JPH0519641U - 高速回転体の軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速回転体の軸受装置において、油膜層のキ
ャビテーションを防止することと、転がり軸受の制振効
果を確保することを両立する。 【構成】 油通路１０から油膜層７に導かれる油圧を調
節する手段１３と、転がり軸受２の作動状態を検出する
手段１５と、この検出値に基づいて油膜層７に働く荷重
に応じて油膜層７に導かれる油圧を高める制御手段１６
とを設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、転がり軸受を油膜層を介して支持する高速回転体の軸受装置に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の軸受装置として、例えば実開昭６３−１２６３８号公報に開示された ものは、タービン軸を転がり軸受で回転自在に支持し、転がり軸受の外輪を油膜 層（スクイズフィルムダンパ）を介して浮遊支持しており、油膜層の緩衝効果に より転がり軸受に生じる振動またはタービン軸の振動の伝達が防止されるように なっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来装置にあっては、回転系の不平衡質量に働く遠 心力やタービン軸が受けるラジアル方向の荷重により、油膜層にキャビテーショ ンが発生して、油膜層を画成する部材の劣化を招く可能性がある。

【０００４】 このキャビテーションを防止するため、油膜層に導かれる油圧を高めると、油 膜層に働く荷重が比較的小さい作動状態では転がり軸受の制振効果が低下する。

【０００５】 本考案は上記の点に着目し、油膜層のキャビテーションを防止することと、転 がり軸受の制振効果を確保することを両立することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、回転体を回転自在に支持する転がり軸受と、転がり軸受の外輪とそ の外周に位置する軸受ハウジングの間に形成される油膜層と、油膜層に加圧オイ ルを供給する油通路とを備える高速回転体の軸受装置において、前記油通路から 前記油膜層に導かれる油圧を調節する手段と、前記転がり軸受の作動状態を検出 する手段と、この検出値に基づいて油膜層に働く荷重に応じて油膜層に導かれる 油圧を高める制御手段とを設ける。

【０００７】

【作用】

転がり軸受は軸受ハウジングに油膜層を介して浮遊支持され、油膜層の緩衝効 果により回転体の振動が抑制される。

【０００８】 油膜層に働く荷重に応じて油膜層に導かれる油圧が高められることにより、回 転系の不平衡質量に働く遠心力や外部から受ける荷重が小さいときは油膜層の油 圧が低く保たれて十分な緩衝効果が得られる一方、油膜層に働く荷重が大きいと きは油膜層の油圧が上昇して、油膜層にキャビテーションが発生することが防止 される。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

【００１０】 図１に示すように、ガスタービン軸１と軸受ハウジング９の間には一対の転が り軸受２が介装される。転がり軸受２はガスタービン軸１に圧入される内輪３と 、ハウジング９側に支持される外輪５と、内輪３と外輪５の間に介装される複数 の玉４から構成される。

【００１１】 ハウジング９には転がり軸受２に潤滑油を噴射供給するジェットノズル８が取 付けられる。オイルポンプ１２はオイルタンク１１に貯溜されたオイルを油通路 ２５を通して吸引し、オイルポンプ１２から吐出されるオイルは油通路２０を通 してジェットノズル８に供給され、転がり軸受２を潤滑したオイルはハウジング ９から油通路２６を通してオイルタンク１１に戻されるようになっている。

【００１２】 ハウジング９にはダンパスリーブ６が圧入され、ダンパスリーブ６と転がり軸 受２の外輪５の間には油膜層７が所定の間隙として形成される。

【００１３】 油膜層７にオイルポンプ１２から吐出されるオイルを供給する油通路１０が配 設される。油通路１０はハウジング９に形成された通孔２１と、ハウジング９と ダンパスリーブ６の外周の間に画成された環状溝２２と、ダンパスリーブ６に形 成された複数の通孔２３と、ダンパスリーブ６の内周に形成された環状溝２４等 によって構成される。

【００１４】 油膜層７に導かれる油圧を調節する手段として、油通路１０の途中には可変絞 り弁１３が設けられる。可変絞り弁１３は油通路１０の通路断面積を絞ることに より、油通路１０から油膜層７に導かれる油圧を変えられる。なお、可変絞り弁 １３の作動により油通路２０からジェットノズル８に導かれる油圧は変化しない ようになっている。

【００１５】 この実施例では、転がり軸受２の作動状態を検出する手段として、外輪５に接 合するリテーナ１４を介して外輪５の温度Ｔｂを検出する熱電対からなる温度セ ンサ１５が設けられる。

【００１６】 可変絞り弁１３の制御手段として、コントローラ１６は温度センサ１５からの 検出温度Ｔｂを入力し、外輪５の温度Ｔｂが上昇するのにしたがって可変絞り弁 １３の絞りを大きく調節して、油膜層７に導かれる油圧を高めるようになってい る。なお、コントローラ１６はオイルポンプ１３の作動も制御するようになって いる。

【００１７】 次に、作用について説明する。

【００１８】 ガスタービンの運転中、高速回転する転がり軸受２はハウジング９に油膜層７ を介して浮遊支持され、油膜層７の緩衝効果によりラジアル方向の振動が抑制さ れる。

【００１９】 ガスタービン軸１のラジアル方向に働く荷重または転がり軸受２に生じる振動 が大きくなるのにしたがって転がり軸受２の温度が上昇するため、温度センサ１ ５により検出される外輪５の温度Ｔｂにより油膜層７に働く荷重を算出できる。

【００２０】 コントローラ１６は外輪５の温度Ｔｂが上昇するのにしたがって可変絞り弁１ ３の絞りを大きく制御して、油膜層７に導かれる油圧を荷重の大きさに応じて高 めることにより、油膜層７にキャビテーションが発生することを防止でき、外輪 ５またはダンパスリーブ６にキャビテーションに起因する腐食が生じることを防 止できる。

【００２１】 また、油膜層７に働く荷重が小さいときは油膜層７の油圧が低く保たれて十分 な緩衝効果が得られ、ガスタービン軸１の振動を有効に吸収できる。

【００２２】 次に、図２に示す他の実施例は、転がり軸受２の作動状態を検出する手段とし て、軸受ハウジング９の振動の大きさＢを検出する加速度センサ１７が設けられ る。

【００２３】 ガスタービン軸１のラジアル方向に働く荷重または転がり軸受２に生じる振動 は軸受ハウジング９に伝播するため、加速度センサ１７により検出される軸受ハ ウジング９の振動の大きさＢにより油膜層７に働く荷重を算出できる。

【００２４】 コントローラ１６は加速度センサ１７の検出信号を入力して軸受ハウジング９ の振動の大きくなるのにしたがって可変絞り弁１３の絞りを大きく制御して、キ ャビテーションの発生を防止するようになっている。

【００２５】 次に、図３に示す他の実施例は、転がり軸受２の作動状態を検出する手段とし て、リテーナ１４にガスタービン軸１の変位量Ｃを検出する変位センサ１８が設 けられる。

【００２６】 ガスタービン軸１の変位量Ｃは油膜層７に働く荷重に比例するため、コントロ ーラ１６は変位センサ１８の検出信号を入力してガスタービン軸１の振動の大き くなるのにしたがって可変絞り弁１３の絞りを大きく制御して、キャビテーショ ンの発生を防止するようになっている。

【００２７】 次に、図４に示す他の実施例は、転がり軸受２の作動状態を検出する手段とし て、転がり軸受２を潤滑したオイルの温度Ｔｏを検出する熱電対からなる油温セ ンサ１９が軸受ハウジング９内に設けられる。

【００２８】 ガスタービン軸１のラジアル方向に働く荷重または転がり軸受２に生じる振動 が大きくなるのにしたがって転がり軸受２の温度が上昇し、転がり軸受２を潤滑 したオイルの温度が上昇するため、油温センサ１９により検出される油温Ｔｏに より油膜層７に働く荷重を算出できる。コントローラ１６は油温Ｔｏが上昇する のにしたがって可変絞り弁１３の絞りを大きく制御して、キャビテーションの発 生を防止するようになっている。

【００２９】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、転がり軸受の外輪と軸受ハウジングの間に形成 される油膜層と、油膜層に加圧オイルを供給する油通路とを備える高速回転体の 軸受装置において、前記油通路から前記油膜層に導かれる油圧を調節する手段と 、前記転がり軸受の作動状態を検出する手段と、この検出値に基づいて油膜層に 働く荷重に応じて油膜層に導かれる油圧を高める制御手段とを設けたため、油膜 層のキャビテーションを防止して耐久性を高めるとともに、転がり軸受の制振効 果を確保して騒音等の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す構成図である。

【図２】他の実施例を示す構成図である。

【図３】さらに他の実施例を示す構成図である。

【図４】さらに他の実施例を示す構成図である。

【符号の説明】 １ ガスタービン軸 ２ 転がり軸受 ３ 内輪 ４ 玉 ５ 外輪 ６ ダンパスリーブ ７ 油膜層 ９ 軸受ハウジング １０ 油通路 １２ オイルポンプ １３ 可変絞り弁 １５ 温度センサ １６ コントローラ １７ 加速度センサ １８ 変位センサ １９ 油温センサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体を回転自在に支持する転がり軸受
   と、転がり軸受の外輪とその外周に位置する軸受ハウジ
   ングの間に形成される油膜層と、油膜層に加圧オイルを
   供給する油通路とを備える高速回転体の軸受装置におい
   て、前記油通路から前記油膜層に導かれる油圧を調節す
   る手段と、前記転がり軸受の作動状態を検出する手段
   と、この検出値に基づいて油膜層に働く荷重に応じて油
   膜層に導かれる油圧を高める制御手段とを設けたことを
   特徴とする高速回転体の軸受装置。