転軸に取り付けた
スラストカラーの下端面に設けた回転板を摺動可能に支
持する扇形の静止板４の平面図である。そして、図２は
図１のＡ−Ａ線に沿って本発明の第１実施例を示す断面
図である。
【００１８】図２において、静止板４は、軸受すべり面
１０を形成するグラスファイバー、二硫化モリブデン、
カーボン、黒鉛繊維等を充填したテトラフルオルエチレ
ンン材料１１と、このテトラフルオルエチレン材料１１
の下の純粋テトラフルオルエチレン１２と、この純粋テ
トラフルオルエチレン１２の下の鉄系台金１３とを一体
に結合した構成とされている。
１０を形成するグラスファイバー、二硫化モリブデン、
カーボン、黒鉛繊維等を充填したテトラフルオルエチレ
ンン材料１１と、このテトラフルオルエチレン材料１１
の下の純粋テトラフルオルエチレン１２と、この純粋テ
トラフルオルエチレン１２の下の鉄系台金１３とを一体
に結合した構成とされている。
【００１９】この一体結合は例えば次のようにして行わ
れる。すなわち、鉄系台金１３の軸受すべり面１０側の
面（上面）をショットブラスト等によって凹凸形状に荒
れた面１４に加工し、その上に純粋テトラフルオルエチ
レン１２及び充填材混入テトラフルオルエチレン材料１
１を順次載せて、約３００℃以上の高温に溶融すると共
に加圧し、一体に結合する。
れる。すなわち、鉄系台金１３の軸受すべり面１０側の
面（上面）をショットブラスト等によって凹凸形状に荒
れた面１４に加工し、その上に純粋テトラフルオルエチ
レン１２及び充填材混入テトラフルオルエチレン材料１
１を順次載せて、約３００℃以上の高温に溶融すると共
に加圧し、一体に結合する。
【００２０】次に、図３は図１のＡ−Ａ線に沿って本発
明の第２実施例を示す断面図である。本実施例は、鉄系
台金１３の上面に銅又は銅合金材料の金網又はコイルボ
ビン等の線状部材１５を銀ろう、ハンダろうまたは液相
焼結法による金属箔１６などで結合し、この線状部材１
５の空間に純粋テトラフルオルエチレン１２を前記第１
実施例と同様に高温溶融にして充満させ、充填材混入テ
トラフルオルエチレン材料１１と鉄系台金１３とを結合
するようにしたものである。
明の第２実施例を示す断面図である。本実施例は、鉄系
台金１３の上面に銅又は銅合金材料の金網又はコイルボ
ビン等の線状部材１５を銀ろう、ハンダろうまたは液相
焼結法による金属箔１６などで結合し、この線状部材１
５の空間に純粋テトラフルオルエチレン１２を前記第１
実施例と同様に高温溶融にして充満させ、充填材混入テ
トラフルオルエチレン材料１１と鉄系台金１３とを結合
するようにしたものである。
【００２１】また、図４は図１のＡ−Ａ線に沿って本発
明の第３実施例を示す断面図である。本実施例は、前記
した純粋テトラフルオルエチレン１２を使用しないで、
充填材混入テトラフルオルエチレン材料１１を該純粋テ
トラフルオルエチレンと兼用させ、高温状態で前記銅又
は銅合金材料の金網又はコイルボビン等の線状部材１５
の空間に充満させ、充填材混入テトラフルオルエチレン
１１と鉄系台金１３とを結合するようにしたものであ
る。
明の第３実施例を示す断面図である。本実施例は、前記
した純粋テトラフルオルエチレン１２を使用しないで、
充填材混入テトラフルオルエチレン材料１１を該純粋テ
トラフルオルエチレンと兼用させ、高温状態で前記銅又
は銅合金材料の金網又はコイルボビン等の線状部材１５
の空間に充満させ、充填材混入テトラフルオルエチレン
１１と鉄系台金１３とを結合するようにしたものであ
る。
【００２２】以上述べた各実施例においては、スラスト
軸受における静止板４の軸受すべり面１０を形成するグ
ラスファイバー、二硫化モリブデン等を充填したテトラ
フルオルエチレンン材料１１は、金属材料例えばホワイ
トメタルＷＪ２に比べて極めて耐摩耗性に優れているの
で、高荷重下での安定した流体潤滑特性が得られる。ま
た、該テトラフルオルエチレン材料１１は、摩擦係数も
ホワイトメタルＷＪ２に比べて非常に小さいので、起動
停止時に高圧油ポンプを使用した高圧油の送入が不用に
なり、かつ長期停止や起動時の油温に関係なく起動可能
となる。更に、該テトラフルオルエチレン材料１１は、
熱不良導体でもあるので、軸受すべり面１０に発生する
熱を遮断し、鉄系台金１３への断熱効果も呈する。
軸受における静止板４の軸受すべり面１０を形成するグ
ラスファイバー、二硫化モリブデン等を充填したテトラ
フルオルエチレンン材料１１は、金属材料例えばホワイ
トメタルＷＪ２に比べて極めて耐摩耗性に優れているの
で、高荷重下での安定した流体潤滑特性が得られる。ま
た、該テトラフルオルエチレン材料１１は、摩擦係数も
ホワイトメタルＷＪ２に比べて非常に小さいので、起動
停止時に高圧油ポンプを使用した高圧油の送入が不用に
なり、かつ長期停止や起動時の油温に関係なく起動可能
となる。更に、該テトラフルオルエチレン材料１１は、
熱不良導体でもあるので、軸受すべり面１０に発生する
熱を遮断し、鉄系台金１３への断熱効果も呈する。
【００２３】なお、テトラフルオルエチレン材料１１に
混入される充填材は、実際に使用される回転機械のスラ
スト軸受の用途に応じて、耐摩耗性特性や摩擦係数等を
考慮して適宜決定される。
混入される充填材は、実際に使用される回転機械のスラ
スト軸受の用途に応じて、耐摩耗性特性や摩擦係数等を
考慮して適宜決定される。
【００２４】図５は、本発明によるスラスト軸受と従来
のスラスト軸受との特性比較の実験結果を示す図であ
る。本発明の軸受すべり面材料としては、グラスファイ
バーを約１５％と二硫化モリブデンを約５％とをテトラ
フルオルエチレン材料に充填したものを使用した。ま
た、従来の軸受すべり面材料としては、すず系主体のホ
ワイトメタルＷＪ２を使用した。そして、本発明の軸受
温度測定点は温度測定感熱素子が設置できる鉄系台金１
３の上部付近とし、従来軸受の温度計設置位置のすべり
面から３０〜５０ｍｍの位置と全く同じ位置とした。
のスラスト軸受との特性比較の実験結果を示す図であ
る。本発明の軸受すべり面材料としては、グラスファイ
バーを約１５％と二硫化モリブデンを約５％とをテトラ
フルオルエチレン材料に充填したものを使用した。ま
た、従来の軸受すべり面材料としては、すず系主体のホ
ワイトメタルＷＪ２を使用した。そして、本発明の軸受
温度測定点は温度測定感熱素子が設置できる鉄系台金１
３の上部付近とし、従来軸受の温度計設置位置のすべり
面から３０〜５０ｍｍの位置と全く同じ位置とした。
【００２５】また、図５中の比摩耗率は下の数式１で表
わされ、軸受平均面圧、単位走行距離当たりのすべり面
材料の摩耗深さを示す物理的意味がある。
わされ、軸受平均面圧、単位走行距離当たりのすべり面
材料の摩耗深さを示す物理的意味がある。
【００２６】
【数１】
【００２７】この図５に示す結果から明らかなように、
従来軸受材料のホワイトメタルＷＪ２に比較し、本発明
の軸受材料の比摩耗率は極めて小さい、優れた軸受性能
を有し、かつ軸受平均面圧が増大すると、むしろ摩耗率
は低下する傾向すら示す結果が得られた。
従来軸受材料のホワイトメタルＷＪ２に比較し、本発明
の軸受材料の比摩耗率は極めて小さい、優れた軸受性能
を有し、かつ軸受平均面圧が増大すると、むしろ摩耗率
は低下する傾向すら示す結果が得られた。
【００２８】更に、本発明の軸受材料では、起動時のす
べり面静摩擦係数も小さく、これにより起動時における
高圧油ポンプの使用を不用とすることができる。
べり面静摩擦係数も小さく、これにより起動時における
高圧油ポンプの使用を不用とすることができる。
【００２９】また、従来軸受では、軸受平均面圧が増大
していき、やがて損傷する場合の限界の軸受温度試験で
は、軸受すべり面には深い摩耗条痕が発生し、しかも相
手側の回転板すべり面にホワイトメタルＷＪ２が付着
し、軸受性能としての流体潤滑油膜が破断して、スラス
ト軸受の焼損に至った。
していき、やがて損傷する場合の限界の軸受温度試験で
は、軸受すべり面には深い摩耗条痕が発生し、しかも相
手側の回転板すべり面にホワイトメタルＷＪ２が付着
し、軸受性能としての流体潤滑油膜が破断して、スラス
ト軸受の焼損に至った。
【００３０】これに対し、本発明の軸受では、スラスト
軸受平均面圧が１００ｋｇ／ｃｍ２の高面圧でも、回転
板すべり面は鏡面に光っていて、回転板すべり面の摩耗
量も極めて少なかった。このような特徴は、次の理由に
よるものである。すなわち、軸受平均面圧の増加と共
に、最高油膜圧力との比ＰＭＡＸ／ＤＭＥＡＮが低下し
ていくことから、油膜厚さはかなり小さくなるが、油膜
圧力分布の波形がなだらかなおわん状になる。そして、
この現象は、テトラフルオルエチレン材料が弾性体であ
り、軸受すべり面材料が高面圧下ではすべり面の中央部
で油膜の発生圧力によりなめらかに凹形状に変形するた
めに、生じるものと思われる。
軸受平均面圧が１００ｋｇ／ｃｍ２の高面圧でも、回転
板すべり面は鏡面に光っていて、回転板すべり面の摩耗
量も極めて少なかった。このような特徴は、次の理由に
よるものである。すなわち、軸受平均面圧の増加と共
に、最高油膜圧力との比ＰＭＡＸ／ＤＭＥＡＮが低下し
ていくことから、油膜厚さはかなり小さくなるが、油膜
圧力分布の波形がなだらかなおわん状になる。そして、
この現象は、テトラフルオルエチレン材料が弾性体であ
り、軸受すべり面材料が高面圧下ではすべり面の中央部
で油膜の発生圧力によりなめらかに凹形状に変形するた
めに、生じるものと思われる。
【００３１】最後に、従来の軸受ではすべり面と静止板
底面との温度差により静止板の熱変形が発生していた
が、本発明の軸受ではテトラフルオルエチレン材料の熱
伝導率は０．３ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃であって不良導体
であることから（ちなみに、ホワイトメタルＷＪ２の熱
伝導率は５１ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）、鉄系台金の過大
な熱変形は全く発生しなかった。
底面との温度差により静止板の熱変形が発生していた
が、本発明の軸受ではテトラフルオルエチレン材料の熱
伝導率は０．３ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃であって不良導体
であることから（ちなみに、ホワイトメタルＷＪ２の熱
伝導率は５１ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）、鉄系台金の過大
な熱変形は全く発生しなかった。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、回
転軸の周りに放射状に配置され、該回転軸に取り付けた
スラストカラーの下端面に設けた回転板を摺動可能に支
持する複数の扇形の静止板を具備するスラスト軸受にお
いて、前記回転板と摺接する静止板の軸受すべり面をグ
ラスファイバーおよび二硫化モリブデンを充填したテト
ラフルオルエチレンン材料で形成した構成としたので、
飛躍的に軸受損失を低減することができるなどの優れた
効果が奏される。
転軸の周りに放射状に配置され、該回転軸に取り付けた
スラストカラーの下端面に設けた回転板を摺動可能に支
持する複数の扇形の静止板を具備するスラスト軸受にお
いて、前記回転板と摺接する静止板の軸受すべり面をグ
ラスファイバーおよび二硫化モリブデンを充填したテト
ラフルオルエチレンン材料で形成した構成としたので、
飛躍的に軸受損失を低減することができるなどの優れた
効果が奏される。
【００３３】即ち、本発明における静止板の軸受すべり
面を形成する充填材混入テトラフルオルエチレン材料
は、従来の軸受金属材料例えばホワイトメタルＷＪ２に
比べて極めて耐摩耗性に優れているので、高荷重下での
安定した流体潤滑特性が得られ、また、摩擦係数も非常
に小さいので、起動停止時に高圧油ポンプを使用した高
圧油の送入が不用になり、かつ長期停止や起動時の油温
に関係なく起動可能となる。更に、熱不良導体でもある
ので、軸受すべり面に発生する熱を遮断し、静止板を支
持する部材への断熱効果も呈する。したがって、スラス
ト軸受平均面圧を従来軸受に比べて５０％も高い７０〜
８０ｋｇ／ｃｍ２にも高めることができるものである。
面を形成する充填材混入テトラフルオルエチレン材料
は、従来の軸受金属材料例えばホワイトメタルＷＪ２に
比べて極めて耐摩耗性に優れているので、高荷重下での
安定した流体潤滑特性が得られ、また、摩擦係数も非常
に小さいので、起動停止時に高圧油ポンプを使用した高
圧油の送入が不用になり、かつ長期停止や起動時の油温
に関係なく起動可能となる。更に、熱不良導体でもある
ので、軸受すべり面に発生する熱を遮断し、静止板を支
持する部材への断熱効果も呈する。したがって、スラス
ト軸受平均面圧を従来軸受に比べて５０％も高い７０〜
８０ｋｇ／ｃｍ２にも高めることができるものである。
【図１】スラスト軸受における静止板の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って本発明の第１実施例を
示す断面図。
示す断面図。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿って本発明の第２実施例を
示す断面図。
示す断面図。
【図４】図１のＡ−Ａ線に沿って本発明の第３実施例を
示す断面図。
示す断面図。
【図５】本発明によるスラスト軸受と従来のスラスト軸
受との特性比較の実験結果を示す図。
受との特性比較の実験結果を示す図。
【図６】従来のスラスト軸受の一例を示す断面図。
【図７】図５に示した従来のスラスト軸受の静止板のす
べり面における油膜圧力分布を示す図。
べり面における油膜圧力分布を示す図。
【図８】従来のスラスト軸受の他の例を示す断面図。
４ 静止板 １０ 軸受すべり面 １１ 充填材混入テトラフルオルエチレン材料 １２ 純粋テトラフルオルエチレン １３ 鉄系台金 １４ 凹凸面 １５ 線状部材 １６ 銀ろう、ハンダろうまたは液相焼結法による金属
箔
箔
Claims (1)
- 【請求項１】 回転軸の周りに放射状に配置され、該回
転軸に取り付けたスラストカラーの下端面に設けた回転
板を摺動可能に支持する複数の扇形の静止板を具備する
スラスト軸受において、前記回転板と摺接する静止板の
軸受すべり面をグラスファイバーおよび二硫化モリブデ
ンを充填したテトラフルオルエチレン材料で形成したこ
とを特徴とするスラスト軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4096357A JP3032076B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | スラスト軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4096357A JP3032076B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | スラスト軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296235A JPH05296235A (ja) | 1993-11-09 |
| JP3032076B2 true JP3032076B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=14162747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4096357A Expired - Lifetime JP3032076B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | スラスト軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3032076B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11293486B2 (en) * | 2019-09-30 | 2022-04-05 | Umfotec Gmbh | Bearing bushing and method for manufacturing a bearing bushing |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0884452A (ja) * | 1994-09-13 | 1996-03-26 | Toshiba Corp | スラスト軸受装置 |
| KR101599389B1 (ko) * | 2014-06-09 | 2016-03-03 | (주)동서기연 | 금속지지층 표면 조도 인터록킹을 통한 결합력 강화 미끄럼 베어링 조립체 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6022781Y2 (ja) * | 1978-09-05 | 1985-07-06 | 三菱電機株式会社 | 水中形電動機のスラスト軸受装置 |
| JPS6071730U (ja) * | 1983-10-22 | 1985-05-21 | 株式会社イワキ | 軸受の取付構造 |
| JPH021533Y2 (ja) * | 1985-10-22 | 1990-01-16 |
-
1992
- 1992-04-16 JP JP4096357A patent/JP3032076B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11293486B2 (en) * | 2019-09-30 | 2022-04-05 | Umfotec Gmbh | Bearing bushing and method for manufacturing a bearing bushing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05296235A (ja) | 1993-11-09 |
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