JPH0678489A - 油潤滑ラジアル軸受装置 - Google Patents

油潤滑ラジアル軸受装置

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JPH0678489A
JPH0678489A JP4223127A JP22312792A JPH0678489A JP H0678489 A JPH0678489 A JP H0678489A JP 4223127 A JP4223127 A JP 4223127A JP 22312792 A JP22312792 A JP 22312792A JP H0678489 A JPH0678489 A JP H0678489A
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JP
Japan
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bearing
rotary shaft
cylindrical member
groove
oil
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Pending
Application number
JP4223127A
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English (en)
Inventor
Kazutaka Koshiro
和高 小城
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0678489A publication Critical patent/JPH0678489A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F16C17/12Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/18Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with floating brasses or brushing, rotatable at a reduced speed
    • 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
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/1065Grooves on a bearing surface for distributing or collecting the liquid
    • 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
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転軸が停止状態から高速回転の広範囲の領
域でも、回転軸と軸受の接触による焼き付け焼損を防止
することができる高性能で長期信頼性、安全性に優れた
回転機械の軸受装置を提供する。 【構成】 本発明においては、軸受2の内面に円筒の円
筒状部材9を設けて回転軸を支承し、円筒状部材9は軸
受摺動面及び回転軸摺動面に潤滑油を供給するために外
周に外周溝10bが施され、内周に数個所軸受溝10a
が施され、また円周溝と軸受溝が通じるように貫通穴1
3が設けてあり、円筒状部材9が軸方向に極端に移動し
ないように軸受2の端部には止めリング11が設ける。
また、貫通穴の外周溝側には油溝10cが設ける。ま
た、円筒状部材9は常温で回転軸側軸受隙間7aと軸受
側軸受隙間7bの隙間がほぼ同じになるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転機械における油潤
滑軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、各技術分野における各種回転機械
の性能が高まる中で、軸受もまた重要視されている。特
に、発電所に設置される回転機械においては、長期信頼
性ならびに安全性、さらにメンテナンスフリーの要求も
強まってきている。
【0003】横軸の大型回転機械に用いられる軸受は、
負荷容量(軸受において潤滑剤の圧力によって支持でき
る回転軸の重量)が大きいため、回転軸の起動時または
停止時や、回転軸に外力が加わった時のいわゆる過渡時
には、回転軸と軸受部材とが接触し易く、軸受における
潤滑膜が破損し易いという問題がある。このため、軸受
に焼き付け焼損が生じて事故が発生する恐れがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】次に、従来技術の代表
例を引用しながら、従来技術の問題点について説明す
る。図7に従来の軸受装置の断面図を示す。
【0005】図7は大型の回転機械に用いられる軸受の
例を示すものであり、回転軸1は軸受2によって支持さ
れ、軸受2は軸受ブラケット3内に収納されている。軸
受ブラケット3内の潤滑剤4は、外部に設置されたポン
プ5によって軸受隙間7に供給され、また、必要に応じ
てクーラー6で冷却される。
【0006】また、軸受隙間7には、回転軸1が高速回
転すると動的作用により潤滑膜が形成され、図8に示す
ような膜圧力8が発生するので、回転軸1と軸受2は直
接的には接触しなくなる。しかし、回転軸1の起動また
は停止時には、回転軸1が低速回転となるため膜圧力8
は期待できず回転軸1と軸受2は接触する。このため、
軸受部材には、回転軸1との接触に耐えられる材料が用
いられている。すなわち、ホワイトメタル12等の金属
材料である。
【0007】また、回転軸1の起動または停止時には回
転軸1と軸受2の摺動面は、境界潤滑領域(流体潤滑と
固体潤滑の中間)にあるのでホワイトメタル12等の金
属材料の場合、軸受が焼き付くかどうかは潤滑剤の影響
もかなり支配的である。また、接触しているため軸受の
摩耗は避けることができないし、金属材料であるため摩
擦係数は大きい。従って、起動・停止時の回転トルクが
大きくなる問題がある。また、ホワイトメタル12等の
金属材料の摩耗が進んで行くと、軸受基材そのものと回
転軸1が接触することになり、軸受の焼き付け焼損によ
る事故の危険性が多分にある。
【0008】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、回転軸の起動または停止時の低速回転領域にお
いても、弾性流体潤滑になるようにして回転軸と軸受の
接触による焼き付け焼損を防止することができ、また、
同時に摩擦係数を小さくすることにより回転トルクを小
さくし、軸受特性の向上、長期信頼性および安全性の向
上が図れる油潤滑ラジアル軸受装置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】本発明は、上述した課題
を解決するために、軸受内面に軸受摺動面及び回転軸摺
動面に潤滑油を供給する円周溝が外周に施され、内周に
複数の軸受溝とラジアル方向貫通穴が前記円周溝に通じ
るように施されたフッ素樹脂からなる円筒状部材を設け
るとともに、この円筒状部材の端部側に止めリングを設
けた構成にしてある。また、上記円筒状部材は貫通穴の
円周溝側に油溝を設け、さらに前記円筒の円筒状部材は
常温で回転軸側の隙間と軸受側の隙間がほぼ同じになる
ようにする。
【0010】
【作用】上記の構成を有する本発明においては、フッ素
樹脂材料の持つ弾性変形、潤滑油中における摩擦係数の
低減、また、回転軸との線膨張係数の違いにより、起動
・停止時の低速回転から定格の高速回転において軸受潤
滑特性が良くなり、また、耐摩耗性を有効に発揮させる
ことができ、軸受装置の長期信頼性および安全性を大幅
に向上させることができる。
【0011】
【実施例】次に本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の軸受装置の一実施例を示す
断面図であり、図7の従来技術で説明した部品について
は同一符号を付して説明を省略する。
【0012】本実施例では、軸受2の内周面にフッ素樹
脂からなる円筒状部材9を設け回転軸1を支承してい
る。回転軸1側軸受隙間7aと軸受2側軸受隙間7bの
摺動面に潤滑剤4を供給するために、円筒状部材9の外
周側には中央に外周溝10bが施され、内周側数個所に
軸受溝10a(本実施例では5個所)が設けてあり、ま
た、この軸受溝10aと外周溝10bが通じるように上
記軸受溝10に対応して貫通穴13(本実施例では5個
所)が設けてある。また、円筒状部材9が軸方向に極端
に移動しないように、軸受2の端部には止めリング11
が設けてある。また、円筒状部材9には貫通穴13の外
周溝10b側に油溝10c(本実施例では5個所)が設
けてある。
【0013】回転軸1が停止状態のとき潤滑剤4を供給
すると外周溝10bを流れ、図2に示すように貫通穴1
3により軸受溝10aへと案内される。このとき油溝1
0cにより軸受溝10aへ潤滑剤4が流れ易いようにし
てある。このようにして回転軸側軸受隙間7aと軸受側
軸受隙間7bの摺動面に潤滑剤4が供給される。図3は
円筒状部材9の軸受溝10a付近の拡大断面図を示す。
また、図4は円筒状部材9の内周面を展開した平面図を
示す。
【0014】回転軸1が回転し始めると、潤滑剤4によ
り回転軸側軸受隙間7aと軸受側軸受隙間7bの摺動面
が境界潤滑(流体潤滑と固体潤滑の中間)状態になる。
このとき、円筒状部材9の弾性変形により、回転軸側軸
受隙間7aと軸受側軸受隙間7bの摺動面は、上記境界
潤滑の中でもどちらかというと流体潤滑に近い状態にな
る。つまり、弾性流体潤滑の状態になる。図5は軸受側
軸受隙間7bに潤滑膜が発生した時の膜圧力8の分布を
示したものである。回転軸側軸受隙間7aに潤滑膜が発
生した場合は、軸受溝10aが円筒状部材9の端部まで
届いていないので普通のラジアル軸受とは若干異なる膜
圧力分布となるが潤滑膜の特性から見るとかえって良い
状態になる。
【0015】また、図6は回転軸1と円筒状部材9の線
膨張係数の違いにより、回転軸側軸受隙間7aと軸受側
軸受隙間7bの関係を示したものである。回転数が上昇
していくと潤滑剤4の温度も上昇し、定格回転数になる
と潤滑剤4の温度は一定になる。温度に対し回転軸1と
軸受2は熱膨張が小さいが、フッ素樹脂からなる円筒状
部材9は熱膨張が大きいので回転軸側軸受隙間7aは広
くなり、一方の軸受側軸受隙間7bは狭くなる。常温で
回転軸側軸受隙間7aと軸受側軸受隙間7bの隙間がほ
ぼ同じになるように円筒状部材9が加工されているから
図6のような関係が得られる。
【0016】回転数が上昇すると軸受内の損失が大きく
なるところだが、回転軸側軸受隙間7aが広くなるため
軸受内の損失は大きくならない。また、回転軸1に外力
が加わった時の、いわゆる過渡時にも円筒状部材9の弾
性変形により潤滑膜が破損しにくくなるし、部材同士に
よるかじり現象がなくなるので軸受の焼き付け焼損は起
きない。
【0017】一方、低速回転時においては温度があまり
上昇していないため、回転軸側軸受隙間7aと軸受側軸
受隙間7bの隙間はほぼ同じであるから、回転軸側軸受
隙間7aと軸受側軸受隙間7bの摺動面で接触抵抗の小
さい方が回転する。つまり軸受2に対して、回転軸1だ
けが回転するのか、または回転軸1と円筒状部材9が同
時に回転するのか、或いは回転軸1と円筒状部材9共に
回転するが回転数が違うのか、何れにしろ接触抵抗の小
さいところを境に回転するため、回転トルクは小さくな
る。また、円筒状部材9の弾性変形により、回転軸1或
いは軸受2との接触によるかじりがなくなるし、潤滑膜
が形成し易くなる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係わる油潤
滑ラジアル軸受装置によれば停止状態から高速運転領域
の広範囲において軸受潤滑特性が向上し、回転軸と軸受
の接触による焼き付け焼損を防止することができる軸受
装置となり、高性能で長期信頼性、安全性に優れた回転
機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による軸受装置の横断面図
【図2】本発明の一実施例による軸受装置の縦断面図
【図3】本発明の一実施例による円筒状部材の拡大断面
【図4】本発明の一実施例による円筒状部材を内周面か
らみた平面図
【図5】本発明の軸の軸受方向に発生する圧力分布を示
す説明図
【図6】本発明の回転数に対する回転軸側と軸受側の隙
間の関係を示す説明図
【図7】従来技術を説明する為の断面図
【図8】従来技術の軸受方向に発生する圧力分布を示す
説明図
【符号の説明】
1…回転軸 2…軸受 3…軸受ブラケット 4…潤滑剤 5…ポンプ 6…クーラー 7…軸受隙間 7a…回転軸側軸受隙間 7b…軸受側軸受隙間 8…膜圧力 9…円筒状部材 10a…軸受溝 10b…外周溝 10c…油溝 11…止めリング 12…ホワイトメタル 13…貫通穴

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸受内面に軸受摺動面及び回転軸摺動面
    に潤滑油を供給するための円周溝が外周に施され、内周
    に複数の軸受溝とラジアル方向貫通穴が前記円周溝に通
    じるように施されたフッ素樹脂からなる円筒状部材を設
    けるとともに、この円筒状部材の端部側に止めリングを
    設けたことを特徴とする油潤滑ラジアル軸受装置。
  2. 【請求項2】 円筒状部材は貫通穴の円周溝側に油溝が
    設けられていることを特徴とする請求項1に記載の油潤
    滑ラジアル軸受装置。
  3. 【請求項3】 円筒状部材は常温で回転軸側の隙間と軸
    受側の隙間がほぼ同じになるように内周面と外周面が加
    工されていることを特徴とする請求項1に記載の油潤滑
    ラジアル軸受装置。
JP4223127A 1992-08-24 1992-08-24 油潤滑ラジアル軸受装置 Pending JPH0678489A (ja)

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Cited By (3)

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