JPS61184217A - Rotary machine with movable thrust bearing - Google Patents
Rotary machine with movable thrust bearingInfo
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- JPS61184217A JPS61184217A JP2431485A JP2431485A JPS61184217A JP S61184217 A JPS61184217 A JP S61184217A JP 2431485 A JP2431485 A JP 2431485A JP 2431485 A JP2431485 A JP 2431485A JP S61184217 A JPS61184217 A JP S61184217A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
- F16C27/02—Sliding-contact bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、可動スラスト軸受を備えた回転機械に係り、
特に送風機や圧縮機など、高次の危険速度を越えて運転
されるものの振動特性調整に好適な、可動スラスト軸受
を備えた回転機械に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a rotating machine equipped with a movable thrust bearing,
In particular, the present invention relates to a rotating machine equipped with a movable thrust bearing, which is suitable for adjusting the vibration characteristics of devices such as blowers and compressors that are operated above high-order critical speeds.
一般に、送風機や圧縮機など、高次の危険速度を越えて
運転される回転機械においては、起動時に危険速度を越
える際、過渡的に大きな振動をともない、羽根車とケー
シングが接触をおこす場合がある。特に羽根車がオーバ
ーハング形式の高速回転機械では、この影響が著しいた
め、過渡的な振幅を小さくおさえる必要があり、軸受特
性を変える手段が望まれる。In general, in rotating machines such as blowers and compressors that are operated above a high-order critical speed, when the critical speed is exceeded at startup, there is a possibility that the impeller and casing may come into contact with each other due to large transient vibrations. be. In particular, in high-speed rotating machines with overhung impellers, this effect is significant, so it is necessary to keep the transient amplitude small, and a means to change the bearing characteristics is desired.
軸受の特性を変える方法とじては、軸受のバネ定数を変
えることをねらいとして軸受パッドの予荷重を変える方
法がある。例えば、特開昭57− ”29811
号公報記載の[テイルテイングパッド形軸受の予荷重軽
減装置」があるが、これはテイルテイングパツド形のジ
ャーナル軸受には適用できるが、スリーブ形の軸受には
適用できないものである。One way to change the characteristics of a bearing is to change the preload of the bearing pad with the aim of changing the spring constant of the bearing. For example, JP-A-57-”29811
There is a ``preload reduction device for tailing pad type bearings'' described in the publication, but this can be applied to tailing pad type journal bearings, but cannot be applied to sleeve type bearings.
また特開昭57−1822号公報記載の「減衰軸受」は
、軸受の外周面をテーパー面に形成し、このテーパー面
に対向するテーパー面を有する軸受支持体を、軸受とハ
ウジングとの間に設け、軸受支持体の軸方向移動により
、テーパー面間の流体膜ダンパの膜隙間を可変にしたも
のである。これにより、軸受背面側のギャップを調整す
るものであるが、軸受ギャップそのものの調整について
は配慮されていなかった。Furthermore, the "damping bearing" described in JP-A-57-1822 has an outer circumferential surface of the bearing formed into a tapered surface, and a bearing support body having a tapered surface opposite to the tapered surface is placed between the bearing and the housing. The membrane gap of the fluid film damper between the tapered surfaces is made variable by moving the bearing support body in the axial direction. This adjusts the gap on the back side of the bearing, but no consideration was given to adjusting the bearing gap itself.
本発明は、上述の従来技術の問題点に鑑みなされたもの
で、軸受ギヤツブ登任意に調整して軸受特性を変えるこ
とができ、特に、高速回転機械では、起動時に軸受ギャ
ップを大きくして、危険速度を越える際の過渡振動値を
小さくすることにより1羽根車とケーシングとの接触を
防止することの可能な、可動スラスト軸受を備えた回転
機械の提供を、その目的としている。The present invention was made in view of the problems of the prior art described above, and allows the bearing characteristics to be changed by arbitrarily adjusting the bearing gear pitch. In particular, in high-speed rotating machines, the bearing gap is increased at startup, The object of the present invention is to provide a rotating machine equipped with a movable thrust bearing that can prevent contact between an impeller and a casing by reducing the transient vibration value when exceeding a critical speed.
本発明に係る可動スラスト軸受を備えた回転機械の構成
は、回転体を支持する軸受体のスリーブ軸受面と支持さ
れる回転軸外周面とを、それぞれテーパー−面に形成す
るとともに、前記軸受体の側面に、前記回転体のスラス
トカラー部に当接すべきスラストパッドと、このスラス
トパッドを軸方向に移動させる手段とからなる可動スラ
スト軸受を具備せしめ、前記スラストパッドの軸方向移
動にともない、前記スリーブ軸受面と前記回転軸外周面
とのテーパー−面間の間隙を調整しうるようにしたもの
である。The configuration of a rotating machine equipped with a movable thrust bearing according to the present invention is such that the sleeve bearing surface of the bearing body that supports the rotating body and the outer peripheral surface of the supported rotating shaft are each formed into a tapered surface, and the bearing body A movable thrust bearing is provided on a side surface of the rotating body, the movable thrust bearing consisting of a thrust pad to be brought into contact with the thrust collar portion of the rotating body and a means for moving the thrust pad in the axial direction, and as the thrust pad moves in the axial direction, The gap between the tapered surfaces of the sleeve bearing surface and the outer circumferential surface of the rotating shaft can be adjusted.
なお、本発明を開発した考え方を第3図を参照させて付
記すると、次のとおりである。The concept behind the development of the present invention is as follows with reference to FIG.
ここに第3図は、軸回転数と危険速度および振巾との関
係を示す特性線図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the shaft rotation speed, critical speed, and amplitude.
オーバーハング形の高速回転体の起動時の特性について
、第3図(a)には、軸回転数N(横軸)に対する危険
速度の固有値N6.(縦軸)を示し、(a)に示す固有
値に対応した起動時の振動特性に係る振巾を第3図(b
)に示している。Regarding the startup characteristics of an overhung type high-speed rotating body, FIG. 3(a) shows the eigenvalue N6. of critical speed with respect to shaft rotation speed N (horizontal axis). (vertical axis), and the amplitude related to the vibration characteristics at startup corresponding to the eigenvalues shown in (a) is shown in Figure 3 (b).
).
なお、第3図(a)に黒い丸印で打点したものは危険速
度の固有値N。10.N。、2.N。、3.N。、4で
、白い丸印で打点したものは定格運転回転数N、、を示
す。In addition, the black circle dotted in Fig. 3(a) is the eigenvalue N of the critical speed. 10. N. , 2. N. , 3. N. , 4, the dotted white circle indicates the rated operating speed N, .
起動時の危険速度を越えるときには、大きな振巾となる
が、軸受ギャップが起動時においては、大きい方がこの
過渡的な振巾の大きさは低減する。When the critical speed at startup is exceeded, the amplitude becomes large, but when the bearing gap is larger at the time of startup, the magnitude of this transient amplitude is reduced.
また、起動時には、熱的にも過渡的に軸受ギャップは小
さくなりがちであるから、軸受ギャップは起動時におい
ては、大きくしておくのが好ましし蔦。Furthermore, at startup, the bearing gap tends to become small temporarily due to thermal reasons, so it is preferable to keep the bearing gap large at startup.
軸受のギャップを可変とする方法として、軸および軸受
をテーパー状にしておくことが考えられる。テーパーを
、例えば1150としておくと、回転軸を軸受に対し、
5Io111移動させると5×1750 =0.1 m
mのギャップを変化させることができる。このことは、
軸径をφ100とすると、通常0.15mmのギャップ
の軸受を0 、25mn+に大きくできることを意味し
ている。One possible way to make the bearing gap variable is to make the shaft and bearing tapered. For example, if the taper is set to 1150, the rotating shaft will be connected to the bearing,
If you move 5Io111, 5 x 1750 = 0.1 m
The gap of m can be varied. This means that
If the shaft diameter is φ100, this means that a bearing with a gap of normally 0.15 mm can be increased to 0.25 mm+.
回転軸を軸受に対して移動させる方法として、本発明で
はスラスト軸受を移動させることを考えたものである。As a method for moving the rotating shaft relative to the bearing, the present invention considers moving the thrust bearing.
以下、本発明の一実施例を第1図および第2図を参照し
て説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
ここに第1図は、本発明の一実施例に係る単段遠心圧縮
機の平面断面図、第2図は、第1図の軸受部の詳細断面
図である。Here, FIG. 1 is a plan sectional view of a single-stage centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed sectional view of the bearing portion of FIG. 1.
第1図において、1はケーシング、2はギヤケーシング
、3は羽根車、4はピニオン軸、5はプルギヤ、6およ
び7は、軸封手段に係るラビリンス、8は軸受、9は、
可動スラスト軸受10を具備した軸受体である。In FIG. 1, 1 is a casing, 2 is a gear casing, 3 is an impeller, 4 is a pinion shaft, 5 is a pull gear, 6 and 7 are labyrinths related to shaft sealing means, 8 is a bearing, and 9 is:
This is a bearing body equipped with a movable thrust bearing 10.
第1図に示す圧縮機は、ギヤ増速形の単段遠心圧縮機で
、ピニオン軸4の軸端に羽根車3を取付けたオーバーハ
ング形の回転機械である。ピニオン軸4は、プルギヤ5
によって駆動され、軸受8、軸受体9によって支持され
、羽根車3の回転によって流体を圧縮するものである。The compressor shown in FIG. 1 is a gear speed increasing type single stage centrifugal compressor, and is an overhang type rotating machine in which an impeller 3 is attached to the end of a pinion shaft 4. The pinion shaft 4 is connected to the pull gear 5
It is driven by a bearing 8 and a bearing body 9, and compresses fluid by rotating the impeller 3.
軸受体9のスリーブ軸受面9aと、支持される相手ピニ
オン軸4の外周面4aとは、それぞれテーパー面に形成
されている。The sleeve bearing surface 9a of the bearing body 9 and the outer peripheral surface 4a of the supported mating pinion shaft 4 are each formed into a tapered surface.
軸受体9の詳細を第2図を参照して説明する。Details of the bearing body 9 will be explained with reference to FIG. 2.
第2図において、9−1は軸受ハウジング、9−2はス
リーブ軸受で、スリーブ軸受面9aはテーパー面に形成
されている。In FIG. 2, 9-1 is a bearing housing, 9-2 is a sleeve bearing, and the sleeve bearing surface 9a is formed into a tapered surface.
可動スラスト軸受1−0は、スラストパッド方式で、ス
ラストパッド1つ1つに油圧用のピストンを設け、油圧
によりスラスト受圧面を任意に調整できるように次のよ
うに構成されている。The movable thrust bearing 1-0 is of the thrust pad type, and each thrust pad is provided with a hydraulic piston, and is configured as follows so that the thrust pressure receiving surface can be arbitrarily adjusted by hydraulic pressure.
11は、ピニオン軸4のスラストカラー部4bに当接す
べきスラストパッド、12は、スラストパッド11と一
体のロッド、13は、ロッド12に固着されたピストン
、14.15に密封手段に係るOリング、16は、軸受
ハウジング9−1内に形成された油圧室で、この油圧室
16内を摺動するピストン13によって、16a、16
bの2室に仕切られる。Reference numeral 11 denotes a thrust pad to be in contact with the thrust collar portion 4b of the pinion shaft 4, 12 a rod integral with the thrust pad 11, 13 a piston fixed to the rod 12, and 14.15 an O related to a sealing means. The ring 16 is a hydraulic chamber formed in the bearing housing 9-1.
It is divided into two rooms, b.
17は、油圧室16a側に導通さ九る油圧配管、18は
、油圧室16b側に導通される油圧配管で、図示しない
油圧供給源に接続されている。Reference numeral 17 denotes a hydraulic pipe connected to the hydraulic chamber 16a side, and 18 denotes a hydraulic pipe connected to the hydraulic chamber 16b side, which is connected to a hydraulic pressure supply source (not shown).
次に、このような軸受装置の動作を説明する。
3起動時には、第3図で説明したように危険速度N2
,1〜N。、3を越えるときに大きな振巾を生じるが、
このとき、可動スラスト軸受10のスラストパッド11
を軸方向に移動させる。Next, the operation of such a bearing device will be explained.
3. At the time of startup, the critical speed N2 is reached as explained in Figure 3.
,1~N. , a large amplitude occurs when exceeding 3, but
At this time, the thrust pad 11 of the movable thrust bearing 10
move in the axial direction.
詳しくは、油圧配管18から油圧室16bに圧油を供給
し、油圧室16aの油を油圧配管17へ逃がすことによ
ってピストン13を右側へ摺動させ、スラストパッド1
」は、ピニオン軸4のスラストカラー部4bを押すこと
により、ピニオン軸4が、第2図の一点鎖線から実線ま
でALだけ右側へ軸方向に移動する。これにともない、
スリーブ軸受面9aとピストン軸4の外周面4aのチー
パー面の間隙、すなわち軸受ギャップはaからbに拡大
する。Specifically, by supplying pressure oil from the hydraulic pipe 18 to the hydraulic chamber 16b and releasing the oil in the hydraulic chamber 16a to the hydraulic pipe 17, the piston 13 is slid to the right, and the thrust pad 1
'', by pushing the thrust collar portion 4b of the pinion shaft 4, the pinion shaft 4 moves axially to the right by AL from the dashed line to the solid line in FIG. Along with this,
The gap between the sleeve bearing surface 9a and the tapered surface of the outer circumferential surface 4a of the piston shaft 4, that is, the bearing gap increases from a to b.
このようにして、軸受ギャップを調整することにより起
動時の振巾を小さくおさえることができ、第1図に示す
羽根車3とケーシング1が接触することなく起動するこ
とができる。In this way, by adjusting the bearing gap, the amplitude at startup can be kept small, and startup can be performed without the impeller 3 and casing 1 shown in FIG. 1 coming into contact with each other.
起動完了後は、油圧配管17から油圧室1.6 aに圧
油を供給し、油圧室16bの油を油圧配管18へ逃がす
ことによりピストン13を左側へ摺動させ、スラストパ
ッド11をALだけ戻すことにより所定のギャップaで
運転が可能である。After completion of startup, pressure oil is supplied from the hydraulic pipe 17 to the hydraulic chamber 1.6a, and the oil in the hydraulic chamber 16b is released to the hydraulic pipe 18, thereby sliding the piston 13 to the left and moving the thrust pad 11 only by AL. By returning it, operation can be performed with a predetermined gap a.
本実施例によれば、軸受ギャップを任意に調整できるの
で、軸受特性を変えることができ、振動特性を調整でき
る効果がある。特に、本実施例のように高速回転体で、
高次の危険速度を越えて運転される遠心圧縮機等におい
ては、起動時にギャップを大きくして、危険速度を越え
る際の過渡振動値を小さくすることにより、羽根車とケ
ーシングとの接触を防止することができる。According to this embodiment, since the bearing gap can be arbitrarily adjusted, the bearing characteristics can be changed and the vibration characteristics can be adjusted. In particular, in a high-speed rotating body like this example,
In centrifugal compressors, etc. that are operated above high-order critical speeds, contact between the impeller and the casing is prevented by increasing the gap at startup and reducing the transient vibration value when the critical speed is exceeded. can do.
また、定格運転に達してからは、軸受ギャップを小さく
して安定に運転できるように調整が可能となる。Furthermore, after the rated operation is reached, it is possible to make adjustments to reduce the bearing gap to ensure stable operation.
なお、上述の実施例では、単段遠心圧縮機の軸受装置の
例を説明したが、本発明の適用対象は、単段遠心圧縮機
に限るものではなく、オーバーハング形式の遠心送風機
をはじめ、同様の効果が期待される高速回転機械に広く
適用できるものである。In the above-mentioned embodiment, an example of a bearing device for a single-stage centrifugal compressor was explained, but the present invention is not limited to a single-stage centrifugal compressor, but can also be applied to an overhung type centrifugal blower, etc. It can be widely applied to high-speed rotating machinery where similar effects are expected.
また、可動スラスト軸受の構造、特にスラストパッドを
軸方向に移動させる手段は、第2図に示す形状、構造に
限るものでなく、同様の効果が期待される範囲で他の形
状、構造の採用を妨げないことは言うまでもない。Furthermore, the structure of the movable thrust bearing, especially the means for moving the thrust pad in the axial direction, is not limited to the shape and structure shown in Figure 2, but other shapes and structures may be adopted as long as the same effect is expected. Needless to say, it does not interfere with
以上述べたように、本発明によれば、軸受ギャップを任
意に調整して軸受特性を変えることができ、特に、高速
回転機械では、起動時に軸受ギャップを大きくして、危
険速度を越える際の過渡振動値を小さくすることにより
、羽根車とケーシングとの接触を防止することの可能な
、可動スラスト軸受を備えた回転機械を提供することが
できる。As described above, according to the present invention, the bearing characteristics can be changed by arbitrarily adjusting the bearing gap. In particular, in high-speed rotating machines, the bearing gap is increased at the time of startup, and the bearing gap is increased when the critical speed is exceeded. By reducing the transient vibration value, it is possible to provide a rotating machine equipped with a movable thrust bearing that can prevent contact between the impeller and the casing.
第1図は、本発明の一実施例に係る単段遠心圧縮機の平
面断面図、第2図は、第1図の軸受部の詳細断面図、第
3図は、軸回転数と危険速度および振巾との関係を示す
特性線図である。
1・・・ケーシング、3・・・羽根車、4・・・ピニオ
ン軸、4a・・・外周面、4b・・・スラストカラー部
、9・・・軸受体、9−1・・・軸受ハウジング、9−
2・・・スリーブ軸受、9a・・・スリーブ軸受面、1
0・・・可動スラスト軸受、11・・・スラストパッド
、13・・・ピストン、16・・・油圧室、17.18
・・・油圧配管。Fig. 1 is a plan sectional view of a single-stage centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a detailed sectional view of the bearing portion of Fig. 1, and Fig. 3 is a graph showing shaft rotation speed and critical speed. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Casing, 3... Impeller, 4... Pinion shaft, 4a... Outer peripheral surface, 4b... Thrust collar part, 9... Bearing body, 9-1... Bearing housing , 9-
2...Sleeve bearing, 9a...Sleeve bearing surface, 1
0... Movable thrust bearing, 11... Thrust pad, 13... Piston, 16... Hydraulic chamber, 17.18
...Hydraulic piping.
Claims (1)
れる回転軸外周面とを、それぞれテーパー面に形成する
とともに、前記軸受体の側面に、前記回転体のスラスト
カラー部に当接すべきスラストパッドと、このスラスト
パッドを軸方向に移動させる手段とからなる可動スラス
ト軸受を具備せしめ、前記スラストパッドの軸方向移動
にともない、前記スリーブ軸受面と前記回転軸外周面と
のテーパー面間の間隙を調整しうるように構成したこと
を特徴とする可動スラスト軸受を備えた回転機械。 2、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、可動ス
ラスト軸受のスラストパッドを移動させる手段は、軸受
体の軸受ハウジング内に形成した油圧室と、この油圧室
内を摺動してスラストパッドを軸方向に移動させるピス
トンと、その油圧室に圧油を供給する油圧配管とから構
成されたものである可動スラスト軸受を備えた回転機械
。[Claims] 1. The sleeve bearing surface of the bearing body that supports the rotating body and the outer circumferential surface of the supported rotating shaft are each formed into a tapered surface, and the side surface of the bearing body is provided with the thrust surface of the rotating body. A movable thrust bearing is provided, which includes a thrust pad to be brought into contact with the collar portion, and a means for moving the thrust pad in the axial direction, and as the thrust pad moves in the axial direction, the sleeve bearing surface and the outer periphery of the rotating shaft are moved. A rotating machine equipped with a movable thrust bearing, characterized in that the gap between the tapered surface and the tapered surface can be adjusted. 2. In the device described in claim 1, the means for moving the thrust pad of the movable thrust bearing includes a hydraulic chamber formed in the bearing housing of the bearing body, and a means for moving the thrust pad by sliding within this hydraulic chamber. A rotating machine equipped with a movable thrust bearing, which consists of a piston that moves in the axial direction and hydraulic piping that supplies pressure oil to its hydraulic chamber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2431485A JPS61184217A (en) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | Rotary machine with movable thrust bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2431485A JPS61184217A (en) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | Rotary machine with movable thrust bearing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61184217A true JPS61184217A (en) | 1986-08-16 |
Family
ID=12134720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2431485A Pending JPS61184217A (en) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | Rotary machine with movable thrust bearing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61184217A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01131065A (en) * | 1987-11-14 | 1989-05-23 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Boron nitride compact calcined under ordinary pressure |
CN102937146A (en) * | 2012-11-16 | 2013-02-20 | 中国舰船研究设计中心 | Hydraulic integrated vibration reduction and absorption thrust bearing |
-
1985
- 1985-02-13 JP JP2431485A patent/JPS61184217A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01131065A (en) * | 1987-11-14 | 1989-05-23 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Boron nitride compact calcined under ordinary pressure |
CN102937146A (en) * | 2012-11-16 | 2013-02-20 | 中国舰船研究设计中心 | Hydraulic integrated vibration reduction and absorption thrust bearing |
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