JPH07293553A - 傾斜パッド軸受 - Google Patents
傾斜パッド軸受Info
- Publication number
- JPH07293553A JPH07293553A JP10606994A JP10606994A JPH07293553A JP H07293553 A JPH07293553 A JP H07293553A JP 10606994 A JP10606994 A JP 10606994A JP 10606994 A JP10606994 A JP 10606994A JP H07293553 A JPH07293553 A JP H07293553A
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- JP
- Japan
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- pad
- bearing
- piezoelectric element
- tilted
- displacement sensor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来のパッド軸受の限界を越えた軸振動の制
振性能、耐荷重性能を得ることのできる傾斜パッド軸受
を提供する。 【構成】 回転機械用のジャーナル油軸受で、複数のパ
ッド４が円筒状の軸受外殻２に、それぞれ支持部３で取
り付けられており、その内の１個或いは複数のパッド４
の外殻側において支持部の両側に円周方向に伸縮する圧
電素子５を備え、圧電素子５を伸縮させることにより、
パッド４のプリロードを制御する。
振性能、耐荷重性能を得ることのできる傾斜パッド軸受
を提供する。 【構成】 回転機械用のジャーナル油軸受で、複数のパ
ッド４が円筒状の軸受外殻２に、それぞれ支持部３で取
り付けられており、その内の１個或いは複数のパッド４
の外殻側において支持部の両側に円周方向に伸縮する圧
電素子５を備え、圧電素子５を伸縮させることにより、
パッド４のプリロードを制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は能動制御型傾斜パッド軸
受に係り、特にプラント用、建築物用の回転機械（ブロ
ワ、コンプレッサ、蒸気タービン等）のジャーナル油軸
受で、特に軸の振動防止を能動的に行うことのできる軸
受装置に関する。
受に係り、特にプラント用、建築物用の回転機械（ブロ
ワ、コンプレッサ、蒸気タービン等）のジャーナル油軸
受で、特に軸の振動防止を能動的に行うことのできる軸
受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の傾斜パッド軸受の断面図
を示す。傾斜パッド軸受は、回転機械用のジャーナル油
軸受の一種であり、複数のパッド４が円筒状の軸受外殻
２にそれぞれ１本の支持部３で支えられている。軸１と
軸受外殻２との間には、油が満たされている。パッド４
及び支持部３は外殻２と一体的に形成された金属製であ
り、軸１が回転すると軸１の円周面１ａはパッド４の摺
動面４ａと摺動する。パッド４の中央部の支持部３で支
持された部分は変形しないが、パッド４の先端部分は軸
１の荷重力により弾性変形する。そして、回転軸１の円
周面１ａとパッド４の摺動面４ａとの間にくさび状の油
膜が形成され、該くさび状の油膜の流体力により高い制
振性能及び耐荷重性能を得ることができる。このように
して、パッド先端部の弾性変形とくさび状の油膜の形成
により傾斜パッド軸受は、従来の通常のジャーナル油軸
受と比較して安定した軸支持を実現できる。
を示す。傾斜パッド軸受は、回転機械用のジャーナル油
軸受の一種であり、複数のパッド４が円筒状の軸受外殻
２にそれぞれ１本の支持部３で支えられている。軸１と
軸受外殻２との間には、油が満たされている。パッド４
及び支持部３は外殻２と一体的に形成された金属製であ
り、軸１が回転すると軸１の円周面１ａはパッド４の摺
動面４ａと摺動する。パッド４の中央部の支持部３で支
持された部分は変形しないが、パッド４の先端部分は軸
１の荷重力により弾性変形する。そして、回転軸１の円
周面１ａとパッド４の摺動面４ａとの間にくさび状の油
膜が形成され、該くさび状の油膜の流体力により高い制
振性能及び耐荷重性能を得ることができる。このように
して、パッド先端部の弾性変形とくさび状の油膜の形成
により傾斜パッド軸受は、従来の通常のジャーナル油軸
受と比較して安定した軸支持を実現できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、係る従
来のパッド軸受でも、運転状態の変化により、或いは回
転機械の負荷状態の変化等により予じめ設定された負荷
能力を越えてしまう場合がある。この場合には、パッド
と軸との隙間のくさび状の油膜の流体力による制振機能
が及ばなくなってしまうため、従来のパッド軸受には一
定の限界がある。
来のパッド軸受でも、運転状態の変化により、或いは回
転機械の負荷状態の変化等により予じめ設定された負荷
能力を越えてしまう場合がある。この場合には、パッド
と軸との隙間のくさび状の油膜の流体力による制振機能
が及ばなくなってしまうため、従来のパッド軸受には一
定の限界がある。
【０００４】本発明は、係る上記従来の事情に鑑みて為
されたものであり、上記従来のパッド軸受の限界を越え
た制振性能、耐荷重性能を得ることのできる傾斜パッド
軸受を提供することを目的とする。
されたものであり、上記従来のパッド軸受の限界を越え
た制振性能、耐荷重性能を得ることのできる傾斜パッド
軸受を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の傾斜パッド軸受
は、回転機械用のジャーナル油軸受で、複数のパッドが
円筒状の軸受外殻にそれぞれ支持部で取り付けられてお
り、その内の１個或いは複数のパッドの外殻側において
支持部の両側に円周方向に伸縮する圧電素子を備え、該
圧電素子を伸縮させることにより、前記パッドのプリロ
ードを制御することを特徴とする。
は、回転機械用のジャーナル油軸受で、複数のパッドが
円筒状の軸受外殻にそれぞれ支持部で取り付けられてお
り、その内の１個或いは複数のパッドの外殻側において
支持部の両側に円周方向に伸縮する圧電素子を備え、該
圧電素子を伸縮させることにより、前記パッドのプリロ
ードを制御することを特徴とする。
【０００６】更に、前記圧電素子を備えたパッドの軸か
らみて反対側の外殻に非接触式変位センサを備え、該セ
ンサの出力信号に基づいて前記圧電素子に前記パッドの
プリロードを制御する電圧を出力する補償回路とパワー
アンプから構成されるコントローラを備えたことを特徴
とする。
らみて反対側の外殻に非接触式変位センサを備え、該セ
ンサの出力信号に基づいて前記圧電素子に前記パッドの
プリロードを制御する電圧を出力する補償回路とパワー
アンプから構成されるコントローラを備えたことを特徴
とする。
【０００７】又、本発明の傾斜パッド軸受は、回転機械
用のジャーナル油軸受で、複数のパッドが円筒状の軸受
外殻に、それぞれ支持部で取り付けられており、該支持
部と軸受外殻の間に、半径方向に伸縮する圧電素子を備
え、該圧電素子を伸縮させることにより、回転軸とパッ
ド間の軸受隙間の大きさを制御することを特徴とする。
用のジャーナル油軸受で、複数のパッドが円筒状の軸受
外殻に、それぞれ支持部で取り付けられており、該支持
部と軸受外殻の間に、半径方向に伸縮する圧電素子を備
え、該圧電素子を伸縮させることにより、回転軸とパッ
ド間の軸受隙間の大きさを制御することを特徴とする。
【０００８】更に、変位センサを備え、その出力信号を
基に、前記圧電素子に軸受隙間制御電圧を出力する補償
回路とパワーアンプから構成されるコントローラを備え
たことを特徴とする。
基に、前記圧電素子に軸受隙間制御電圧を出力する補償
回路とパワーアンプから構成されるコントローラを備え
たことを特徴とする。
【０００９】
【作用】パッドの摺動面の反対側に取付けられた圧電素
子の電歪現象により、圧電素子を円周方向に伸縮させる
ことにより、パッドを半径方向に変形させる。この変形
でパッドのプリロードを制御し、パッドの摺動面と軸の
隙間のくさび状の油膜の厚さが変化し、能動的に油膜の
流体力を変化させ軸受の負荷能力を向上させることがで
きる。
子の電歪現象により、圧電素子を円周方向に伸縮させる
ことにより、パッドを半径方向に変形させる。この変形
でパッドのプリロードを制御し、パッドの摺動面と軸の
隙間のくさび状の油膜の厚さが変化し、能動的に油膜の
流体力を変化させ軸受の負荷能力を向上させることがで
きる。
【００１０】パッドの能動制御は、圧電素子を備えたパ
ッドの軸からみて反対側に配置された変位センサが軸の
変位を検出し、その検出された信号の位相およびゲイン
を補償回路で調整し、その振動に対して減衰力を与える
ようにパワーアンプから圧電素子に電圧を供給して動的
な制御をする。従って、能動的な軸振動の制振機能を付
加して負荷能力を向上させることができる。即ち、軸の
振れ回り振動数に応じてプリロードが変化するように動
的な制御をすることにより、強制的に減衰力を発生させ
て制振することができる。
ッドの軸からみて反対側に配置された変位センサが軸の
変位を検出し、その検出された信号の位相およびゲイン
を補償回路で調整し、その振動に対して減衰力を与える
ようにパワーアンプから圧電素子に電圧を供給して動的
な制御をする。従って、能動的な軸振動の制振機能を付
加して負荷能力を向上させることができる。即ち、軸の
振れ回り振動数に応じてプリロードが変化するように動
的な制御をすることにより、強制的に減衰力を発生させ
て制振することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の第１乃至第３実施例を添付図
１乃至図３を参照しながら説明する。図１は本発明の第
１実施例の、図２は本発明の第２実施例の、図３は本発
明の第３実施例の能動制御型傾斜パッド軸受の説明図で
ある。各図中において、回転軸１が、複数のパッド４に
より支持され、回転軸１と円筒状の軸受外殻２との間に
は油が満たされている構造は、前述の従来の傾斜パッド
軸受と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付
して重複した説明を省略する。
１乃至図３を参照しながら説明する。図１は本発明の第
１実施例の、図２は本発明の第２実施例の、図３は本発
明の第３実施例の能動制御型傾斜パッド軸受の説明図で
ある。各図中において、回転軸１が、複数のパッド４に
より支持され、回転軸１と円筒状の軸受外殻２との間に
は油が満たされている構造は、前述の従来の傾斜パッド
軸受と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付
して重複した説明を省略する。
【００１２】図１に示す本発明の第１実施例の傾斜パッ
ド軸受では、三個のパッド４が円筒状の軸受外殻２に、
それぞれキーからなる支持部３により支持されており、
その内の一個のパッド４の外殻側であって支持部３の両
側に円周方向に伸縮する圧電素子５を備えている。
ド軸受では、三個のパッド４が円筒状の軸受外殻２に、
それぞれキーからなる支持部３により支持されており、
その内の一個のパッド４の外殻側であって支持部３の両
側に円周方向に伸縮する圧電素子５を備えている。
【００１３】したがって、圧電素子５に制御電圧を与え
ると、パッド４の摺動面４ａの反対側が矢印７方向に伸
縮して、パッド４は矢印８方向に変形する。このパッド
４の摺動面４ａの変形によって、回転軸１と摺動面４ａ
の間のくさび状の油膜の形状が変わり、そのプリロード
が変化する。したがって、プリロードを負荷状況に応じ
て変化させることにより、回転軸１を支持する軸受とし
ての負荷能力の向上が図れる。
ると、パッド４の摺動面４ａの反対側が矢印７方向に伸
縮して、パッド４は矢印８方向に変形する。このパッド
４の摺動面４ａの変形によって、回転軸１と摺動面４ａ
の間のくさび状の油膜の形状が変わり、そのプリロード
が変化する。したがって、プリロードを負荷状況に応じ
て変化させることにより、回転軸１を支持する軸受とし
ての負荷能力の向上が図れる。
【００１４】圧電素子５をその背面（外殻側）に備えた
パッド４の軸１からみて反対側の外殻２に、非接触式の
変位センサ６を備えている。変位センサ６は、例えば渦
電流型あるいはインダクタンス型の変位センサであり、
回転軸１の変位を非接触で検出する。変位センサ６の出
力には、センサアンプ１０、補償回路１１、パワーアン
プ１２から成るコントローラ９を備える。変位センサ６
の出力はセンサアンプ１０で増幅され、そして、センサ
アンプ１０の出力は補償回路１１に入力され、例えば軸
の振れ回り振動数に応じてプリロードを変化させ、強制
的に減衰力を発生させるように、補償回路１１で位相及
び振幅が調整される。補償回路１１より出力された動的
な制御信号は、パワーアンプ１２により電力増幅され、
圧電素子５に制御電圧が印加される。圧電素子５には、
印加された制御電圧にしたがって電歪が発生し、パッド
４の裏面にたわみ力を与え、パッド４の摺動面４ａを半
径方向８に変形させる。このように、補償回路１１によ
り軸の振れ周り振動数に応じてパッド４に動的なプリロ
ードの制御を行うことにより、回転軸１の振れ回り振動
に対して強制的に減衰力を付与することが可能である。
パッド４の軸１からみて反対側の外殻２に、非接触式の
変位センサ６を備えている。変位センサ６は、例えば渦
電流型あるいはインダクタンス型の変位センサであり、
回転軸１の変位を非接触で検出する。変位センサ６の出
力には、センサアンプ１０、補償回路１１、パワーアン
プ１２から成るコントローラ９を備える。変位センサ６
の出力はセンサアンプ１０で増幅され、そして、センサ
アンプ１０の出力は補償回路１１に入力され、例えば軸
の振れ回り振動数に応じてプリロードを変化させ、強制
的に減衰力を発生させるように、補償回路１１で位相及
び振幅が調整される。補償回路１１より出力された動的
な制御信号は、パワーアンプ１２により電力増幅され、
圧電素子５に制御電圧が印加される。圧電素子５には、
印加された制御電圧にしたがって電歪が発生し、パッド
４の裏面にたわみ力を与え、パッド４の摺動面４ａを半
径方向８に変形させる。このように、補償回路１１によ
り軸の振れ周り振動数に応じてパッド４に動的なプリロ
ードの制御を行うことにより、回転軸１の振れ回り振動
に対して強制的に減衰力を付与することが可能である。
【００１５】図２に示す本発明の第２実施例の傾斜パッ
ド軸受では、三個のパッド４が円筒状の軸受外殻２に、
それぞれキーからなる支持部３により支持されており、
そのキーと軸受外殻２との間に半径方向に伸縮する圧電
素子５を備えている。したがって、圧電素子５に制御電
圧を与えると、支持部３が半径方向に伸縮してパッド４
の摺動面４ａを上下させる。このパッド４の摺動面４ａ
の半径方向の上下移動によって、回転軸１と摺動面４ａ
の間の軸受隙間δが変化して、くさび状の油膜の形状が
変わり、その流体力が変化する。
ド軸受では、三個のパッド４が円筒状の軸受外殻２に、
それぞれキーからなる支持部３により支持されており、
そのキーと軸受外殻２との間に半径方向に伸縮する圧電
素子５を備えている。したがって、圧電素子５に制御電
圧を与えると、支持部３が半径方向に伸縮してパッド４
の摺動面４ａを上下させる。このパッド４の摺動面４ａ
の半径方向の上下移動によって、回転軸１と摺動面４ａ
の間の軸受隙間δが変化して、くさび状の油膜の形状が
変わり、その流体力が変化する。
【００１６】圧電素子５を備えたパッド４の軸１からみ
て反対側の外殻２に、非接触式の変位センサ６を備えて
いる。変位センサ６の出力には、センサアンプ１０、補
償回路１１、パワーアンプ１２から成るコントローラ９
を備える。変位センサ６の出力はセンサアンプ１０で増
幅され、そして、センサアンプ１０の出力は補償回路１
１に入力され、例えば軸の振れ回り振動数に応じて軸受
隙間δを変化させ、強制的に減衰力を発生させるよう
に、補償回路１１で位相及び振幅が調整される。補償回
路１１より出力された動的な制御信号は、パワーアンプ
１２により電力増幅され、圧電素子５に制御電圧が印加
される。圧電素子５には、印加された制御電圧にしたが
って電歪が発生し、パッド４の摺動面４ａを半径方向に
伸縮させる。
て反対側の外殻２に、非接触式の変位センサ６を備えて
いる。変位センサ６の出力には、センサアンプ１０、補
償回路１１、パワーアンプ１２から成るコントローラ９
を備える。変位センサ６の出力はセンサアンプ１０で増
幅され、そして、センサアンプ１０の出力は補償回路１
１に入力され、例えば軸の振れ回り振動数に応じて軸受
隙間δを変化させ、強制的に減衰力を発生させるよう
に、補償回路１１で位相及び振幅が調整される。補償回
路１１より出力された動的な制御信号は、パワーアンプ
１２により電力増幅され、圧電素子５に制御電圧が印加
される。圧電素子５には、印加された制御電圧にしたが
って電歪が発生し、パッド４の摺動面４ａを半径方向に
伸縮させる。
【００１７】図３に示す本発明の第３実施例の傾斜パッ
ド軸受では、圧電素子５はキーからなる支持部３と軸受
外殻２との間に設けられているが、変位センサも、同じ
キーからなる支持部３と軸受外殻２との間に設けられて
いる。圧電素子５が半径方向に伸縮することにより、軸
１とパッド４の摺動面４ａ間の軸受間隔δを調節するこ
とにより、流体力を変化させることは第２実施例と同様
である。本実施例においては、変位センサ６は例えば圧
電型のセンサであり、支持部３に係る反力による変位を
検出して、コントローラ９にフィードバックすることに
より、前述の各実施例と同様な動的な流体力の制御を行
う。
ド軸受では、圧電素子５はキーからなる支持部３と軸受
外殻２との間に設けられているが、変位センサも、同じ
キーからなる支持部３と軸受外殻２との間に設けられて
いる。圧電素子５が半径方向に伸縮することにより、軸
１とパッド４の摺動面４ａ間の軸受間隔δを調節するこ
とにより、流体力を変化させることは第２実施例と同様
である。本実施例においては、変位センサ６は例えば圧
電型のセンサであり、支持部３に係る反力による変位を
検出して、コントローラ９にフィードバックすることに
より、前述の各実施例と同様な動的な流体力の制御を行
う。
【００１８】なお、図１乃至図３に示す各実施例におい
ては、圧電素子５は１本の支持部３のみを制御するよう
に図示されているが、その他の支持部に対しても同様に
圧電素子を備え、同様な制御を行ってもよい。このよう
に、本発明の趣旨を逸脱することなく、種々の変形実施
例が可能である。
ては、圧電素子５は１本の支持部３のみを制御するよう
に図示されているが、その他の支持部に対しても同様に
圧電素子を備え、同様な制御を行ってもよい。このよう
に、本発明の趣旨を逸脱することなく、種々の変形実施
例が可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上に説明したように本発明の能動制御
型傾斜パッド軸受によれば、圧電素子により傾斜パッド
の摺動面を能動的に制御することにより、従来の傾斜パ
ッド軸受の限界を越えた軸の制振制御が可能となり、軸
受の負荷能力が向上し、回転機械の安全性を向上させる
ことができる。
型傾斜パッド軸受によれば、圧電素子により傾斜パッド
の摺動面を能動的に制御することにより、従来の傾斜パ
ッド軸受の限界を越えた軸の制振制御が可能となり、軸
受の負荷能力が向上し、回転機械の安全性を向上させる
ことができる。
【図１】本発明の第１実施例の能動制御型傾斜パッド軸
受の説明図。
受の説明図。
【図２】本発明の第２実施例の能動制御型傾斜パッド軸
受の説明図。
受の説明図。
【図３】本発明の第３実施例の能動制御型傾斜パッド軸
受の説明図。
受の説明図。
【図４】従来の傾斜パッド軸受の説明図。
１ 回転軸 ２ 軸受外殻 ３ 支持部 ４ パッド ５ 圧電素子 ６ 変位センサ ７，８ 伸縮方向 ９ コントローラ １０ センサアンプ １１ 補償回路 １２ パワーアンプ
Claims (6)
- 【請求項１】 回転機械用のジャーナル油軸受で、複数
のパッドが円筒状の軸受外殻に、それぞれ支持部で取り
付けられており、その内の一個或いは複数のパッドの外
殻側において前記支持部の両側に円周方向に伸縮する圧
電素子を備え、該圧電素子を伸縮させることにより、前
記パッドのプリロードを制御することを特徴とする傾斜
パッド軸受。 - 【請求項２】 前記圧電素子を備えたパッドの軸からみ
て反対側の外殻に非接触式変位センサを備え、該センサ
の出力信号に基づいて前記圧電素子に前記パッドのプリ
ロードを制御する電圧を出力する補償回路とパワーアン
プから構成されるコントローラを備えたことを特徴とす
る請求項１記載の傾斜パッド軸受。 - 【請求項３】 回転機械用のジャーナル油軸受で、複数
のパッドが円筒状の軸受外殻に、それぞれ支持部で取り
付けられており、該支持部と軸受外殻の間に、半径方向
に伸縮する圧電素子を備え、該圧電素子を伸縮させるこ
とにより、回転軸とパッド間の軸受隙間の大きさを制御
することを特徴とする傾斜パッド軸受。 - 【請求項４】 変位センサを備え、その出力信号を基
に、前記圧電素子に軸受隙間制御電圧を出力する補償回
路とパワーアンプから構成されるコントローラを備えた
ことを特徴とする請求項３記載の傾斜パッド軸受。 - 【請求項５】 前記変位センサは、軸変位検出用非接触
センサであることを特徴とする請求項４記載の傾斜パッ
ド軸受。 - 【請求項６】 前記変位センサは、前記支持部そのもの
の軸受外殻に対する変位を検出するセンサであることを
特徴とする請求項４記載の傾斜パッド軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10606994A JPH07293553A (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 傾斜パッド軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10606994A JPH07293553A (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 傾斜パッド軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07293553A true JPH07293553A (ja) | 1995-11-07 |
Family
ID=14424319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10606994A Pending JPH07293553A (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 傾斜パッド軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07293553A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007263327A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Hitachi Via Mechanics Ltd | エアーベアリング機構 |
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| CN110567054A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-12-13 | 珠海格力电器股份有限公司 | 调振组件、压缩机减振结构和空调器 |
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-
1994
- 1994-04-21 JP JP10606994A patent/JPH07293553A/ja active Pending
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