JPS6091022A - 軸受メタル給油装置 - Google Patents

軸受メタル給油装置

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JPS6091022A
JPS6091022A JP19908883A JP19908883A JPS6091022A JP S6091022 A JPS6091022 A JP S6091022A JP 19908883 A JP19908883 A JP 19908883A JP 19908883 A JP19908883 A JP 19908883A JP S6091022 A JPS6091022 A JP S6091022A
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JP
Japan
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oil pump
metal
maximum
oil
bearing metal
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Pending
Application number
JP19908883A
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English (en)
Inventor
Isao Ishida
功 石田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6091022A publication Critical patent/JPS6091022A/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
    • 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
    • F16C33/1085Channels or passages to recirculate the liquid in the bearing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (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】 〔発明の利用分野〕 本発明は高圧油ポンプの運転による軸受メタルの給油装
置に関する。
〔発明の背景〕
軸受メタルの電機始動時の摩擦トルクを減少する目的で
、あるいは始動時および停止しようとする時のメタル接
触によるメタルの損傷を防ぐ目的でメタルの摺動面に高
圧油を圧入し、油膜を強制的に形成せしめる方式が採用
されている。しかして始動時には、電機の始動に先だっ
て高圧油ポンプを運転せしめ、電機の回転速度が成る速
度に到達した時点で高圧油ポンプの運転を停止せしめる
か、又は、同期機では励磁投入直後に油ポンプの運転を
停止するのが一般の方式である。
−例として竪軸用推力軸受を取上げてみる。推力軸受が
冷たい状態から温度が上昇して行く過程を考えると、油
温、摺動面に発生する損失、メタルシューの上下面の温
度差は始動後、成る時間経過後に最大となシ、この時に
メタルシューの熱的変形が最大となシ、局部的に油膜が
薄くなる。
即ち、メタルシューの上下面の間には温度差が存在する
ために、摺動面は球面に近い変形をすることになる。こ
の変形量と時間の関係を図示すると第1図に示すような
傾向にある。始動後成る時間を過ぎた時点でその変形量
は最大と力る。
この時点では、変形量が大きいために油膜は薄くなり、
摺動面の油膜の圧力が局部的に相当高くなる。これはメ
タルにとって望ましいことではない。
一方、油ポンプを連続的に運転して油膜が薄くなるのを
防止することも考えられるが、油ポンプの寿命による部
品交換周期が短かくなシ、かつ、油ポンプ運転のための
動力を浪費することになシ経済的でない。
〔発明の目的〕
本発明はこの点に鑑みなされたもので、メタルの変形量
は主に回転電機の回転速度に大きく影響し、変形量が最
大となるのは、回転速度が最大速度(正規運転時の最大
速度)に到達してから数分から数十分後であることに着
目し7、最大速度検出後タイマーでこの期間、高圧油ポ
ンプを継続して運転し、メタルの熱による変形量が大き
い時点では強制的に高圧油を挿入して油膜を形成し、メ
タルに過渡状態に生ずる油膜が局部的に薄くなる現象を
強制的に改善するようにすゐものである。即ち、従来の
ように、成る速度に到達後、或いは、励磁投入直後に油
ポンプを停止させると、ポンプ停止後油膜が薄くなって
メタルが焼損する恐れがあり、又、始動時からタイマー
により一定時間運転後ポンプを停止させる場合は、前記
電機が最高速度に到達する前にポンプが停止する恐れが
あったが、本発明ではこの電機が最高速度に到達後一定
期間ポンプを運転するので、軸受の最大変形量を確実に
経過後にポンプを停止するのである。
〔発明の実施例〕
以下、図示した実施例につき本発明の詳細な説明する。
第2図は、豆粕水車発電機の運転形態と軸受メタルの変
形量を示す説明図であシ、回転電機の回転速度Cは、T
1時間後に最高速度に達し、その後12時間後に負荷を
とpはじめT3後に最大負荷りで運転される。一方、メ
タルに加わる軸受荷重Aは回転電機の停止時には回転子
重量と同一であシ、昇速時に若干の水圧スラストが加わ
シ、更に、負荷の増加と共に水圧スラストも上昇し、最
大負荷時に最大となシ、軸受荷重Aも最大になる。
一方、軸受変形量Bは、最大変形量は最大負荷後14時
間後に現われ、その後漸減し、最高速度到達後15時間
後には、油ポンプにより強制的に高圧油を挿入しなくて
も、メタル自身の流体的潤滑作用によシ充分女油膜がえ
られる程度にメタルの変形量は減少する。
ところで、回転電機の回転速度の上昇率は、水車発電機
などは第3図(イ)の直線Cに示すように極めて短かい
時間T+ (通常1〜3分)で最高速度に達し、この時
の通常のメタルの変形量はB+の曲線となり、最大変形
量は始動後TM、 (通常1゜分程度、但し、軸受の種
類により10分〜20分程度にばらつく)後に現われる
。又、第6図に示した台金25に通油溝26を設け、こ
の合金の上面に裏金24を取付け、裏金24の上面(摺
動面)にバビットメタル23を裏張シして構成する、い
わゆる、二層式軸受メタルの場合の変形量は、第3図(
イ)のB2の曲線となシ、最大変形量は始動後TM2 
(通常5〜7分程度)時間後に現れる。
一方、サイリスタ始動装置を用いて周波数変換をしなが
ら昇速する揚水発電所用の発電々動機の電動機運転や、
直結誘導電動機により昇速するフライホイール発電機な
どでは、第3図(ロ)の直線C′に示したように昇速時
間TI′は前者に比較して極めておそく(通常5〜30
分)、通常の軸受メタルの場合最大変形量は曲線B、/
のように始動後TM+(通常TMI’ T 1’は軸受
形式により大巾に異な910〜20分程度である)時間
後に現われ、二層式軸受メタルでは1M2′後(通常T
y2’ TI’は約3〜6分後)に現われ、回転電機の
始動開始からの経過時間で比較すると第3図((イ)の
場合と大巾に異なる。即ち、メタルの最大変形量の現れ
る時間は、昇速速度および軸受メタルの形式によシ太巾
に異なるが、回転電機の最高回転速度到達後からメタル
の最大変形量が現われる時間で比較すれば、メタルの形
式および仕様が同一であればtlに等しい。
次に、軸受メタルの最小油膜厚さは、第4図に示すよう
に、高圧油ポンプによシ摺動面に強制的に高圧油が供給
されるため、回転電機の停止状態で最大となり、電機の
回転と共にメタルが変形するため、最小油膜厚さFは漸
減し、電機の最高速度後76時間後に一定となるが、ポ
ンプの運転を止めると同時に若干減少するが、この時は
摺動面はすでに安定した状態となっておシ、ポンプを停
止しても、軸受メタルの流体潤滑油膜によシ安全に運転
できる。
とζろで、油ポンプは軸受メタルからみれば回転電機始
動後出来るだけ長く運転した方がよシ安全ではあるが、
運転時間が長い程寿命による部品の交換周期が短かくな
り、又、ポンプ運転による動力を浪費することになシ、
ユーザーからの経済性からみれば、油ポンプの運転時間
は極力短かいことが望まれる。
本発明はこの点にも注目しておシ、メタルの変形量が最
大値を通過して漸減し、油ポンプによ9摺動面に強制的
に高圧油を挿入しなくても、メタル自身の流体潤滑油膜
が形成される時点からなるべく早い時点で油ポンプを停
止させ、軸受メタルの安全性を失うことなく、油ポンプ
の寿命を長びかせ、かつ、油ポンプ運転による動力の浪
費を低減させることにおる。即ち、第2図で、回転電機
が最高速度に到達(始動開始からl1lI後)してから
15時間後に油ポンプを停止するが、これを第4図で説
明すると、最小油膜厚さがはV一定となる16時間から
余裕77時間(通常1〜2分)を考慮した時間(T6+
Ty)に油ポンプを停止させる。尚、ポンプを停止する
時間T5は軸受メタルの荷重及び周速などの仕様、構造
などによシ異なシ、大略値は、二層式軸受メタルで5〜
10分、通常の小形のメタルでは10〜25分、第7図
に示す大形の変形しやすいメタルでは25〜40分程度
である。
次に、本発明の構造及び構成について詳細に説明する。
第5図は細長い扇形推力軸受メタルを具備した軸受部を
示し、1は回転子軸、2は回転子軸lに定着された回転
子で滑p金3を定着している。4は滑シ金3を支承する
複数個に分割され九幅狭の細長い扇形状をなしだ推力軸
受で、5はそのホワイトメタル、6は推力軸受4を支持
する支持梁、7は支持梁6を介して軸受の上下を調整す
る支持棒で滑油槽8の底部に定着された受台9に上下自
在に定着されている。複数個に分割されている推力軸受
4には第7図に、も示しであるように夫々軸受の半径方
向に所定間隔をへだてで二個の給油溝Sl及びS2が設
けられ、給油溝は軸受4の側壁部へ給油孔H+ 、 H
2により貫通している。
10.11は給油系統の一部をなす給油管で、一方は夫
々給油孔H1+ H2に伸縮自在接手12を介して接合
され、他方は次に述べる給油装置に連結されている。
第8図に給油系統を示す、この場合非常に多くの要素、
例えば、直接関係のない弁や計器類等を簡単のため省略
する。給油装置13は高圧油ポンプ14、逆止弁15及
び油流制御装置、即ち、油流制御弁16、流量)tt゛
17等が直列に液的に橋絡され形成されている。18は
一般に設けられている安全弁である。
又、油ポンプ14にはモーター19が直結され、モータ
ーの電源を入切するためのスイッチ20が設けられてい
る。一方、回転電機に設けられた回転速度検出器(通常
回転電機に歯形円板を直結し、該円板に対向して設けら
れた非接触形のセンサーのパルスよシ回転速度を検出す
る方式や、回転電機に小形交流発電機を直結し、この発
電機で発生する電圧の周波数で回転速度を検出する方式
が多用されている)22に内蔵した最高回転速度で動作
する接点の動作によりタイマー21を動作し、タイマー
の設定値(Ts分)によシ、タイマー動作後TS分後に
スイッチ20を切シ、モーター19および油ポンプ14
を停止する。
なお、図中Eはポンプ吐出圧力、21はタイマーである
〔発明の効果〕
本発明によれば、回転電機が最高速度に到達した事を検
出した後、TS分後に油ポンプを停止するので、軸受メ
タルの変形は減少しておシ、軸受メタル自身の流体潤滑
油膜によシ摺動面には充分な油膜が形成され回転電機を
安全に運転でき、更に、油ポンプの運転時間を短縮でき
るので、油ポンプの寿命を増大せしめかつ油ポンプ運転
に要する動力を節約できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図及び第3図は軸受メタルの変形と時間の
関係を示す図、第4図は軸受メタルの最小油膜厚さと時
間の関係を示す図、第5図は推力軸受装置の部分断面図
、第7図は通常の軸受メタルの斜視図、第6図は二層式
軸受メタルの斜視図、第8図は本発明の軸受メタルの高
圧油ポンプ給油装置の系統図である。 14・・・高圧油ポンプ、21・・・タイマー、22・
・・回転速度検出器、20・・・スイッチ、4・・・軸
受メタル、茅10 第Z目 第30 ロー間丁 第40 事5目 茅乙幻 竿50

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、回転電機の運転に先立ち高圧油ポンプを運転し、か
    つ、前記回転電機の運転開始後一定時間、高圧油ポンプ
    の運転を継続せしめる装置において、前記回転電機に回
    転速度検出手段を取付け、この検出手段により最高速度
    を検出後タイマーを介して前記高圧油ポンプモーターの
    スイッチに接続してこのスイッチを動作させるようにし
    、かつ回転速度が最高回転速度に到達してから一定の時
    間の間に前記タイマーが動作して前記高圧油ポンプのモ
    ーターの回路を切る手段を設けた事を特徴とする軸受メ
    タル給油装置。
JP19908883A 1983-10-26 1983-10-26 軸受メタル給油装置 Pending JPS6091022A (ja)

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JPS6091022A true JPS6091022A (ja) 1985-05-22

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ID=16401900

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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2381101A1 (en) * 2010-02-19 2011-10-26 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method of starting rotational machine and method of starting wind power generation apparatus

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