KR100427445B1 - 자기 정렬 트러스트 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 자기 정렬 트러스트베어링을 사용하게 되면, 축에서 미스얼라인이 발생하더라도 트러스베어링에 접촉되는 트러스트런너에서 가하여지는 하중을 골고루 분산하기 위하여서 트러스트베어링에 탄성패드를 대고서 그 외측으로 트러스트커버를 접촉하여서 트러스트패드 사이에 형성된 다수의 볼트끼움공에 각도조절볼트를 체결하여서 트러스트커버의 각도를 하중 방향에 따라 스스로 조절하므로 트러스트런너에서 가하여지는 하중을 골고루 분산하여서 진동을 효율적으로 흡수하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다. 또한, 상기 트러스트패드가 소착되는 경우가 발생하더라도 상기 각도조절볼트를 분해하여서 트러스트커버를 새로운 것으로 교환하여서 트러스트베어링에 조립하면 되므로 교체작업이 용이하고, 트러스트베어링 자체를 재활용할 수 있으므로 유지비용이 절감되어지는 장점을 지닌다.

Description

자기 정렬 트러스트 베어링 { Self Aligned Thrust Bearing }

본 발명은 트러스트 베어링(Thrust Bearing)에 관한 것으로, 특히, 트러스트베어링에 탄성패드를 대고서 그 외측으로 트러스트커버를 접촉하여서 트러스트패드 사이에 형성된 다수의 볼트끼움공에 조절볼트를 체결하여서 트러스트커버의 각도를 조절하므로 트러스트런너에서 가하여지는 하중을 골고루 분산하여서 진동을 효율적으로 흡수하도록 하는 자기 정렬 트러스트베어링에 관한 것이다.

일반적으로, 트러스트베어링(Thrust Bearing)은, 축방향에 가하여지는 하중을 지지하여 주는 베어링으로서, 트러스트베어링의 트러스트면에 트러스트축에 지지된 트러스틀런너를 접촉하여서 트러스트패드의 테이퍼홈에 오일을 윤활시켜 상기 트러스트런너와 트러스트베어링 사이에 윤활압력이 발생함으로써 축방향에 하중을 견디면서 서로 회전하도록 하는 베어링의 일종이다.

상기 트러스트패드는 대략적으로 사각형상이고, 다른 부분의 트러스트면에비하여서 정밀하게 가공된 부분으로서 이 트러스트패드에는 테이퍼형상으로 경사져 있으면서 윤활압력을 발생시키는 테이퍼홈이 형성 되어진다.

도 1은 종래의 트러스트베어링의 구성을 보인 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에서 트러스트패드를 확대하여 보인 도면이고, 도 3은 도 2에서 A-A선 단면을 보인 도면이다.

종래의 트러스트 베어링(1)의 구성을 살펴 보면, 회전축(4)이 삽입되는 저어널면(3)이 형성되고, 동일축 상에 있는 트러스트런너(5)가 트러스트패드(2)와 접촉되어져서 축방향의 하중을 지지하도록 구성된다.

상기 트러스트런너(5)가 접촉되어지는 트러스트면(9)에는 대부분의 트러스트면(9)에 비하여서 정밀하게 가공되어지고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 사각형상으로 표시되어 지는 다수의 트러스트패드(2)가 형성된다.

그리고, 상기 트러스트패드(2)에는 도 3에 표시된 바와 같이, 트러스트런너(5)의 표면에 오일(8)을 공급하도록 하고, 단면이 테이퍼형상으로 형성된 테이퍼홈(7)을 형성하도록 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 트러스트패드(2)는 상기 트러스트면(9)가 동일한 높이를 가지나 단지 트러스트런너(5)가 마찰없이 윤활압력에 의하여 접촉되면서 회전할 수 있도록 하기 위하여서 정밀한 가공면을 갖는 것으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, "a" 부분이 트러스패드(2)의 너비를 나타낸다.

그런데, 상기한 바와 같이, 종래의 트러스트베어링을 사용하면서, 트러스트런너(5)에 회전에 따른 편심 하중이 가하여지는 경우, 트러스트베어링(1)의 트러스트패드(2)에도 편심하중이 가하여지게 되어서 트러스트패드(2) 내부에 적절한 윤활압력이 발생하지 못하므로 트러스트베어링(1)과 트러스트런너(5) 사이에 마찰로 인하여 온도가 급속하게 상승하게 되고, 결국에는 양자의 접촉면이 소착되어져서 사용하지 못하는 문제점을 지닌다.

한편, 고속 및 정밀도를 요하는 회전기계에서는 상기 트러스트런너(5)의 편심하중을 견디도록 하기 위하여 아예 트러스트패드(2)가 독립적으로 움직이도록 하는 특수한 틸팅패드(Tilting Pad)베어링이 사용되어지고 있으나 이는 가공이 어렵고 매우 고가이어서 특수한 경우가 아니면 사용하지 못하는 단점을 지닌다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 축에서 미스얼라인이 발생하더라도 트러스베어링에 접촉되는 트러스트런너에서 가하여지는 하중을 골고루 분산하기 위하여서 트러스트베어링에 탄성패드를 대고서 그 외측으로 트러스트커버를 접촉하여서 트러스트패드 사이에 형성된 다수의 볼트끼움공에 각도조절볼트를 체결하여서 트러스트커버의 각도를 편심하중 방향에 따라 스스로 조절하므로 트러스트런너에서 가하여지는 하중을 골고루 분산하여서 진동을 효율적으로 흡수하는 것이 목적이다.

도 1은 종래의 트러스트베어링의 구성을 보인 분해 사시도이고,

도 2는 도 1에서 트러스트패드를 확대하여 보인 도면이고,

도 3은 도 2에서 A-A선 단면을 보인 도면이고,

도 4는 본 발명에 따른 트러스트베어링의 구성을 보인 분해 사시도이고,

도 5는 도 4의 조립 상태를 보인 사시도이고,

도 6은 본 발명에 따른 트러스트베어링의 작동 전 상태를 보인 도면이고,

도 7은 본 발명에 따른 트러스트베어링의 작동 상태를 보인 도면이고,

도 8은 본 발명에 따른 트러스트베어링을 기계장치에 적용하여 사용하는 상태를 보인 도면이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10 : 트러스트베어링 12 : 공차구멍

14 : 저어널면 20 : 탄성패드

22 : 끼움공 30 : 트러스트커버

32 : 트러스트패드 34 : 볼트끼움공

40 : 각도조절볼트 50 : 너트

60 : 회전축 62 : 트러스트축

64 : 트러스트런너 70 : 모터

72 : 모터축 74 : 불기어

76 : 피니온기어 80 : 임펠러

이러한 목적은 회전축이 삽입되는 저어널면이 형성되고, 트러스트축에 지지된 트러스트런너가 접촉되어져서 축방향의 하중을 지지하도록 구성된 트러스트베어링에 있어서, 상기 트러스트런너에 접촉되는 트러스트패드가 형성되고, 상기 트러스트베어링에 대하여 분리되어지는 트러스트커버와; 상기 트러스트커버와 트러스트베어링 사이에 삽입되어져서 탄성력을 발휘하도록 하는 탄성패드와; 상기 트러스트베어링, 트러스트커버 및 탄성패드를 서로 결합하여서 상기 트러스트런너의 편심하중에 대하여 상기 트러스트커버의 편심각도를 조절하도록 하는 각도조절수단을 포함하여 이루어진 자기 정렬 트러스트베어링을 제공함으로써 달성된다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

우선, 도 4는 본 발명에 따른 트러스트베어링의 구성을 보인 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 조립 상태를 보인 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 트러스트베어링의 작동 전 상태를 보인 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 트러스트베어링의 작동 상태를 보인 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 트러스트베어링을 기계장치에 적용하여 사용하는 상태를 보인 도면이다.

본 고안의 구성은, 끝단부분에 임펠러(Impeller)등이 고정되는 회전축(60)이 삽입되는 저어널면(14)이 형성되고, 타단에는 트러스트축(62)에 지지된 트러스트런너(64)가 접촉되어져서 축방향의 하중을 지지하도록 구성된 트러스트베어링(10)에 있어서, 상기 트러스트런너(64)에 접촉되는 트러스트패드(32)가 형성되고, 상기 트러스트베어링(10)에 대하여 분리되어지는 트러스트커버(30)와; 상기 트러스트커버(30)와 트러스트베어링(10)사이에 삽입되어져서 탄성력을 발휘하도록 하는 탄성패드(20)와; 상기 트러스트베어링(10), 트러스트커버(30) 및탄성패드(32)를 서로 결합하여서 상기 트러스트런너(64)의 편심하중에 대하여 상기 트러스트커버(30)의 편심각도를 조절하도록 하는 각도조절수단(A)을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 탄성패드(20)는 탄성력이 풍부한 고무재 또는 프라스틱재를 사용하도록 한다.

그리고, 상기 각도조절수단(A)은, 상기 트러스트커버(30)의 트러스트패드(32) 사이에 형성된 다수의 볼트끼움공(34)과; 상기 볼트끼움공(34)에 일치하도록 상기 탄성패드(30)에 형성된 끼움공(22)과; 상기 끼움공(22)에 일치하도록 상기 트러스트베어링(10)에 형성된 공차구멍(12)과; 상기 볼트끼움공(34), 끼움공(34) 및 공차구멍(12)에 끼워져서 끝단부분에 너트(50)가 체결되어져서 상기 트러스트커버(30)를 상기 트러스트베어링(10)에 상기 탄성패드(20)를 탄성압축하여 결합하는 각도조절볼트(40)로 구성된다.

단, 각도조절볼트(40)의 머리부분은 트러스트커버(30)와 나사결합으로 결합하도록 한다.

그리고, 상기 트러스트베어링(10)의 공차구멍(12)은 상기 각도조절볼트(40)의 외경에 비하여 내경의 공차가 크도록 형성된다.

또한, 상기 트러스트커버(30)의 볼트끼움공(34)은, 탭의 형상으로 형성되어지고, 이 볼트끼움공(34)에 결합되는 각도조절볼트(40)의 머리부분이 노출이 되지 않도록 결합 되어진다.

그리고, 상기 공차구멍(12)은, 상기 탄성패드(20)에 대하여트러스트커버(30)가 동작하면서 상기 각도조절볼트(40)가 기울어 지더라도 공차구멍(12)의 내경부분에 접촉되지 않도록 충분한 크기의 클리어런스(Clearance)를 갖도록 구성한다.

상기 탄성패드(20)는 강을 주로 사용하는 베어링보다 탄성계수가 낮은 재질을 주로 사용하도록 한다.

상기 트러스트런너(64)가 고정되는 트러스트축(62)은 상기 임펠러등이 고정되는 회전축(60)과 일체형으로 형성되어진다.

그리고, 상기 트러스트베어링(10)은 외측면에 하우징(미도시)에 의하여 고정되어진다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 살펴보도록 한다.

먼저, 본 발명에 따른 자기 정렬 트러스트베어링의 조립 상태를 살펴 보게 되면, 본 트러스트베어링(10)의 공차구멍(12)에 끼움공(22)이 일치하도록 상기 탄성패드(20)를 접촉시키고, 상기 탄성패드(20)의 끼움공(22)에 볼트끼움공(34)이 일치하도록 접촉한다.

그리고, 상기 각도조절수단(A)인 각도조절볼트(40)를 상기 트러스트커버(30)의 볼트끼움공(34), 탄성패드(20)의 끼움공(22) 및 트러스트베어링(10)의 공차구멍(12)으로 끼우도록 한다.

그리고, 반대측에서 너트(50)를 사용하여서 각도조절볼트(40)의 끝단부분에 형성된 나사산부분에 체결하여서 견고하게 조립하도록 한다.

이 때, 상기 각도조절볼트(40)의 탭부분은 상기 트러스트커버(30)의 볼트끼움공(34)의 탭부분에 함몰되면서 트러스트면(31)으로 노출되는 것을 방지하며, 트러스트커버(30)와 나사 결합함으로써 고정시키도록 한다.

그리고, 상기 공차구멍(12)은, 상기 각도조절볼트(40)가 상기 탄성패드(20)의 압축에 의하여서 기울어지는 경우에 공차구멍(12)의 내경에 접촉되지 않도록 충분한 클리어런스를 가지도록 한다.

이와 같이 조립된 상태에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 기계장치에 적용하여서 사용하고자 한다면, 모터(70)의 로터를 회전시키면, 모터축(72)에 결합된 트러스트베어링(10)을 통하여서 이에 마찰 접촉된 트러스트런너(62)를 회전시키게 된다.

그리고, 상기 트러스트런너(62)에 축결합된 트러스트축(64)을 회전시키게 되고, 이 트러스트축(64)에 결합된 불기어(74)를 회전시키게 되고, 이에 맞물린 피니언기어(76)를 회전시키게 된다.

한편, 상기 피니언기어(76)에 축결합된 트러스트런너(62)를 회전시키게 되고, 이에 마찰 접촉된 다른 트러스트베어링(10)을 회전시키면서 이에 축결합된 임펠러축(78)을 회전하여서 임펠러(80)를 구동시키게 된다.

이 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 트러스트런너(62)에서 상기 트러스트커버(30)의 트러스트패드(32)에 편심하중이 가하여지 않는 경우에는 본 발명의 각도조절수단(A)이 작용되어지지 않는다.

그런데, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 피니언기어(76)에 결합된 트러스트런너(62)가 회전에 따른 진동에 의하여 기울어져서 편심하중을 상기 트러스트베어링(10)에 가하는 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 트러스트런너(64)의 편심된 부분에 맞추어서 상기 트러스트커버(30)가 상기 탄성패드(20)를 압축하면서 트러스트베어링(10)에 대하여 상기 트러스트커버(30)가 기울어지게 된다.

이와 같이, 상기 도 7에서 확대된 부분의 도면을 살펴 보면, 상기 탄성패드(20)가 압축되거나 팽창되면서 상기 트러스트커버(30)가 일정각도 편심지게 동작하여서 상기 트러스트런너(64)의 편심하중을 지탱하여 주게 된다.

상기 트러스트커버(30)가 각도조절수단(A)인 각도조절볼트(40)에 의하여서 지지되어서 상기 탄성패드(20)를 상기 트러스트베어링(10)에 대하여 스스로 탄성변형을 일으켜 상기 트러스트런너(62)의 편심하중을 충분하게 지탱하여 주게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 자기 정렬 트러스트베어링을 사용하게 되면, 축에서 미스얼라인이 발생하더라도 트러스베어링에 접촉되는 트러스트런너에서 가하여지는 하중을 골고루 분산하기 위하여서 트러스트베어링에 탄성패드를 대고서 그 외측으로 트러스트커버를 접촉하여서 트러스트패드 사이에 형성된 다수의 볼트끼움공에 각도조절볼트를 체결하여서 트러스트커버의 각도를 조절하므로 트러스트런너에서 가하여지는 하중을 골고루 분산하여서 진동을 효율적으로 흡수하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

한편, 상기 트러스트패드가 소착되는 경우가 발생하더라도 상기 각도조절볼트를 분해하여서 트러스트커버를 새로운 것으로 교환하여서 트러스트베어링에 조립하면 되므로 교체가 용이하고, 트러스트베어링 자체를 재활용할 수 있으므로 유지비용이 절감되어지는 장점을 지닌다.

Claims (4)

1. 회전축이 삽입되는 저어널면이 형성되고, 타단에는 트러스트축에 지지된 트러스트런너가 접촉되어져서 축방향의 하중을 지지하도록 구성된 트러스트베어링에 있어서,

   상기 트러스트런너에 접촉되는 트러스트패드가 형성되고, 상기 트러스트베어링에 대하여 분리되어지는 트러스트커버와;

   상기 트러스트커버와 트러스트베어링 사이에 삽입되어져서 탄성력을 발휘하도록 하는 탄성패드와;

   상기 트러스트베어링, 트러스트커버 및 탄성패드를 서로 결합하여서 상기 트러스트런너의 편심하중에 대하여 상기 트러스트커버의 편심각도를 조절하도록 하는 각도조절수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 정렬 트러스트베어링.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성패드는 고무재 또는 프라스틱재인 것을 특징으로 하는 자기 정렬 트러스트베어링.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 각도조절수단은, 상기 트러스트커버의 트러스트패드 사이에 형성된 다수의 볼트끼움공과; 상기 볼트끼움공에 일치하도록 상기 탄성패드에 형성된 끼움공과; 상기 끼움공에 일치하도록 상기 트러스트베어링에 형성된 공차구멍과; 상기 볼트끼움공, 끼움공 및 공차구멍에 끼워져서 끝단부분에 너트가 체결되어져서 상기 트러스트커버를 상기 트러스트베어링에 상기 탄성패드를 탄성압축하여 결합하는 각도조절볼트로 구성된 것을 특징으로 하는 자기 정렬 트러스트베어링.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 트러스트베어링의 공차구멍은 상기 각도조절볼트의 외경에 비하여 내경의 공차가 크도록 형성하는 것을 특징으로 하는 자기 정렬 트러스트베어링.