JPH03209013A - 軸受構造 - Google Patents

軸受構造

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JPH03209013A
JPH03209013A JP2207493A JP20749390A JPH03209013A JP H03209013 A JPH03209013 A JP H03209013A JP 2207493 A JP2207493 A JP 2207493A JP 20749390 A JP20749390 A JP 20749390A JP H03209013 A JPH03209013 A JP H03209013A
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JP
Japan
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shaft
bearings
bearing
bearing structure
motor
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Application number
JP2207493A
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English (en)
Inventor
Thomas Michael Zinsmeyer
トーマス マイケル ズィンスミーヤー
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Carrier Corp
Original Assignee
Carrier Corp
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Publication date
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/02Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with 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
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、遠心圧縮機の軸受構造に係り、特に、駆動モ
ータと圧縮機羽根車を相互接続している平行な伝動軸間
の整合を維持するための改善された軸受構造に関する。
〔従来の技術〕
遠心圧縮機の羽根車は、一般に、比較的低速のモータに
よって高速に駆動される。この低速モータは多数の歯車
とそれと関連する軸を有する変速機を介して、それらの
羽根車に駆動的に接続されている。所望の信頼性を得る
ために、支持軸受と同様、それらの歯車や軸も、相当に
精度の高い相対的位置関係及び整合性が要求される。
特に、かみ合い歯の及び支持軸受の早計な失敗を避ける
ために、平行な歯車軸は、非常に小さな許容差で整合さ
れた状態に保持されなければならない。もしも、そのシ
ステムが、軸が不整合の状態で運転されると、歯車にか
かる負荷が、歯車全体に一定に分散されずに、歯端に集
中され、ついには歯車を破損させてしまう。同様に、軸
受においても、その様な不整合は、負荷を全面に分散せ
しめずに、軸受の局所領域に移動せしめ、過応力状態を
発生させ、ついにはそれを破損せしめることになる。こ
のことは、特にスラスト軸受で発生する。
圧縮機駆動装置においては、モータはオーバハング(突
出)した状態になっている(すなわち、そのモータのロ
ー夕は、伝動軸から外側に片持ばりで支持されている)
各軸受内の軸の偏心は、両方向で発生するため、軸不整
合の可能性は、実質的に増大される。不整合問題に寄与
する他の要素は、オーバハング設計では、軸受が互いに
隣接しているという事実、すなわち機械を小型にするた
めに、軸受間のスパンが制限され、この低減されたスパ
ンが所定量の偏心によって起こされた不整合を増大させ
るという事実である。しかしながら、一方では、経済性
の面からその様なオーバハングのロータ配置が望ましい
ものになっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来、遠心圧縮機では、伝動軸の支持に円筒型のジャー
ナル軸受が使用されている。その様な軸受は、充分な動
作を得るために、固有的に、相対的に大きな内部クリア
ランスを有している。これらのクリアランスは、負荷が
かけられた状態にあるとき、軸をより大きな偏心位置に
移動せしめる。
したかつえ、オーバハングロータ装置において、不整合
が生じ易く、上述の問題を引き起こす。
ロータ動力学を含む他の無関係な問題を解決する際、多
ローブ軸受として参照される特別の軸受設計がなされた
。これは、高速で回転する小負荷の軸を有する装置にお
いて発生しがちな大きな横方向の軸振動を制限させる。
そのような装置における多ローブ軸受の主要な特性は、
軸受を径方向に“堅固”なものにする点にある。しかし
、その様な軸受は、以下に述べる型の比較的低速の軸(
すなわち、4 0 0 0 rpm未満)に対してはこ
れまで考慮されなかった。その理由は、結果的に増大す
る“堅固゜特性が必要ない上に、付加コストを要する問
題があったからである。さらに、ローブ型軸受は、比較
的新しく、偏心を低減させるためにそれらのローブ軸受
を使用する概念が示唆されていなかったし、また明確な
解決法も存在しなかったためでもある。
本発明の目的は、遠心圧縮機の変速機用の改善された軸
受装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、遠心圧縮機の変速機の平行軸の整
合を維持できる軸受装置を有する遠心圧縮機において、
伝動軸の不整合を発生させない軸受装置を提供すること
にある。
本発明のさらに他の目的は、遠心圧縮機において、製造
コストが安く、使用に際して効果的かつ信頼性が高い軸
受装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明の1つの
観点によれば、オーバハングモー夕が駆動的に取り付け
られている低速伝動軸は、一対の空間的に離隔された多
ローブ軸受によって支持されている。軸受内の新規な内
部形状によって、負荷状態の軸は、その軸受の真の中心
に極めて近い位置に維持され、それにより輪の不整合が
阻止され、そのことにより、さらに高速軸との平行関係
が維持されている。この方法で、歯車及び軸受にかかる
不定の負荷が、実質的に低減される。
〔実施例〕 第1図を参照する。本発明は、遠心圧縮機システム11
において具体化されたものとして、その全体が符号10
で示されている。このシステム1lは、その一端に電動
モータ12を、他端に遠心圧縮機l3を有し、両者が伝
動装置l4によって相互接続されている。
モータ12は、外部ケーシングl6を備え、そのケーシ
ングの内部側周囲にはステータコイルl7が配設されて
いる。ロータI8は、ロータ軸I9によって、ステータ
巻線l7の内部に回転可能に配設されている。このロー
タ軸19は、後で詳述する方法で変速機l4によって支
持され、かつその変速機から突き出ている。ロータ18
は、その突出端で支持されていないため、そのロー夕を
ステータ巻線I7に関して中心位置に維持するために、
僅かな許容差でロータl8の位置付け及び支持が行われ
ている。
変速機14は、多数のボルト24によって圧縮機ケーン
ング23及びモータケーシング16間に固定されている
径方向に伸びている円形フランジ22を有する変速機室
2lを持っている。したがって、変速機2■は、システ
ムI1の外部ケーシング内に、堅固に懸架がされている
モータ軸l9の延長軸として好ましくは一体形成されて
いる伝動軸28は、一対の軸方向に離隔配置されたロー
ブ軸受26及び27によって、変速機室2l内に回転可
能に取り付けられている。
焼ばめによって取り付けられているカラー29は、軸2
8からのスラストカを、軸受26のスラスト軸受部分に
伝えるために設けられている。軸28の端部は、変速機
室21を越えて延びている。その端部には、止め板及び
ボルトによって、駆動歯車3lが取り付けられている。
その駆動歯車3lは、圧縮機羽根車を直接駆動するため
の高速軸36を駆動する駆動歯車34と係合する。それ
ぞれの軸の代表的速度は、伝動軸が3 5 5 O r
pmであり、高速軸が16.00Orpmである。高速
軸36は、好ましくは従来型のジャーナル軸受で支持さ
れている。その1つが符号39で示されており、他の1
つが、軸36の他端近傍にあるハウジング40内に置か
れている。しかし、もし低負荷/高速運転が一定の堅固
性及び安定性を有するローブ軸受を必要とする場合には
、高速軸に対しても、ローブ軸受を使用することができ
る。しかし、高速軸の偏心は、両方の軸受で同一方向に
あり、径方向の変位を低減させる利点は、この配置には
存在しないので、ローブ軸受は不整合の改善には使用さ
れない。
さて、従来型の円筒ジャーナル軸受が伝動軸28を支持
するのに使用されているものと、本発明とを比較考察す
る。軸と軸受の関係が図示されている。理論的に無負荷
状態下にある例が第2図に示され、負荷状態にある例が
第3図に示されている。無負荷の下では、軸は軸受と同
心状に置かれ、両者の間の径方向クリアランスは、比較
的大きくなっている。今、もしその軸受に、部分的に軸
28に作用するオーバハングモー夕の力によって、さら
に多くは駆動歯車によって受ける動作力によって、負荷
がかけられるとすると、その軸は、第3図に示されるよ
うに、同心位置から軸受の下方部に移動する。軸28の
回転で、図示のようにオイル4lが右側にある流体力学
ウエッジに連続的に引っ張られる傾向があるため、その
軸28が左側にオフセットされることがわかる。その軸
が軸受の中心から変位(すなわち、偏心)する距離は、
大きさ“e゜で示されている。従って、この従来軸受に
関し、流体力学ウエッジを形成し、結果としての圧力分
布が発生されるよう、軸がかなり変位されねばならない
。2つの軸受で反対方向へのその様な変位度は、高速駆
動軸36との平行関係から袖28を実質的に傾斜させ、
それによって歯車31及び34に不定形状の摩耗を生ぜ
しめる。
さて、第4図及び第5図を参照して、本発明のローブ軸
受について考察する。軸28は、第4図では、無負荷の
状態で取り付けられており、第5図では全負荷の状態で
取り付けられている、ここに示されたものは、特別な構
造の3ローブ軸受である。しかし、ローブの数は2つで
も、あるいは所望の数だけ増やしても、本発明の範囲を
逸脱するものではない。
始めに、第4図を参照する。これから、ローブ軸受の形
状が円形ではないことがわかる。それは、それぞれ中心
46、47及び48を有する弧を形成している3つのロ
ーブ42、43及び44から構成されている。したがっ
て、軸受面がそこに配置された円形軸と関係すると、機
械内の径方向クリアランスが軸の周囲で変化する。軸2
8とパッド間のクリアランスが最小であるところのそれ
ぞれのパッドの中点では、そのクリアランスは、従来の
円筒形ジャーナル軸受のそれの半分である。
オイルを有する符号49、5l及び52で示された流体
力学ウエッジは、軸受内に機械的に作られたプロフィー
ルによって形づくられるので、従来のジャーナル軸受で
あったような、流体力学的圧力の発生に必要とされる軸
変位は起こらない。さらに、矢印で示されるごとく、こ
れらのウエッジによって作られる圧力は、無負荷のとき
でさえも、軸をその中心位置に維持するように作用する
。ローブ42、43及び44へのオイルの流れを容易に
するため、それらのローブを相互接続し、増大したクリ
アランスによってオイルをそれらのウェコジに導く通路
を与える多数のチャネル50、60及び70が、従来の
やり方で設けられている。
負荷が加えられ、第4図に示されるごとく軸に作用して
いる力のために、軸変位が軸受内で生ずると、その軸変
位、すなわち偏心“e”は最小化される。その結果、軸
に作用する力は、第5図に示されているごとく加えられ
る。軸の僅かな変位が増加圧力を発生するために必要と
され、印加された負荷に反作用を与える。この方法で、
軸変位は最小化される。
【図面の簡単な説明】
第l図は、本発明に係る軸受構造を有する遠心圧縮機の
長平方向の断面図、第2図は、従来の円筒形ジャーナル
軸受の概略説明図、第3図は、第2図に示された軸受の
負荷がかかっている状態の概略説明図、第3図は、本発
明に係る3ローブ軸受の概略説明図、第4図は、第3図
に示された軸の負荷がかかっている状態の概略説明図で
ある。 〔符号の説明〕 I2はモータ、l3は遠心圧縮機 I4は変速機、26.27は軸受 28は低速軸、31は歯車、36は高速軸42、43、
44はローブ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)当該軸の一端に取り付けられたモータによって駆
    動される低速軸、及び上記低速軸の他端に設けられた上
    記低速軸に平行な高速軸の小歯車と係合する大歯車、を
    有する型の駆動軸装置を支持するための軸受構造におい
    て、上記低速軸を支持するために、上記低速軸(28)
    の周囲に取り付けられた一対の軸方向に離隔配置された
    軸受(26、27)を備え、上記軸受は、上記低速軸と
    上記高速軸(36)との平行関係の軸不整合が最小化さ
    れるような多ローブ型のものであることを特徴とする軸
    受構造。
  2. (2)請求項1に記載の軸受構造において、上記モータ
    (12)は、突出したロータ装置を介して上記低速軸(
    28)に駆動的に接続されていることを特徴とする軸受
    構造。
  3. (3)請求項1に記載の軸受構造において、上記一対の
    軸方向に離隔配置された軸受(26、27)は、それぞ
    れそれらの構造内に少なくとも2個のローブ(42、4
    3、44)を有することを特徴とする軸受構造。
  4. (4)請求項1に記載の軸受構造において、上記一対の
    多ローブ軸受の1つは上記歯車(31)の近傍に、他の
    1つは上記モータの近傍に配設されていることを特徴と
    する軸受構造。
JP2207493A 1989-08-04 1990-08-04 軸受構造 Pending JPH03209013A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US38943189A 1989-08-04 1989-08-04
US389,431 1989-08-04

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JPH03209013A true JPH03209013A (ja) 1991-09-12

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KR (1) KR910004947A (ja)
CN (1) CN1021075C (ja)
CH (1) CH683451A5 (ja)
IT (1) IT1246352B (ja)

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JP2019167949A (ja) * 2018-03-23 2019-10-03 ジョンソンコントロールズビルディングエフィシェンシージャパン合同会社 ターボ圧縮機及びこれを用いた冷凍機

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IT1246352B (it) 1994-11-17
CN1021075C (zh) 1993-06-02
IT9020911A0 (it) 1990-07-11
IT9020911A1 (it) 1992-01-11
CH683451A5 (de) 1994-03-15
KR910004947A (ko) 1991-03-29
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