JPH05231423A - ティルティングパッド型スラスト軸受 - Google Patents

ティルティングパッド型スラスト軸受

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JPH05231423A
JPH05231423A JP8588892A JP8588892A JPH05231423A JP H05231423 A JPH05231423 A JP H05231423A JP 8588892 A JP8588892 A JP 8588892A JP 8588892 A JP8588892 A JP 8588892A JP H05231423 A JPH05231423 A JP H05231423A
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JP
Japan
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bearing
circumferential direction
tilting
thrust
tilting pad
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8588892A
Other languages
English (en)
Inventor
Sadamu Takahashi
定 高橋
Masayoshi Sasaki
公良 佐々木
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Priority to JP8588892A priority Critical patent/JPH05231423A/ja
Publication of JPH05231423A publication Critical patent/JPH05231423A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 円周方向に配置される複数個のティルティン
グパッドの上下部パッド間の温度差を少なくする。 【構成】 ロータに設けたスラストカラーに対面して円
周方向に配置される12個のティルティングパッド3
(3−1〜3−12)にそれぞれ設ける自己調心用ピボ
ット7のオフセット量eを、円周方向角度0度から18
0度位置に向って漸増させ、それ以降は逆に漸減させ
て、円周方向角度0度と180度とを結ぶ線に対し、そ
の円周方向分布カーブを対称形となるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービン、ガスタ
ービン等の回転機械に適用されるティルティングパッド
型スラスト軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】ティルティングパッド型スラスト軸受の
従来例として、例えば図3,図4に示すようなものがあ
り、図3はその概略構造を示す縦断面図、図4は図3の
IV−IV線断面図である。
【0003】これらの図において、N方向に回転するロ
ータ1にはスラストカラー2が一体に設けられ、このス
ラストカラー2に対面して円周方向に複数個(本例では
12個)のティルティングパッド3(3−1〜3−1
2)が配置されている。そして、ロータ1に例えば図3
に示すように右方向のスラスト力Pが作用すると、この
スラスト力Pはスラストカラー2を介して各ティルティ
ングパッド3に伝達される。と同時に、スラストカラー
2の回転によって、スラストカラー2と各ティルティン
グパッド3との間に潤滑油が送り込まれることから、所
謂ハイドロダイナミック作用によりスラストカラー2と
各ティルティングパッド3とは直接接触せず、油膜4を
介してスラスト力Pを負担することができる。
【0004】また、以上述べた構成のスラスト軸受を格
納する軸受ケーシング5は、例えば図示しない蒸気ター
ビン車室からの輻射熱による熱変形等により、スラスト
カラー2との間で相対傾斜が生じる。このため、この傾
斜を吸収し、円周方向で各ティルティングパッド3が均
等に荷重を負担するように、軸受ケーシング5と各ティ
ルティングパッド3との間にはレベラー6が設けられて
いる。更に、各ティルティングパッド3には、円周方
向、半径方向に自由に傾き、軸受としての負荷能力が最
も高くなる姿勢に自己調心するようピボット7が設けら
れている。
【0005】なお、スラスト力Pの作用しない側、図3
ではスラストカラー2の左側にも右側と同様なティルテ
ィングパッド型スラスト軸受が配設されているが、これ
は、異常時にスラスト力の作用方向が正常時の逆になっ
ても問題なくスラスト力を受けとめることができるよう
にしているためである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来のティ
ルティングパッド型スラスト軸受においては、しかし、
レベラー6の傾斜角吸収能力には限界があるので、スラ
ストカラー2と軸受ケーシング5との間の相対傾斜がそ
の限界値をオーバすると、スラスト軸受自身の持つ傾斜
負荷能力(傾斜復元油膜モーメント)が問題になり、こ
の能力が小さい場合、傾斜により油膜4が小さくなる側
のティルティングパッド3で軸受温度が急上昇し、焼付
きトラブルを生じる。
【0007】特に、機械駆動用蒸気タービンの場合、熱
変形によるスラストカラー2と軸受ケーシング5との間
の相対傾斜は、常に上部側のティルティングパッド3−
6,3−7の油膜が小さくなる方向に作用し、なおかつ
大きい。このため、これら上部側のティルティングパッ
ド3−6,3−7の軸受温度は、下部側のティルティン
グパッド3−1,3−12の軸受温度に比べて高くなっ
ており、この温度差を少なくすることが蒸気タービンの
信頼性向上、更には高性能化につながるものである。
【0008】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたもので、円周方向に配置される複
数個のティルティングパッドの上下部パッド間の温度差
を少なくすると共に、最高軸受温度も低くすることがで
きるティルティングパッド型スラスト軸受を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、ロータに設けたスラストカラーを軸受
ケーシングに格納するとともに、該スラストカラーに対
面して円周方向に複数個のティルティングパッドを配置
し、各ティルティングパッドには自己調心用のピボット
を設けてなるティルティングパッド型のスラスト軸受に
おいて、各ティルティングパッドのピボット位置を基点
位置より円周方向に変化させ、ピボット位置の円周方向
分布カーブが任意の円周方向位置から対称形となるよう
にしたものである。
【0010】
【作用】上記の手段によれば、複数個のティルティング
パッドのピボット位置が円周方向に変化していることか
ら、スラストカラーと軸受ケーシングとの間に相対傾斜
がなくとも、ティルティングパッドの荷重分担が円周方
向に変化し、軸受を傾けようとする油膜モーメントが発
生する。これにより、相対傾斜に対する復元力が大きく
なることから、上下部のティルティングパッド間に温度
差があってもこの温度差は少なくなり、また同時に最高
軸受温度も低くなる。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
【0012】本発明は、例えば図3,図4に示した如き
構成のティルティングパッド型スラスト軸受、すなわち
ロータ1に設けたスラストカラー2を軸受ケーシング5
に格納するとともに、該スラストカラー2に対面して円
周方向に複数個(本例では12個)のティルティングパ
ッド3(3−1〜3−12)を配置し、各ティルティン
グパッド3には自己調心用のピボット7を設けてなるテ
ィルティングパッド型のスラスト軸受において、各ティ
ルティングパッド3のピボット位置を基点位置より円周
方向に変化させ、ピボット位置の円周方向分布カーブが
任意の円周方向位置から対称形となるようにしたもので
ある。
【0013】更に詳述すれば、図1の(a)は縦軸にテ
ィルティングパッドのピボット位置を表示するオフセッ
ト量e(mm)を、また横軸に12個のティルティング
パッド3−1〜3−12が配置される円周方向角度θ
(度)をそれぞれ示して、本実施例による該オフセット
量eの円周方向分布カーブを示す図である。また、図1
の(b)は該オフセット量eを説明するための図であっ
て、ピボット7の中心点oがティルティングパッド3
(3−1〜3−12)の周方向長さaを二等分する線c
からロータ(それ故スラストカラー)の回転方向Nへ該
パッドの幅bを二等分する線dに沿って円周方向へ離れ
る距離をオフセット量e(mm)と定義されている。
【0014】しかして、従来によればこのオフセット量
eが円周方向に配置されている複数個例えば図4に示し
たように12個のすべてのティルティングパッド3につ
いて一様だったものを、本実施例では、図1の(a)に
示すように、12個のティルティングパッド3−1〜3
−12におけるピボット位置のオフセット量eを円周方
向角度0度から180度位置に向って漸増させ、それ以
降は逆に漸減させて、円周方向角度0度と180度とを
結ぶ線に対し、その円周方向分布カーブを対称形とする
ようにしたものである。
【0015】なお、円周方向0度とは、本発明によるス
ラスト軸受を用いない場合に軸受温度が最も低くなるテ
ィルティングパッド位置であり、また円周方向180度
とは、軸受温度が最も高くなるティルティングパッド位
置である。
【0016】また、図1の(a)において、黒丸印はオ
フセット量eを円周方向に直線で変化させて対称形とし
た場合、また白丸印はオフセット量eを円周方向に正弦
カーブで変化させて対称形とした場合をそれぞれ示す
が、これらに限らず、対称形であればどのようなオフセ
ット量分布も採用できるものである。
【0017】そして、このオフセット量eは次のように
して決められる。図2は、オフセット量eと軸受温度T
との関係をパッド荷重(スラスト荷重)Pをパラメータ
にして示す。軸受温度Tはeの増加と共に低下するが、
特にeの小さい所からの低下度合いは非常に大きく、そ
の後、一定値に飽和する傾向が見られる。一般に設計時
eは、eの微小変化に対し温度Tが敏感に変化しない値
を選定する。これは、必要以上にeを増やすと、Tはあ
まり低下せず必要油量が増大するという無駄が生じるた
めである。
【0018】しかして、スラストカラーが傾くとティル
ティングパッドに加わる荷重が変化する。このため、ス
ラストカラーの傾きがなければ全パッド一様にP2の荷
重を受けてT2の軸受温度で安定している状態から、ス
ラストカラーの傾きにより負荷がP3に増加した側のパ
ッドでは軸受温度がT3にアップし、一方、負荷がP1
減少したパッドではT1に温度が低下する。このため、
温度の高いパッドで焼付きの危険が高まってくる。
【0019】したがって、この場合のオフセット量eの
決め方は、スラストカラー傾き後のパッド間不均一荷重
に対し、傾き無しの状態での軸受温度に全パッドが揃う
様オフセット量eを変化させる。すなわち、P3の負荷
が加わるパッドではオフセット量eをe3にアップし、
1の負荷しか加わらないパッドでは、e1にオフセット
量eを減少させる。
【0020】次に、本発明のスラスト軸受の作用につい
て説明する。従来のスラスト軸受の場合、スラストカラ
ー2と軸受ケーシング5との間の相対傾斜がなければ、
円周方向の各ティルティングパッド3のスラスト荷重分
担は同じである。したがって、軸受を傾けようとする油
膜モーメントは発生しない。これに対し、本発明のスラ
スト軸受では、円周方向に各ティルティングパッド3の
ピボット位置(オフセット量e)が変化していることか
ら、スラストカラー2と軸受ケーシング5との間に相対
傾斜がなくとも、ティルティングパッドの荷重分担が円
周方向に変化し、軸受を傾けようとする油膜モーメント
が発生する。すなわち、従来のスラスト軸受に比べ、本
発明のスラスト軸受は、相対的傾斜に対する復元力が大
きくなることから、上下部のティルティングパッド間に
温度差がある蒸気タービン等に適用すると、この温度差
が少なくなると同時に、最高軸受温度を低減させる作用
が呈される。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、テ
ィルティングパッド型スラスト軸受の温度分布が円周方
向に無視できない程発生する場合でも、上下部パッド間
の温度差を少なくできるとともに、最高軸受温度も低下
させることができるので、蒸気タービン等の回転機械の
信頼性向上並びに高性能化が図れる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明によるティルティング型スラス
ト軸受におけるピボット位置を表示するオフセット量e
の円周方向分布カーブの二つの例を示す図、(b)は該
オフセット量eを説明するための図である。
【図2】オフセット量eと軸受温度Tとの関係をパッド
荷重(スラスト荷重)Pをパラメータにして示す図であ
る。
【図3】従来のティルティングパッド型スラスト軸受の
概略構造を示す縦断面図である。
【図4】図3のIV−IV線断面図であるる
【符号の説明】
1 ロータ 2 スラストカラー 3(3−1〜3−12) ティルティングパッド 4 油膜 5 軸受ケーシング 6 レベラー 7 ピボット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロータに設けたスラストカラーを軸受ケー
    シングに格納するとともに、該スラストカラーに対面し
    て円周方向に複数個のティルティングパッドを配置し、
    各ティルティングパッドには自己調心用のピボットを設
    けてなるティルティングパッド型のスラスト軸受におい
    て、各ティルティングパッドのピボット位置を基点位置
    より円周方向に変化させ、ピボット位置の円周方向分布
    カーブが任意の円周方向位置から対称形となるようにし
    たことを特徴とするスラスト軸受。
JP8588892A 1992-02-18 1992-02-18 ティルティングパッド型スラスト軸受 Withdrawn JPH05231423A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990518