JP6240617B2 - ラジアル軸受 - Google Patents
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Description
傾斜パッドの空間的な補正移動に基づいて、軸受においてシャフトが傾くことが回避され、積載能力は増大し、生じる最大温度は低下する。傾斜パッドの背面が軸方向において特殊な凸状の形状を有していることと、パッドの幾何形状が凸状であることとが、工業用セラミックという材料であって、圧力ブロックおよび/または傾斜パッドが当該工業用セラミックから製造されている工業用セラミックと結びついて、径方向の剛性が非常に高くなる。この点は軸受のロータ力学的特性が向上するための基礎となる。用いられるべき工業用セラミックは非常に良好な熱伝導性を有しているため、それにより最大軸受温度を低減させる基礎も得られる。従来のパッド材料に対して工業用セラミックが有しているさらなる有利点は、熱膨張係数が従来のパッド材料よりもはるかに小さいことである。これにより、過渡的運転時に、温度オーバーシュートにより、軸受のあそびが小さくなる危険は著しく低減する。
1.1 側方カバー
2 傾斜パッド
2.1 径方向内側の軸受面
2.2 径方向外側の軸受面
2.3 パッド保持ピン
3 圧力ブロック
3.1 支持面
3.2 中心線
4 環状溝
5 オイル供給帯状体
5.1 ネジ穴
6 オイル通路
7 凹所
8 バリア
9 バリア
10 オイル流出溝
11a 軸受軸線
12a シャフトの回転軸線
13a 軸受軸線11aに垂直な軸線
12,13 切断面
R1 軸受軸線を横断する径方向外側の軸受面2.2の曲率半径
R2 軸受軸線を横断する支持面3.1の曲率半径
R3 軸受軸線に対して垂直な径方向外側の軸受面2.2の曲率半径
R4 軸受軸線に対して垂直な支持面3.1の曲率半径
S 交点
S1,S2 平面12における断面曲線
S3,S4 平面13における断面曲線
Claims (17)
- ハウジング(1)と、
軸受軸線(11a)に沿って延在するハウジング孔と、
複数の傾斜パッド(2)であって、当該傾斜パッドはシャフトを支承するために前記軸受軸線(11a)の周囲に設けられており、それぞれ径方向外側の軸受面(2.2)を有しており、当該径方向外側の軸受面(2.2)によって前記傾斜パッド(2)は前記ハウジング(1)において支持面(3.1)に対して支持されている傾斜パッドと、を有するラジアル軸受であって、
個々の傾斜パッド(2)の前記径方向外側の軸受面(2.2)と前記支持面(3.1)とは互いに対向的に設けられており、
個々の傾斜パッド(2)は前記ハウジング(1)に対して可動式に設けられており、
前記面(2.2,3.1)のうちの第一の面(2.2)は、前記軸受軸線(11a)に対して垂直な第一の切断面(12)によって第一の断面曲線(S1)を形成しており、当該第一の断面曲線(S1)は凸状に湾曲し、第一の主たる曲率半径(R1)を有しており、
第二の面(3.1)は前記軸受軸線(11a)に対して垂直な前記切断面(12)によって第二の断面曲線(S2)を形成しており、当該第二の断面曲線(S2)は相応に凹状に湾曲し、第二の主たる曲率半径(R2)を有しており、前記第一の面(2.2)の前記第
一の主たる曲率半径(R1)の絶対値は、前記第二の面(3.1)の前記第二の主たる曲率半径(R2)の絶対値よりも小さく、
前記第一の面(2.2)は前記軸受軸線(11a)に対して平行な第二の切断面(13)によって、第三の断面曲線(S3)を形成しており、当該第三の断面曲線(S3)は凸状に湾曲し、第一の副次的曲率半径(R3)を有しており、
前記第二の面(3.1)は前記軸受軸線(11a)に対して平行な前記第二の切断面(13)によって、第四の断面曲線(S4)を形成しており、当該第四の断面曲線(S4)は相応に凹状に湾曲し、第二の副次的曲率半径(R4)を有しており、
前記二つの副次的曲率半径(R3,R4)は互いに異なっている、ラジアル軸受において、
前記二つの面(2.2,3.1)のうちの少なくとも一つの面の前記主たる曲率半径(R1,R2)および/または前記副次的曲率半径(R3,R4)は変化し、
前記第二の面(3.1)の前記主たる曲率半径(R1,R2)および/または前記副次的曲率半径(R3,R4)は、前記二つの切断面(12,13)が前記第二の面(3.1)と形成している交点からの距離が増大するにつれて減少することを特徴とする、ラジアル軸受。 - 前記第二の面(3.1)の前記主たる曲率半径(R1,R2)および/または前記副次的曲率半径(R3,R4)は、前記二つの切断面(12,13)が前記第二の面(3.1)と形成している交点からの距離が増大するにつれて減少することを特徴とする、請求項1に記載のラジアル軸受。
- 前記第二の面(3.1)の前記第二の主たる曲率半径(R2)は、前記軸受軸線(11a)に対して垂直な前記第一の切断面(12)における接点において、前記軸受軸線(11a)と前記接点との距離よりも小さいことを特徴とする、請求項1に記載のラジアル軸受。
- 前記傾斜パッド(2)は周方向において、径方向内側の軸受面(2.1)において生じる流体力学的な力が、前記径方向外側の軸受面(2.2)と前記支持面(3.1)との間の点接触でのみ生ずる、前記径方向外側の軸受面(2.2)における反力と平衡状態にあることによって配置されることを特徴とする、請求項1または請求項3に記載のラジアル軸受。
- 前記支持面(3.1)は圧力ブロック(3)上に設けられており、当該圧力ブロックは前記ハウジング(1)に固定されており、特に当該ハウジングに埋め込まれているか、あるいは当該ハウジング(1)と一体的に実施されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載のラジアル軸受。
- 前記圧力ブロック(3)は、弾性係数が200GPaよりも大きく、特に250GPaまたはそれより大きい材料を有していることを特徴とする請求項5に記載のラジアル軸受。
- 前記傾斜パッド(2)は、弾性係数が200GPaよりも大きく、特に250GPaまたはそれより大きい材料を有していることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のラジアル軸受。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載のラジアル軸受であって、
当該ラジアル軸受への潤滑剤および冷却剤の供給は、前記ハウジング(1)において概ね周方向に延在しているとともに、軸方向において概ね軸受の中心にない、少なくとも一つの環状溝(4)を介して行われ、
前記傾斜パッド(2)への潤滑剤および冷却剤の供給は、前記ハウジング(1)において概ね径方向に延在しているとともに、前記環状溝(4)にアクセスできる少なくとも一つの孔を介して行われることを特徴とする、ラジアル軸受。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載のラジアル軸受であって、
当該ラジアル軸受が、比較的高温の搬送オイルを、個々の前記傾斜パッド(2)と前記シャフトとによって形成される間隙から流し出すための第一のオイルバリア(8)を含んでおり、当該第一のオイルバリア(8)は二つの傾斜パッド(2)の間に設けられており、当該第一のオイルバリア(8)の自由端部によって径方向外部から前記間隙の領域内に突出していることを特徴とする、ラジアル軸受。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載のラジアル軸受であって、
当該ラジアル軸受が、比較的低温の新鮮なオイルを、個々の前記傾斜パッド(2)と前記シャフトとによって形成される間隙にガイドするためのさらなるオイルバリア(9)を含んでおり、当該さらなるオイルバリア(9)は二つの傾斜パッド(2)の間に設けられており、当該さらなるオイルバリア(9)の自由端部によって径方向外部から、ハウジング(1)と傾斜パッド(2)との中間空間内に突出していることを特徴とする、ラジアル軸受。 - 二つの傾斜パッド(2)の間に、個々の前記傾斜パッド(2)と前記シャフトとによって形成される間隙に冷却剤または潤滑剤を供給するためのオイル供給帯状体(5)が設けられており、当該オイル供給帯状体(5)は前記間隙の領域内に出口を有しており、当該オイル供給帯状体(5)の出口面は、前記シャフトの回転方向で見て最初に当該シャフトによって通過される前記傾斜パッド(2)の縁に向けられていることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載のラジアル軸受。
- 搬送または取り付けの際、前記傾斜パッド(2)が前記ハウジング(1)から脱落しないように、少なくとも一つの保持手段(2.3)が設けられていることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載のラジアル軸受。
- 軸方向のハウジング面にそれぞれ、側方カバー(1.1)が取り付けられており、当該側方カバーは分割して実施されていてもよく、個々の傾斜パッド(2)に対して少なくとも一つのオイル流出溝(10)を有し得ることを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載のラジアル軸受。
- 前記傾斜パッド(2)の少なくとも一つは、前記縁の領域に、前記オイル供給帯状体(5)から流出するオイルを前記間隙内に供給するための凹所(7)を有していることを特徴とする、請求項11を直接または間接的に引用する場合の請求項12または請求項13に記載のラジアル軸受。
- 前記オイル供給帯状体(5)は出口開口部を有しており、当該出口開口部は当該出口開口部の長手軸線の方向において、前記凹所(7)と重なることを特徴とする請求項14に記載のラジアル軸受。
- 前記オイルバリア(8,9)の少なくとも一つは、前記軸受軸線(11a)の放射線に対して傾いていることを特徴とする、請求項9または10を直接または間接的に引用する場合の請求項10から15のいずれか一項に記載のラジアル軸受。
- 前記オイルバリア(8,9)のうち少なくとも一つのオイルバリアの径方向内側端部は、前記径方向内側の軸受面(2.1)に、あるいは当該径方向内側の軸受面の径方向外側にあり、特に前記オイルバリア(8,9)はオイル供給帯状体(5)に設けられているか、あるいは当該オイル供給帯状体または前記ハウジング(1)と一体的に実施されていることを特徴とする、請求項9または10を直接または間接的に引用する場合の請求項10から16のいずれか一項に記載のラジアル軸受。
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