JPS5888224A - 軸受油膜圧力調節装置 - Google Patents

軸受油膜圧力調節装置

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JPS5888224A
JPS5888224A JP18445881A JP18445881A JPS5888224A JP S5888224 A JPS5888224 A JP S5888224A JP 18445881 A JP18445881 A JP 18445881A JP 18445881 A JP18445881 A JP 18445881A JP S5888224 A JPS5888224 A JP S5888224A
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JP
Japan
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bearing
oil
oil film
center groove
film pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP18445881A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuro Momoeda
桃枝 克郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP18445881A priority Critical patent/JPS5888224A/ja
Publication of JPS5888224A publication Critical patent/JPS5888224A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

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】 本発明は大盤回転電機の楕円軸受等に用いられる軸受油
膜圧力調節装置I−関する。
回転電機が大型化し、軸受荷重が大きくなると。
軽荷重の小型機で使われているころがり軸受けもはや使
用できず、平軸受、あるいは滑り軸受が使用されるのが
一般的である。楕円軸受はそのような軸受の一種であり
、軸受内径をその軸受が支承する同転軸の直径よりも僅
かに大きな径とし、かつ、潤滑油膜の形成を容易にする
ために、その中心を回転軸中心からずらして形成するの
が普通である。本発明では楕円軸受の原理そのものは重
要ではなく、また周知技術であるので゛、これ以上の詳
細説明は省略し、その一般的な構造1ユついて第1図、
および第2図により説明する。
第1図、および第2図Cおいて、回転軸1は組立が容易
なようC二、上下中2分割構造からなる“軸受本体21
L、およ、び2bで支承され、軸受荷重はその外周−二
おいて、同じく上下半2分割構造からなる軸受外輪3a
1および3bへ、第2図C示す如く、球面座4を介して
伝えられる。従って1回転軸1が運転中C二傾いても、
軸受本体2aおよび2bはそれに追従して動くことがで
き、軸受機能が損われるのを防止する構造となっている
。第1図6−示すようI:、軸受外輪3a、およびab
tL上下中締付けボルト6で一体書−結合され、軸受本
体2&、および2bを支持する。また、軸受外輪3bの
外周C;は調整板8が設けられており、軸受けこれを介
して回転電機(図示せず)の所要の位置C二据付けられ
、軸受外輪3aの支持ボルト7で固定される。
軸受本体2a、および2bの内局面は、通常第2図に示
すようにアリ纒を加工し、これI:ホワイトメタル5を
内張すして潤滑面を形成している。潤滑油は軸受外部よ
り、第1図5−おける給油口9から軸受内部の給油溝1
0 に供給され、回転軸10回転に乗って軸受本体2a
@の隙間を通って流れ、この間に回転軸1を冷却する。
給油溝10 C相対する位置に設けられた排油溝111
:到達した潤滑油の一部は排油口12から軸受外部へ排
出されるが、残りの一部はさらに回転軸10回転と共1
:軸軸受体2b側の隙間を流れ、この際C=潤滑油の粘
性に起因するくさび効果I:よって油膜圧力を発生し、
軸受荷重を支えること覆:なる。
こむで、第3図−二典型的な楕円軸受I:おける周方向
の油膜圧力分布を示しておく。即ち、回転軸10回転C
:より、軸受本体2bとの間の一関に押し込められた潤
滑油は、1イ′の部分で油のくさびを形成し、油層圧力
°口1を発生し軸受荷重“ノ・′を支える。
ところで、軸受が大型化すると、一般的艦;は潤滑面が
広くなるため、軸受平均面圧としては小さくなることが
多く、このような場合6二は回転軸1の浮上り量が大き
くなる結果、軸受荷重と前記油膜圧力とのバランスが崩
れ易くなって、軸受特性6二基づく自動振動の1梅であ
る不安定振動を呈し易くなることが知られている。この
ような欠点C二対処するため≦二考えられたのが中央溝
付楕円軸受であり、この原理を第4図を参照して説明す
るO第4図は第3図の局方向の油膜圧力分布を軸方向に
見たもので、あって、例えばN−IV線に沿う1!h面
と考えれば良い0中央溝の無い通常の楕円軸受の潤滑面
をaとすると、それに対応する軸方向油膜圧力分布はa
′で表わされる0今、軸受本体2bに中央溝13を加工
し、その深さを順次b+o+dと深くしていくと、それ
C二対応する油膜圧力分布はb′、C′と序々I:その
頂部の凹みが大きくなり、ついC;はa′の如く、完全
6二2つの山(:別れてしまう。jlIA図では溝深さ
を変えたが、溝幅な拡げていっても同じような結果を得
ることになるOこれFi、第3図においてくさび効果を
発揮する潤滑油1イ1の一部が第4図の中央溝13を通
って逃けてし)〈九めに生じる現象であり、中央溝13
が大き社れば大きいはど逃ける油量も増加し、結果とし
て発生する油膜圧力が小さくなる0今、中央溝13の無
い通常の楕円軸受を使用している回転機械が運転中に不
安定振動を発生したとすると、その下半側の軸受C中央
溝13を追加加工すれば、上記の理由からその振動を抑
えるこくができることl:なる。
これは既設二ニツ)l二対する保守技術として時として
使用されている方法であるが、最近の大型軸受では、設
計段階で不安定振動発生領域鑑:めることが予測される
場合(二は、最初から中央溝13を加工しておくことが
多い。この場合、このような方法の欠点は中央溝13の
大きさを決めるのが難かしいことである0設計計算1−
より蝦適な大きさ、即ち、#lI幅、および溝深さを定
めることは可能であるが、計算誤差はともかく、回転機
械の実際の特性は大ll1Wkl二なればなるほど計算
通り署=はならないのが晋過である。従って、従来技術
1′−よれば、少し小さめの中央1p113を形成して
試運転を行なし為、結果を見ながら中央溝13の追加加
工を行なし1、徐々に最適値じ近づけるという方法をと
らざるを得なかった。このようなやり方では、最終的な
11(二到達するまでの工数は多大なものであり、しか
も得られる結果は必すしも最適値でおると1/)う保証
は無く、その前、おるいは後1−ある可能性の方カニ大
きい0 本発明は上記のような点じ鑑みなされたもので、中央溝
は最初の形状g二固定したまま油膜反力の大きさ即ち、
軸受特性を可変とすることを可能Iニジた軸受油膜圧力
調節装置を提供することを目的とする。
第5図は本発明の基本原理を示す図であり、中央溝と軸
受外部の油回収管19とを逃し流路20+−よって連通
させている。この油回収管19の経路稟−ハ流量調節手
段、例えば調節弁21を設けている0本実施例では流量
調節手段として調節弁21を示したが、オリフィス、コ
ック、ニードル弁その他、必1H二応じて任意の温式を
採用できる。この構成I:おいて調節弁21が全閉でめ
れば、従来技術C;よる中央溝付き軸受となるが、調節
弁21を徐々に開けると中央溝13を流れる潤滑油の一
部が調節弁21から軸受外部へ流出するため、中央溝1
3を深くしたのと同じ効果を得ることができる0即ち、
中央溝13としては、必要最少限の大きさとしておけば
、実運用1:おいて調節弁21の開度な変えるだけで馬
41Oα:示したような油膜圧力分布を無段階(;変化
させることができる。これは従来技術C:おする機械加
工と異なり、もとの値にもどすことも可能であるから、
最適外軸受特性6;なるようI:調整すること屯容易と
なる0溝深さ、即ち、油膜がし量が調節弁21を全開し
ても不足と判断される場合には。
第5図(:示される構成を第3図の周方向圧力分布の圧
力大の領域I:複数個設置すれば良い0逆C。
最初から複数個般社ておくなら、中央溝13をさらC;
小さくできる上In、調整幅を大きくすることが可能と
なる。
一方、#!5図の基本構成を利用すれば、軸受保111
装置を構成させることもできる。例えは、第6図に示す
ようI:、第3図における周方向油膜圧力分布の最大値
よりも回転軸lの回転方向に関して上流伺の充分に圧力
が低い部分1n、第5図Cおける逃し流路20にかえて
供給流路22を、また、調節弁21のかわり1−流入量
を調節する調節弁おをそれぞれ設ゆ、連絡管為な介して
軸受給油ヘッダ25吟の潤滑油供給源につなけば良い。
この際、潤滑油供給圧力が軸受内の油膜圧力よりもわず
かに高い値となるようC二調節弁nで調整しておけば、
供給流路22から中央溝131:温度の低い潤滑油を常
時供給することが可能となる。この油の流れは回転軸1
の回転と共I:下流側に移動し、軸受本体かを直接的嘱
ユ冷却することI:なる。
第7図は第5図C示した軸受安定化のための装置と第6
図感=示した軸受冷却のための装置とを併設した実施例
である。このような構成によれば、中央溝13からの流
出油量を2個の調節弁21で最適値に調整することC二
より軸受特性の安定化をはかると共1;、軸受給油ヘッ
ダ5の低温油を調節弁nC二より適量−二調整して中央
溝13に供給して軸受メタルを冷却するという2つの目
的を同時に達成できる。さらに、第7図の栴X cよれ
ば、調節弁21゜および田をしゃ断弁に置き換え、回転
電機の運転中1=おいては弁21を全開、弁%を全閉と
し、軸受安定化のみを行ない、停止に際しては弁21を
全閉、弁ムを全開として、回転降下に伴なう油膜の減少
を弁四からの給油で補なうという使い方もできる。
この場合の潤滑油供給源は必らずしも通常の軸受給油ヘ
ッダ四である必要はなく、例えば、潤滑油危急用ヘッド
タンク(図示せず)あるいはDO駆動油ポンプ等とし、
通常の給油ラインのトリップ事故、あるいはムC電源喪
失等の場合のバックアップとしての非常用給油ラインと
して使用することも可能である0この場合、軸受保@書
二必要な最少限の油量を確保すれは良いので、第1図の
通常の給油口9を使う場合よりも少ない油量で良く、非
常用給油ラインの容量を小さくでき、同一容量の場合に
は長時間の使用が可能になるという2次的な効果を得る
こともできる。一般的に、大型軸受の安定化のためC;
は、偏心率を大きくすることが必要であり、本発明で取
り上げた中央溝13の加工もそのための一手段である。
この場合感二本発明を適用すれば、中央111113に
修正加工を施こすまでもなく自由に軸受特性を変えるこ
とができ、容易1=j1遍状llAg:t14!lテ*
ルo コt−Lid、中央111B13ノ追、線加工を
はじめ、そのための回転機械の運転停止、分解、再組立
等に要していた工区を全て削除できるという副次的効果
を伴なっている。
このようCニジて偏心率を大きくすることは、言い換え
ると軸受油膜を薄くすることであり、油膜形成のための
油量を減少させる結果、軸受メタル温度は上昇する傾向
となる。本発明の第6図以下の実施例I:よれば、この
ような場合に対処するための冷却用潤滑油を効果的に供
給することが可能であり、軸受の安全性を確保できるの
みならず、温度低下薯ユよや運転可能範囲を大幅6−拡
げることも可能となる。
さらに、本発明の一部である流量調節手段に、回転機械
の運転条件Cあわせた全開全閉動作、あるいは調整動作
を行なわせるように組みあわせれば、いろいろな応用例
を得ることができる。$1=。
非常用給油ツインとして使用する場合C:は、軸受の安
全性のみならず、回転機械そのものの安全性I:も寄与
し、ユニットと−しての信、軸性な向上させること極め
て大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術g二よる楕円軸受の正面図、第2図は
第1図のI−n線に沿う断面図、第3図は周方向油膜圧
力分布図、第4図は中央溝付楕円軸受の軸方向油膜圧力
分布図%@5図は本発明の一実施例を構成図、第6図お
よび第7図はそれぞれ異なる本発明の他の実施例を示す
構成図である02a、 2b ・・・軸受本体  13
 ・・・中央溝19−・・油回収管    加・・・逃
し流・路21.23−・・調節弁   22・・・供給
流路冴・・・連絡管     5・・・ヘッダ第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 (

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  軸受本体と、この軸受本体内Cニアって軸受
    本体外と内周面C二形成された中央溝とを互に連通する
    逃し流路と、前記逃し流路に連設され、その経路内′−
    二調節弁を有する油回収管とを備えてなる軸受油膜圧力
    調節lk置。 (―)軸受本体と、この軸受本体内8二あって軸受本体
    外と内周面C二形成された中央溝とを互に連通する逃し
    流路、および供給流路と、前記逃し流路。 および供給流路C二連設され、その経路内t:1iis
    弁を有する油回収管、および連絡管とを備えてなる軸受
    油膜圧力調節装置。
JP18445881A 1981-11-19 1981-11-19 軸受油膜圧力調節装置 Pending JPS5888224A (ja)

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