JP6416786B2 - 減衰カラーを備える回転機械 - Google Patents

Description

本発明は、ダンパカラーを含む回転機械に関する。

本発明のこの種のカラーは、例えば、特に臨界速度を通過するときにタービンエンジンの回転部分に減衰を与えるために、タービンエンジンに組み込まれるのに特に適している。

当該回転機械は、主に、ロータであり得る回転部分と、ステータであり得る固定部分と、ならびに回転部分を回転可能に支持し案内するために固定リングおよび可動リングを有する少なくとも１つの軸受とを備える。この種の機械においては、臨界速度を通過すること、および、得られる低レベルの外部減衰を考慮すれば高速回転における半径方向の安定性を確保することが困難である。高レベルの振動により、軸受（複数可）がオーバーロードされ、回転部分と固定部分との間で接触が行われることになる。

タービンエンジンのロータに減衰を提供するために使用されるダンパカラーが、既に知られている。特に、軸受の固定リングの周りに配置される鋼板のストリップから作られるタイプのカラーが知られている。この種のダンパカラーは、円周状のコルゲーションを有するように形成される。組み立てると、コルゲーションは、軸受の固定リングと前記回転機械の外側ケーシングとの間で少し圧縮される。したがって、軸受の固定リングの半径方向移動が、カラーのコルゲーションを変形させることによって吸収され、次いで、そのコルゲーションは、ばねのように機能する。それが、そのタイプのカラーが「トレランスリング」または「弾性スペーサ―」と呼ばれる理由である。この種の先行技術のカラーは、金属シートのストリップを熱処理にかけ、次いでダイスタンピングとこれに続くストリップの金属シートがもう一度弾性的になるようにさらなる熱処理とにかけることを必要とする形成方法を用いることによって得られる。その一連の作製ステップは、必ずしも非常に正確であるとは限らず、すべてが同じ寸法特性および機械的特性を有する同一のダンパカラーが製作されることを妨げる。そのうえまた、その一連のステップにより、この種のカラーの寸法特性および機械的特性を正確に推定することができない。

本発明の目的は、例えば上に記述したカラーよりも良好な性能を有するタービンエンジンなどの、回転機械用のダンパカラーを供給することである。

特に、本発明の目的の１つは、より容易に再現可能な寸法特性および機械的特性を有するダンパカラーを提供することである。より正確には、本発明のカラーにより、前記回転部分に与えられる減衰および剛性を正確に推定することができる。

より詳細には、本発明は、
固定部分および回転部分と、
固定リングおよび回転リングが設けられる少なくとも１つの軸受であって、回転部分を回転可能に案内するために前記固定部分と前記回転部分との間に取り付けられる軸受と、
前記軸受の固定リングと固定部分との間に介在されるダンパカラーと
を備える、回転機械を提供し、
前記ダンパカラーは、その中に切り抜かれる舌部を有する可撓性ストリップを備え、前記可撓性ストリップは、前記軸受の固定リングの周りでリングに形成され、ストリップをリングに形成することにより、前記舌部の自由端縁が固定部分と接触するように、舌部がカラーから外側へ移動するようになっていることを特徴とする。

これらの対策によって、いかなる形成方法も使用される必要はない。これにより、本発明のダンパカラーの寸法特性および機械的特性を正確に推定することができる。そのうえ、この種のカラーは、良好な再現性で作られることができ、すなわち、その結果、それらのすべてがそれ自体円弧として推定される同じ寸法特性および機械的特性を有する。

そのうえ、もう１つの利点は、前記ダンパカラーの構造の簡単さにある。これは、舌部を可撓性ストリップに切り抜き、切抜き舌部が自然に半径方向外側方向に移動するようになっているように、ストリップをリングに形成すれば十分である。振動が回転部分の回転によって発生されると、舌部は、ばねのように機能し、カラーは、サスペンションに可撓性を与える。そのうえ、回転部分の振動は、固定部分と接触している舌部の自由端の移動をも引き起こし、したがって、このように発生される乾燥摩擦力が減衰を与える。

一実施形態においては、可撓性ストリップは、金属で作られる。

非常に一般的に、前記固定部分は、前記回転部分を保護するケーシングを形成する。

それにもかかわらず、本発明の原理は、可動部分が固定シャフトを中心に回転するように取り付けられる逆の配置に適用されるであろう。

一実施形態においては、前記ダンパカラーは、ボール軸受の固定リングと接触している。

一実施形態においては、前記ボール軸受は、管状円筒形インサートに収容され、前記ダンパカラーは、前記管状円筒形インサートに直接固定される。

一実施形態においては、軸受は、一対のアンギュラコンタクトボール軸受を備える。

一実施形態においては、ダンパカラーは、ねじによって前記管状円筒形インサートに固定される。

一実施形態においては、前記ダンパカラーは、２つの辺縁ストリップを有し、この辺縁ストリップを介して前記管状円筒形インサートに固定される。

したがって、これらの対策によって、カラーを回転機械に固定することが容易である。

一実施形態においては、各舌部は、概ねＵ字形状をした切抜きによって個別化される。

一実施形態においては、この概略Ｕ字形状は、直線状自由端縁を有する舌部を画定する。

一実施形態においては、前記直線状自由端縁は、回転部分の回転軸に対して平行である。

これらの対策によって、良好な減衰が、回転部分に与えられる。

一実施形態においては、カラーには、前記カラーの全周の周りに規則正しく間隔を置いて設けられた舌部の少なくとも１つの列が設けられる。

一実施形態においては、前記回転部分は、ロータである。

一実施形態においては、前記固定部分は、ケーシングを形成する。

一実施形態においては、前記可撓性ストリップは、合金鋼で作られる。

本発明の他の特徴および利点は、非限定的な例示として与えられる本発明の実施形態の次の説明を読むことによって明らかになる。説明は、添付の図面を参照する。

本発明のダンパカラーを含む回転機械について透視画法で、かつ軸断面斜視部分図である。 形成されている間の本発明のプレカット可撓性ストリップの詳細図である。 図２に示される可撓性ストリップから作られる、本発明のダンパカラーの斜視図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線による断面図である。

図１は、本発明のダンパカラー１２を有する回転機械１０の一部を示している。

回転機械１０は、その中央に回転部分とその周縁に固定部分とを有する。

回転部分は、長手方向回転軸Ｘを中心に回転可能であるが、ハウジング１４に収容されるシャフト（図示せず）を備え、また、前記ハウジング１４は、長手方向回転軸Ｘを中心に回転するように取り付けられる。ある実施形態においては、回転部分は、タービンエンジンロータであってもよい。

回転機械１０の固定部分は、回転機械１０の構造体（図示せず）に収容される外側ケーシング１６を形成する。

外側ケーシング１６は、少なくとも１つのアンギュラコンタクトボール軸受２０を備え、この特定の実施例においては、固定管状円筒形インサート１８によって保護される一対のアンギュラコンタクトボール軸受を備える軸受ユニットを収容する。この実施例においては、管状インサート１８により、プレストレスをアンギュラコンタクトボール軸受の対に対して加えることができるようになる。

アンギュラコンタクトボール軸受２０の対のボール軸受の各々は、固定リングおよび回転リングを備える。もちろん、アンギュラコンタクトボール軸受２０の対の軸受の各々は、これが固定リングおよび回転リングを有することを条件として、任意の他のタイプから成ることもできる。また、外側ケーシング１６は、前記管状円筒形インサート１８に固定され、一部が前記外側ケーシング１６と接触している、本発明のダンパカラー１２を収容する。

アンギュラコンタクトボール軸受２０の対は、回転機械１０の回転部分と外側ケーシング１６との間に、かつより正確には、シャフトハウジング１４と管状円筒形インサートとの間に配置される。アンギュラコンタクトボール軸受２０のこの対は、下記に「第１の軸受２２」と呼ばれる第１のアンギュラコンタクトボール軸受２２と、下記に「第２の軸受」２４と呼ばれる第２のボール軸受２４とを備える。

第１の軸受２２は、第１の固定リング２２ａおよび第１の回転リング２２ｂを有し、第２の軸受は、第２の固定リング２４ａおよび第２の回転リング２４ｂを有する。

シャフトハウジング１４と管状円筒形インサート１８との間に適切に配置されたアンギュラコンタクトボール軸受２０の対を保持するために、第２のボール軸受２４の第２の回転リング２４ｂがシャフトハウジング１４の肩部２８に当たっているように、ナット２６が、第１のボール軸受２２の第１の回転リング２２ｂに押し当てて配置される。そのうえ、管状円筒形インサート１８により、プレストレスをアンギュラコンタクトボール軸受２０の前記対に加えることができるようになる。

本発明のダンパカラー１２の構造は、図２および図３を参照してより詳細に下記で説明される。

ダンパカラー１２は、この実施例では合金鋼などの金属で作られる、小さな厚さの可撓性ストリップ１２１から作られる。金属可撓性ストリップ１２１は、下記の説明においては、「金属ストリップ１２１」と呼ばれる。

舌部１２２は、例えば電気浸食によって、前記金属ストリップ１２１に切り抜かれる。これらの舌部１２２は、概ねＵ字形状をした切抜きによって画定され、この特定の実施例においては、各舌部１２２の自由端縁１２３は、直線である。有利なことに、舌部１２２は、互いから規則正しく間隔を置いて設けられ、これらは、金属ストリップ１２１がリングに形成される場合に、各舌部１２２の自由端縁１２３が回転部分の回転軸Ｘに対して平行であるように切り抜かれる（特に、図１および図４を参照されたい）。この実施例においては、舌部１２２は、２つの平行な隣接する列１２４および１２５を形成する。２つの辺縁ストリップ１２６および１２７は、舌部のこれらの２つの列の外側に画定される。この実施例においては、前記辺縁ストリップ１２６および１２７は、いかなる舌部も持たない。

本発明のダンパカラー１２は、図１および図４においては、回転機械１０に取り付けられて理解できる。

管状円筒形インサート１８と外側ケーシング１６との間でダンパカラー１２を回転機械１０に取り付けるために、切抜き舌部１２２を有する金属ストリップ１２１が、端縁から端縁まで金属ストリップ１２１の端部を一緒にすることによって、本発明の前記ダンパカラー１２を形成するようにリングに形成される。これは、特に図３でお分かりのように、舌部１２２がカラー１２から外側に移動するようになっている効果を有する。上記に説明されたように、各舌部１２２の自由端縁１２３は、回転部分の回転軸Ｘに対して平行に延在し、外側ケーシング１６の内面と接触し、それによって、振動が発生されると回転機械１０の回転部分に剛性および減衰が与えられる。

実際は、ダンパカラー１２は、例えばねじ３０によって、その２つの辺縁ストリップ１２６および１２７を介して管状円筒形インサート１８に固定される。

カラー１２が回転機械１０に取り付けられた後に、舌部の２つの列１２４、１２５は、第１および第２の軸受２２および２４の固定リング２２ａおよび２４ｂの外側にそれぞれ配置される。

ある実施形態においては、管状円筒形インサート１８は、常に存在するとは限らない。この場合、本発明のダンパカラー１２は、ボール軸受の固定リングと外側ケーシング１６との間に直接介在される。

Claims (10)

1. 固定部分および回転部分と、
   固定リングおよび回転リングが設けられる少なくとも１つの軸受（２０）であって、回転部分を回転可能に案内するために前記固定部分と前記回転部分との間に取り付けられる軸受と、
   固定リングと固定部分との間に介在されるダンパカラー（１２）と
   を備える、回転機械（１０）にして、
   前記ダンパカラー（１２）が、その中に切り抜かれる舌部（１２２）を有する可撓性ストリップ（１２１）を備え、前記可撓性ストリップ（１２１）が、前記軸受（２０）の固定リングの周りでリングに形成され、ストリップをリングに形成することにより、前記舌部（１２２）の自由端縁（１２３）が固定部分と接触するように、舌部（１２２）がカラー（１２）から外側へ移動するようになっている、回転機械（１０）であって、前記軸受（２０）が、管状円筒形インサート（１８）に収容され、前記ダンパカラー（１２）が、ねじ（３０）によって前記管状円筒形インサート（１８）に直接固定されることを特徴とする、回転機械（１０）。
2. 可撓性ストリップが、金属で作られることを特徴とする、請求項１に記載の回転機械（１０）。
3. 前記固定部分が、前記回転部分を保護することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の回転機械（１０）。
4. 軸受（２０）が、一対のアンギュラコンタクトボール軸受を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の回転機械（１０）。
5. 前記ダンパカラー（１２）が、２つの辺縁ストリップ（１２６、１２７）を有し、この辺縁ストリップ（１２６、１２７）を介して前記管状円筒形インサート（１８）に固定され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回転機械（１０）。
6. 各舌部（１２２）が、概ねＵ字形状をした切抜きによって個別化されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の回転機械（１０）。
7. この概略Ｕ字形状が、直線状自由端縁（１２３）を有する舌部を画定することを特徴とする、請求項６に記載の回転機械（１０）。
8. 前記直線状自由端縁（１２３）が、回転部分の回転軸（Ｘ）に対して平行であることを特徴とする、請求項７に記載の回転機械（１０）。
9. カラーには、前記カラー（１２）の全周の周りに規則正しく間隔を置いて設けられた舌部（１２２）の少なくとも１つの列（１２４、１２５）が設けられることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の回転機械（１０）。
10. 前記可撓性ストリップ（１２１）が、合金鋼で作られることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の回転機械（１０）。

Images