JP5314517B2 - 軸受装置、軸受ユニットおよび回転機械 - Google Patents

軸受装置、軸受ユニットおよび回転機械 Download PDF

Info

Publication number
JP5314517B2
JP5314517B2 JP2009159852A JP2009159852A JP5314517B2 JP 5314517 B2 JP5314517 B2 JP 5314517B2 JP 2009159852 A JP2009159852 A JP 2009159852A JP 2009159852 A JP2009159852 A JP 2009159852A JP 5314517 B2 JP5314517 B2 JP 5314517B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
carrier ring
casing
lubricating oil
supported
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009159852A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011012799A (ja
Inventor
高明 貝漕
隆 中野
勇一朗 脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2009159852A priority Critical patent/JP5314517B2/ja
Priority to CN201080013179.4A priority patent/CN102362086B/zh
Priority to EP10796879.4A priority patent/EP2453144B1/en
Priority to PCT/JP2010/004283 priority patent/WO2011004565A1/ja
Priority to US13/381,485 priority patent/US20120128283A1/en
Publication of JP2011012799A publication Critical patent/JP2011012799A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5314517B2 publication Critical patent/JP5314517B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/06Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/02Sliding-contact bearings
    • F16C23/04Sliding-contact bearings self-adjusting
    • F16C23/043Sliding-contact bearings self-adjusting with spherical surfaces, e.g. spherical plain bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/1045Details of supply of the liquid to the bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/70Shape
    • F05D2250/71Shape curved
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/70Shape
    • F05D2250/71Shape curved
    • F05D2250/711Shape curved convex

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Description

本発明は、軸受装置、軸受ユニットおよび回転機械に関するものである。
従来から、蒸気タービンやガスタービン、圧縮機など大型の回転機械の回転軸(ロータシャフト)を支持するために、スラスト軸受やジャーナル軸受といった軸受装置が各所に配置されている。
近年では、タービンの高出力化を図るため、タービンロータに設けられるロータ翼(動翼)が長尺化(大径化)し、また、翼数が増加する傾向にある。これに伴い、回転軸が長軸になり、重量も増加している。このようにタービンロータの重量が増加したり、回転軸の長さが長軸化したりすることにより、回転軸に撓みが生じるおそれがある。
ここで、従来のスラスト軸受の構成を図9に示す。図9に示すように、スラスト軸受510は、回転軸511に形成されたスラストカラー512の軸方向両端面に対向配置された正面視略扇形状の複数の軸受パッド513と、軸受パッド513を収容可能な収容部514が形成されたキャリアリング515と、を備えている。また、軸受パッド513とキャリアリング515との間にはピボット516が設けられ、回転軸511に多少の撓みなどが生じた場合に、スラストカラー512の傾きに軸受パッド513が追従できるように構成されている(例えば、特許文献1参照)。なお、収容部514には油が供給可能に構成されている。
特開2002−310142号公報
ところで、従来のスラスト軸受510では、図10に示すように、回転軸511の撓み(傾斜)が大きくなると、軸受パッド513がスラストカラー512の傾きに追従できなくなり、スラストカラー512と軸受パッド513との隙間が均一にならなくなってしまうおそれがある。また、このようにタービンロータの重量増に伴って回転軸511が大きく撓み、回転軸511の傾斜が大きい状態で回転軸511を回転させると、スラストカラー512と軸受パッド513とが接触し(図10のT部)、スラスト軸受510が損傷してしまうというおそれがある。したがって、このような構成では、タービンの高出力化には限界があった。
また、一般的にタービンロータにはタービン動翼が軸方向に沿って複数形成されており、隣接するタービン動翼間にタービンのケーシングなどに形成されたタービン静翼が配された構造を有している。したがって、回転軸に撓みなどが生じて回転軸の軸中心Oが傾斜した場合に、図9のようなスラスト軸受510ではスラストカラー512の重心が軸方向にずれてしまうため、タービン動翼とタービン静翼とが接触してしまうおそれがある。
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、回転軸が傾斜しても損傷することなく軸受の機能を発揮することができる軸受装置、軸受ユニットおよび回転機械を提供するものである。
上記の課題を解決するために、本発明に係る軸受装置は、回転軸回りに配置され、スラストカラーを支持する軸受パッドと、該軸受パッドを収容するとともに、ケーシングに支持されるキャリアリングと、を備え、前記キャリアリングにおける前記ケーシングに支持される被支持面が、前記スラストカラーの重心を中心とした略一定の曲率で、前記回転軸に直交する少なくとも一方向に沿って凸状の曲面で構成され、前記キャリアリングが、前記軸受パッドが収容され、内部に潤滑油が満たされる油槽である収容部が形成された第一部材と、前記被支持面が形成された第二部材とが、分割可能に構成されていることを特徴としている。
このように構成することで、回転軸に撓みなどが生じて、回転軸の軸中心が傾斜しても、キャリアリングがスラストカラーの重心を中心に回動するため、スラストカラーの重心の位置がずれるのを防止することができる。したがって、タービンロータを大径化・長軸化することにより、回転軸に撓みが生じて回転軸が傾斜してもキャリアリングがその傾斜に追従することができ、軸受としての機能を発揮することができる。
また、タービンにおいては、スラストカラーの重心の位置がずれないため、動翼と静翼とが接触するのを防止することができ、タービンの能力を確実に発揮させることができる。したがって、タービンの高出力化を図ることができる。
このように構成することで、キャリアリングの製造性・組立性・メンテナンス性が向上する。このように第一部材と第二部材とに分割することにより、大型の加工装置を用いずにそれぞれ製造することができる。また、複数の部材に分割することにより、それぞれの部材を容易に運搬・組立てすることができ、個別に交換することもできる。
また、本発明に係る軸受ユニットは、上述に記載の軸受装置と、前記被支持面を支持する支持面を有するケーシングと、を備えた軸受ユニットであって、前記キャリアリングの被支持面と、前記ケーシングの支持面との間に潤滑油が供給可能に構成されていることを特徴としている。
このように構成することで、キャリアリングの被支持面と、ケーシングの支持面との間の摩擦係数を減少させることができる。したがって、回転軸が傾いた場合に、キャリアリング(軸受装置)の追従性を向上させることができる。
また、前記潤滑油は、前記軸受パッドに潤滑油を供給する潤滑油供給機構から分岐して供給可能に構成されていることが好ましい。
このように構成することで、既設の潤滑油供給機構を共用することができ、潤滑油の供給系統を簡略化することができる。
また、前記キャリアリングの被支持面と、前記ケーシングの支持面との間に高圧潤滑油を供給可能な高圧ポンプが設けられ、前記被支持面には前記高圧潤滑油が通流可能な油溝が形成されていることが好ましい。
このように構成することで、ケーシングの支持面に対してキャリアリングの被支持面を静圧効果により確実に浮かせることができる。したがって、キャリアリングの被支持面とケーシングの支持面との間の摩擦係数がさらに小さくなり、回転軸(スラストカラー)が傾いた場合のキャリアリングの追従性をさらに向上させることができる。
また、前記被支持面が球面状に形成されており、前記油溝が、前記回転軸中心から略等距離になるように周方向に沿って形成されていることが好ましい。
このように構成することで、被支持面の周方向に沿って略均一に高圧潤滑油が供給されるため、油圧を全体的に略均一にすることができ、ケーシングに対してキャリアリングをバランスよく浮上させることができる。
また、本発明に係る軸受ユニットは、上述に記載の軸受装置と、前記被支持面を支持する支持面を有するケーシングと、を備えた軸受ユニットであって、前記キャリアリングの被支持面と、前記ケーシングの支持面との間にボールベアリングを設けるように構成することもできる。
このように構成することで、キャリアリングの被支持面と、ケーシングの支持面との間を転がり接触させることができ、被支持面と支持面との間の摩擦係数を減少させることができる。したがって、回転軸が傾いた場合に、キャリアリング(軸受装置)の追従性を向上させることができる。
また、本発明に係る回転機械は、上述に記載の軸受ユニットと、該軸受ユニットの軸中心に配される回転軸と、該回転軸に径方向外方に突出するように形成され、前記回転軸の軸方向の移動を規制するスラストカラーと、を備えていることを特徴としている。
このように構成することで、回転軸に撓みなどが生じて、回転軸の軸中心が傾斜しても、キャリアリングがスラストカラーの重心を中心に回動するため、スラストカラーの重心の位置がずれるのを防止することができる。したがって、タービンロータを大径化・長軸化することにより、回転軸に撓みが生じて回転軸が傾斜してもキャリアリングがその傾斜に追従することができ、軸受としての機能を発揮することができる。
本発明に係る軸受装置によれば、回転軸に撓みなどが生じて、回転軸の軸中心が傾斜しても、キャリアリングがスラストカラーの重心を中心に回動するため、スラストカラーの重心の位置がずれるのを防止することができる。したがって、タービンロータを大径化・長軸化することにより、回転軸に撓みが生じて回転軸が傾斜してもキャリアリングがその傾斜に追従することができ、軸受としての機能を発揮することができる。
本発明の第一実施形態における蒸気タービンを模式的に示した図である。 本発明の第一実施形態におけるスラスト軸受装置の断面図である。 図2のA−A線に沿う断面図である。 本発明の第二実施形態におけるスラスト軸受装置の断面図である。 本発明の第三実施形態におけるスラスト軸受装置の断面図である。 本発明の第四実施形態におけるスラスト軸受装置の断面図である。 本発明の第四実施形態におけるキャリアリングの軸方向から見た正面図である。 本発明の第五実施形態におけるスラスト軸受装置の断面図である。 従来のスラスト軸受装置の断面図である。 従来のスラスト軸受装置における回転軸が傾斜した場合の状態を示す断面図である。
(第一実施形態)
次に、本発明の第一実施形態に係る蒸気タービン(回転機械)を図1〜図3に基づいて説明する。
図1に示すように、蒸気タービン1は、蒸気が作用するタービンロータ2と、このタービンロータ2の軸中心を貫通するように配設された回転軸3と、この回転軸3を回転可能に径方向に支持するジャーナル軸受装置4と、回転軸3を回転可能に軸方向D1に支持するスラスト軸受装置10と、を備えている。なお、回転軸3の軸中心を軸線Oとする。
タービンロータ2は、タービンケーシング(不図示)に収容されており、タービンロータ2の回転軸3の外周面には軸方向D1に沿って間隔をあけて径方向外側に向けて複数のタービン動翼(不図示)が突設されている。タービンケーシングからは軸方向D1にタービン動翼と交互に位置するように複数のタービン静翼(不図示)が回転軸3に向けて配設されている。
ジャーナル軸受装置4は、回転軸3におけるタービンロータ2の軸方向両端部の外方にそれぞれ設けられている。また、スラスト軸受装置10は、一方のジャーナル軸受装置4の近傍に設けられている。
このように構成された蒸気タービン1によれば、蒸気源(不図示)から蒸気管(不図示)を介してタービンケーシング内に導入された蒸気がタービンロータ2のタービン動翼とタービン静翼との間を軸方向D1に沿って流れることによって、回転軸3が軸線Oを中心に回転駆動され、これにより、回転動力を出力することができる。
次に、この蒸気タービン1が備えているスラスト軸受装置10について説明する。なお、スラスト軸受装置10は、回転軸3に径方向外方へ突出形成されたスラストカラー12の軸方向両端面12a,12bに対向するようにそれぞれ設けられているが、軸受装置の構成は同一であるため、一方のみを用いて説明する。
図2に示すように、スラスト軸受装置10は、回転軸3に挿通されており、回転軸3に形成されたスラストカラー12の軸方向両端面12a,12bに対向配置された正面視略扇形状の軸受パッド13と、軸受パッド13を収容可能な収容部14が形成されたキャリアリング15と、を備えている。また、軸受パッド13とキャリアリング15との間にはピボット16が設けられ、回転軸3に多少の撓みが生じた場合に、スラストカラー12の傾きに軸受パッド13が追従できるように構成されている。つまり、スラストカラー12の端面12aと軸受パッド13とは一定距離離間して略平行に配置されている。このスラストカラー12の端面12a,12bと軸受パッド13との間には潤滑油が供給される。
図2、図3に示すように、軸受パッド13は、キャリアリング15の軸方向一端側に環状溝状に形成された収容部14内に配されている。軸受パッド13は、軸方向D1から見たときに、回転軸3の周方向に沿って複数配置されている(本実施形態では、6個)。さらに、軸受パッド13は、収容部14における軸方向D1を向く面14aの径方向略中央に配されたピボット16に支持されている。つまり、軸受パッド13は、キャリアリング15に対してピボット16を介して位置決めされている。
収容部14の内部は、潤滑油が満たされる油槽となっており、この油槽に潤滑油が満たされた状態で、各軸受パッド13が潤滑油を介してスラストカラー12を支持することで、回転軸3を回転可能に軸方向D1に支持することができるようになっている。
キャリアリング15は、軸方向一端側に収容部14が形成されており、軸方向他端面15a側はスラストカラー12に対して軸方向外側に突出する球面状に形成されている。キャリアリング15の他端面15a側には、ケーシング20が設けられている。ケーシング20における軸方向一端面20aは、キャリアリング15の他端面15aと略当接されるように凹状の球面状に形成されている。つまり、キャリアリング15の他端面15aは、ケーシング20の一端面20aに沿って摺動可能に構成されている。したがって、ケーシング20の一端面20aが支持面として構成され、キャリアリング15の他端面15aが被支持面として構成されている。なお、スラスト軸受装置10とケーシング20とで、軸受ユニット30を構成している。また、キャリアリング15は、例えばSC(鋳造鋼)やSF(鍛造鋼)などで形成されている。
ここで、キャリアリング15の他端面15aおよびケーシング20の一端面20aは、スラストカラー12の重心Gを中心とした略一定の曲率半径の球面状に形成されている。つまり、キャリアリング15の他端面15aは、スラストカラー12の重心Gを中心としてケーシング20の一端面20aに沿って摺動可能に構成されている。
本実施形態によれば、蒸気タービン1の高出力化・大型化に伴い、タービンロータ2の長軸化・大径化により回転軸3に撓みなどが生じて、回転軸3の軸線Oが傾斜しても、キャリアリング15がスラストカラー12の重心Gを中心に回動するため、スラストカラー12の重心Gの位置がずれるのを防止することができる。したがって、回転軸3の軸線Oが傾斜してもキャリアリング15がその傾斜に追従することができ、スラストカラー12と軸受パッド13とが接触するのを防止することができる。したがって、スラスト軸受装置10は、回転軸3の軸線Oが傾斜しても、軸受パッド13が損傷したりすることがなくなり、軸受としての機能を発揮することができる。また、スラスト軸受装置10の長寿命化を図ることができる。
また、蒸気タービン1においては、スラストカラー12の重心Gの位置がずれないため、回転軸3に撓みなどが生じてもタービン動翼とタービン静翼とが接触するのを防止することができ、蒸気タービン1の能力を確実に発揮させることができる。したがって、蒸気タービン1の高出力化を図ることができる。
(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態に係る蒸気タービン(回転機械)を図4に基づいて説明する。なお、本実施形態は第一実施形態とキャリアリングの構成が異なるのみであり、その他の構成は略同一であるため、同一箇所には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。また、スラスト軸受装置はスラストカラーの軸方向両端側に略同一構成の軸受装置が配設されているが、第二実施形態〜第五実施形態の図面ではその一方のみを図示している。
図4に示すように、スラスト軸受装置110は、キャリアリング115が、軸受パッド13が収容される収容部14が形成された第一部材131およびキャリアリング115の球面状の他端面115aが形成された第二部材132に分割可能に構成されている。なお、第一部材131と第二部材132とは、例えば、ボルト接合や嵌合構造を形成することにより連結されている。また、第一部材131および第二部材132の材質は例えばSC(鋳造鋼)やSF(鍛造鋼)などで形成され、第一部材131と第二部材132とは同じ材質で形成するが、材料の性状、製造コストなどの事情に応じて異なる材料で構成することもできる。
本実施形態によれば、第一実施形態と同一の作用効果を有するとともに、キャリアリング115の製造性・組立性・メンテナンス性が向上する。例えば、キャリアリング115を第一部材131と第二部材132とに分割することにより、大型の加工装置を用いずにそれぞれの部材を容易に加工することができる。一体に構成するのに比べ各部材が小型になり、運搬・据付などの組立てが容易になる。また、メンテナンス時に第一部材131および第二部材132のいずれか一方のみを交換することが可能となる。
(第三実施形態)
次に、本発明の第三実施形態に係る蒸気タービン(回転機械)を図5に基づいて説明する。なお、本実施形態は第一実施形態と軸受ユニットの構成が異なるのみであり、その他の構成は略同一であるため、同一箇所には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
図5に示すように、軸受ユニット230は、スラスト軸受装置210と、キャリアリング215の被支持面(他端面)215aを支持する支持面(一端面)20aを有するケーシング20と、を備えている。ここで、キャリアリング215の被支持面215aと、ケーシング20の支持面20aとの間に潤滑油が供給可能に構成されている。なお、潤滑油は、例えば0.1MPaの圧力で供給可能になっている。
具体的には、キャリアリング215の収容部14内に潤滑油を供給するためのオイルポンプ41と、該オイルポンプ41と収容部14との間を連結するオイル配管42と、を備えた潤滑油供給機構40が設けられている。さらに、本実施形態では、オイル配管42が途中で分岐され、分岐されたオイル配管43が、キャリアリング215の内部を貫通して、キャリアリング215の被支持面215aに開口している。つまり、潤滑油をキャリアリング215の被支持面215aとケーシング20の支持面20aとの間に供給可能になっている。
本実施形態によれば、第一実施形態と同一の作用効果を有するとともに、キャリアリング215の被支持面215aとケーシング20の支持面20aとの間に潤滑油を供給することで、被支持面215aと、支持面20aとの間の摩擦係数を減少させることができる。したがって、回転軸3に撓みが生じて回転軸3の軸線Oが傾いた場合に、キャリアリング215をケーシング20に対してスムーズに回動させることができる。つまり、キャリアリング215の追従性を向上させることができる。
また、軸受パッド13(収容部14)に潤滑油を供給する潤滑油供給機構40からオイル配管を分岐してキャリアリング215の被支持面215aとケーシング20の支持面20aとの間に潤滑油を供給するように構成したため、潤滑油供給機構40を共用することができ、潤滑油の供給系統を簡略化することができる。
(第四実施形態)
次に、本発明の第四実施形態に係る蒸気タービン(回転機械)を図6〜図7に基づいて説明する。なお、本実施形態は第一実施形態と軸受ユニットの構成が異なるのみであり、その他の構成は略同一であるため、同一箇所には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
図6に示すように、軸受ユニット330は、スラスト軸受装置310と、キャリアリング315の被支持面(他端面)315aを支持する支持面(一端面)20aを有するケーシング20と、を備えている。ここで、キャリアリング315の被支持面315aと、ケーシング20の支持面20aとの間に高圧潤滑油が供給可能に構成されている。なお、高圧潤滑油は、例えば1MPaの圧力で供給可能になっている。
具体的には、キャリアリング315の被支持面315aとケーシング20の支持面20aとの間に高圧潤滑油を供給するための高圧オイルポンプ341と、高圧オイルポンプ341とキャリアリング315との間を連結するオイル配管343と、を備えた高圧潤滑油供給機構340が設けられている。なお、この高圧潤滑油供給機構340は、上記第三実施形態の潤滑油供給機構40とは別に設けられている。また、オイル配管343は、キャリアリング315の内部を貫通して、キャリアリング315の被支持面315aに開口している。
さらに、図7に示すように、キャリアリング315の被支持面315aには、回転軸3の軸線Oからの距離が略等距離になるように周方向に沿って全周に亘って油溝345が形成されている。そして、オイル配管343の開口部343aは油溝345内に形成されている。つまり、高圧潤滑油をキャリアリング315の被支持面315aとケーシング20の支持面20aとの間に略均一な圧力で供給可能に構成されている。
本実施形態によれば、第一実施形態と同一の作用効果を有するとともに、キャリアリング315の被支持面315aとケーシング20の支持面20aとの間に高圧潤滑油を供給することにより、ケーシング20の支持面20aに対してキャリアリング315の被支持面315aを静圧効果により確実に浮かせることができる。したがって、キャリアリング315の被支持面315aとケーシング20の支持面20aとの間の摩擦係数をより小さくすることが可能となり、回転軸3が傾いた場合のキャリアリング315の追従性をさらに向上させることができる。
また、キャリアリング315の被支持面315aに油溝345を形成したため、被支持面315aの周方向に沿って略均一に高圧潤滑油を供給することができ、油圧を全体的に略均一にすることができ、ケーシング20に対してキャリアリング315をバランスよく浮上させることができる。
(第五実施形態)
次に、本発明の第五実施形態に係る蒸気タービン(回転機械)を図8に基づいて説明する。なお、本実施形態は第一実施形態と軸受ユニットの構成が異なるのみであり、その他の構成は略同一であるため、同一箇所には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
図8に示すように、軸受ユニット430は、スラスト軸受装置10と、キャリアリング15の被支持面15aを支持する支持面20aを有するケーシング20と、を備えている。ここで、キャリアリング15の被支持面15aと、ケーシング20の支持面20aとの間にボールベアリング450が設けられている。ボールベアリング450は、ケーシング20の支持面20aの径方向内側端部および外側端部にそれぞれ周方向に沿って配された保持器451,452と、該保持器451,452の間に転動可能に配された複数の球体453と、を備えている。つまり、回転軸3の軸線Oが傾いた場合に、キャリアリング15はケーシング20に対してボールベアリング450を介して回動可能に構成されている。
本実施形態によれば、キャリアリング15の被支持面15aと、ケーシング20の支持面20aとの間を転がり接触させることができ、被支持面15aと支持面20aとの間の摩擦係数を減少させることができる。したがって、回転軸3の軸線Oが傾いた場合に、キャリアリング15の追従性を向上させることができる。
尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態では、キャリアリングの被支持面を球面状に形成した場合の説明をしたが、一方向の撓みのみを考慮して、例えば、キャリアリングの被支持面を円柱状に形成してもよい。この場合、円柱状の円弧部が鉛直方向に回動できるように配置することにより、ロータの撓みに追従させることができる。また、キャリアリングを円柱状に形成し、キャリアリングの被支持面とケーシングの支持面との間に高圧潤滑油を供給する場合には、環状の油溝を形成して高圧潤滑油を略均一な圧力になるように供給すれば、ケーシングの支持面に対してキャリアリングの被支持面を静圧効果により確実に浮かせることができる。
また、本実施形態では、回転機械として蒸気タービンの場合について説明したが、蒸気タービンに限らず、ガスタービンや圧縮機のスラスト軸受装置にも採用することができる。
1…蒸気タービン(回転機械) 3…回転軸 10,110,210,310…スラスト軸受装置(軸受装置) 12…スラストカラー 13…軸受パッド 14…収容部 15,115,215,315…キャリアリング 15a,115a,215a,315a…被支持面(軸方向他端面) 20…ケーシング 20a…支持面(軸方向一端面) 30,230,330,430…軸受ユニット 40…潤滑油供給機構 131…第一部材 132…第二部材 341…高圧ポンプ 345…油溝 450…ボールベアリング G…重心 O…軸線(軸中心)

Claims (7)

  1. 回転軸回りに配置され、スラストカラーを支持する軸受パッドと、
    該軸受パッドを収容するとともに、ケーシングに支持されるキャリアリングと、を備え、
    前記キャリアリングにおける前記ケーシングに支持される被支持面が、前記スラストカラーの重心を中心とした略一定の曲率で、前記回転軸に直交する少なくとも一方向に沿って凸状の曲面で構成され
    前記キャリアリングが、前記軸受パッドが収容され、内部に潤滑油が満たされる油槽である収容部が形成された第一部材と、前記被支持面が形成された第二部材とが、分割可能に構成されていることを特徴とする軸受装置。
  2. 請求項に記載の軸受装置と、
    前記被支持面を支持する支持面を有するケーシングと、を備えた軸受ユニットであって、
    前記キャリアリングの被支持面と、前記ケーシングの支持面との間に潤滑油が供給可能に構成されていることを特徴とする軸受ユニット。
  3. 前記潤滑油は、前記軸受パッドに潤滑油を供給する潤滑油供給機構から分岐して供給可能に構成されていることを特徴とする請求項に記載の軸受ユニット。
  4. 前記キャリアリングの被支持面と、前記ケーシングの支持面との間に高圧潤滑油を供給可能な高圧ポンプが設けられ、
    前記被支持面には前記高圧潤滑油が通流可能な油溝が形成されていることを特徴とする請求項に記載の軸受ユニット。
  5. 前記被支持面が球面状に形成されており、
    前記油溝が、前記回転軸中心から略等距離になるように周方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項に記載の軸受ユニット。
  6. 請求項に記載の軸受装置と、
    前記被支持面を支持する支持面を有するケーシングと、を備えた軸受ユニットであって、
    前記キャリアリングの被支持面と、前記ケーシングの支持面との間にボールベアリングが設けられていることを特徴とする軸受ユニット。
  7. 請求項2〜6のいずれかに記載の軸受ユニットと、
    該軸受ユニットの軸中心に配される回転軸と、
    該回転軸に径方向外方に突出するように形成され、前記回転軸の軸方向の移動を規制するスラストカラーと、を備えていることを特徴とする回転機械。
JP2009159852A 2009-07-06 2009-07-06 軸受装置、軸受ユニットおよび回転機械 Expired - Fee Related JP5314517B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009159852A JP5314517B2 (ja) 2009-07-06 2009-07-06 軸受装置、軸受ユニットおよび回転機械
CN201080013179.4A CN102362086B (zh) 2009-07-06 2010-06-29 轴承装置、轴承单元及旋转机械
EP10796879.4A EP2453144B1 (en) 2009-07-06 2010-06-29 Bearing device, bearing unit, and rotary machine
PCT/JP2010/004283 WO2011004565A1 (ja) 2009-07-06 2010-06-29 軸受装置、軸受ユニットおよび回転機械
US13/381,485 US20120128283A1 (en) 2009-07-06 2010-06-29 Bearing device, bearing unit, and rotary machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009159852A JP5314517B2 (ja) 2009-07-06 2009-07-06 軸受装置、軸受ユニットおよび回転機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011012799A JP2011012799A (ja) 2011-01-20
JP5314517B2 true JP5314517B2 (ja) 2013-10-16

Family

ID=43428996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009159852A Expired - Fee Related JP5314517B2 (ja) 2009-07-06 2009-07-06 軸受装置、軸受ユニットおよび回転機械

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120128283A1 (ja)
EP (1) EP2453144B1 (ja)
JP (1) JP5314517B2 (ja)
CN (1) CN102362086B (ja)
WO (1) WO2011004565A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITCO20110031A1 (it) * 2011-07-28 2013-01-29 Nuovo Pignone Spa Treno di turbocompressori con supporti rotanti e metodo
JP5845711B2 (ja) * 2011-08-17 2016-01-20 株式会社Ihi スラスト軸受
JP5964206B2 (ja) * 2012-11-01 2016-08-03 三菱重工業株式会社 自己潤滑式軸受装置
JP6222952B2 (ja) * 2013-03-19 2017-11-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 回転軸支持構造
JP6522880B2 (ja) * 2014-03-14 2019-05-29 三菱日立パワーシステムズ株式会社 軸受装置、回転機械
JP6434706B2 (ja) * 2014-03-24 2018-12-05 株式会社Ihi回転機械エンジニアリング バランス修正用支持装置
US10309541B2 (en) * 2014-05-22 2019-06-04 Flowserve S.R.L. Guide element for a valve actuator and actuator provided with said guide element
CN108868892B (zh) * 2018-01-12 2024-04-02 刘慕华 一种转子系统及其控制方法和燃气轮机发电机组及其控制方法
JP6935766B2 (ja) * 2018-02-15 2021-09-15 日本精工株式会社 スピンドル装置
DE102019207500A1 (de) 2019-05-22 2020-11-26 Zf Friedrichshafen Ag Segmentiertes Axialgleitlager

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1445188A (en) * 1923-02-13 Worth
US1102276A (en) * 1912-07-19 1914-07-07 Albert Kingsbury Thrust-bearing.
US1378544A (en) * 1916-03-25 1921-05-17 Kingsbury Albert Bearing
US1229291A (en) * 1916-08-16 1917-06-12 Albert Kingsbury Thrust-bearing.
US1265334A (en) * 1916-08-16 1918-05-07 Albert Kingsbury Thrust-bearing.
US1390131A (en) * 1917-11-14 1921-09-06 Albert Kingsbury Bearing
US1390130A (en) * 1917-11-17 1921-09-06 Albert Kingsbury Bearing
US1441614A (en) * 1918-06-29 1923-01-09 Albert Kingsbury Bearing
US1403914A (en) * 1921-05-05 1922-01-17 Parsons Thrust bearing
US1920727A (en) * 1931-03-06 1933-08-01 Nomy Ab Bearing
US2037326A (en) * 1934-05-19 1936-04-14 Kingsbury Machine Works Inc Leveling washer and thrust bearing cage
US2168345A (en) * 1934-08-24 1939-08-08 Kingsbury Machine Works Inc High speed thrust bearing
US3033619A (en) * 1957-03-28 1962-05-08 Elin Ag Fur Elek Sche Ind Thrust bearing for large machines, especially electric machines
DE2209994A1 (de) * 1972-03-02 1973-09-06 Kraftwerk Union Ag Tragdrucklager fuer maschinenwellen
JPS5366565U (ja) * 1976-11-08 1978-06-05
JPS59212514A (ja) * 1983-05-18 1984-12-01 Toshiba Corp スラスト軸受
JPS6028627U (ja) * 1983-08-02 1985-02-26 エヌ・テ−・エヌ東洋ベアリング株式会社 動圧形スピンドルユニツト
CA1250615A (en) * 1985-09-13 1989-02-28 Duncan T. Bath Hydraulically supported thrust bearings
JPH0158824U (ja) * 1987-10-09 1989-04-13
US5795078A (en) * 1996-03-29 1998-08-18 Li; Alvin Yi Rotary and angular movement balanceable assembly
JPH1122724A (ja) * 1997-07-02 1999-01-26 Hitachi Ltd スラスト軸受及びスラスト軸受を用いた減速機
JP2001146916A (ja) * 1999-11-22 2001-05-29 Minebea Co Ltd 自在球面玉軸受
JP5000044B2 (ja) 2001-04-17 2012-08-15 三菱重工コンプレッサ株式会社 スラスト軸受装置
US6746152B2 (en) * 2001-07-27 2004-06-08 Pioneer Motor Bearing Company Thrust bearing and method for equalizing load
JP4245897B2 (ja) * 2002-10-24 2009-04-02 Ntn株式会社 動圧軸受装置の製造方法
US7063465B1 (en) * 2003-03-21 2006-06-20 Kingsbury, Inc. Thrust bearing
JP5154215B2 (ja) 2007-12-28 2013-02-27 一般財団法人 化学物質評価研究機構 被検物質の齧歯類発がん性予測方法
JP5072630B2 (ja) * 2008-02-04 2012-11-14 三菱重工業株式会社 軸受装置及び回転機械

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011004565A1 (ja) 2011-01-13
CN102362086A (zh) 2012-02-22
CN102362086B (zh) 2014-10-08
JP2011012799A (ja) 2011-01-20
EP2453144A1 (en) 2012-05-16
EP2453144B1 (en) 2016-03-02
EP2453144A4 (en) 2013-05-22
US20120128283A1 (en) 2012-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5314517B2 (ja) 軸受装置、軸受ユニットおよび回転機械
JP4554583B2 (ja) スラスト軸受装置
US20150098825A1 (en) Bearing arrangement
US10190624B2 (en) Spacer device, toroidal roller bearing and method
KR100723040B1 (ko) 고속 회전체용 베어링 조립체
JP5895604B2 (ja) ターボチャージャ用軸受装置
CN108700115A (zh) 轴颈轴承以及旋转机械
JP2018004073A (ja) ボールソケット型ティルティングパッドジャーナルベアリング
WO2019087890A1 (ja) ティルティングパッド軸受
CN113565708B (zh) 流体膜轴承和风力涡轮机
CN111316008B (zh) 旋转机械、轴颈轴承
JP5812973B2 (ja) ジャーナル軸受及び蒸気タービン
JP5800420B2 (ja) ジャーナル軸受
JP2018025183A (ja) ターボチャージャー用転がり軸受および回り止め機構
JP6403593B2 (ja) ジャーナル軸受及び回転機械
JP2007132418A (ja) 風力発電機主軸支持構造
JP2015152147A (ja) すべり軸受およびそれを備えた回転機械
WO2018029837A1 (ja) ジャーナル軸受及び回転機械
JP2006077871A (ja) 軸受構造
KR101067323B1 (ko) 패드를 안정적으로 틸팅시키는 베어링
JP7243848B2 (ja) 多円弧軸受、および、過給機
US20170058954A1 (en) Shaft seal having transitional contact
US20230213060A1 (en) Journal bearing and rotary machine
KR101033812B1 (ko) 유막 베어링
JP5919690B2 (ja) 車両車軸用軸受装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120606

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130306

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20130307

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: 20130611

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130705

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5314517

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees