KR100803378B1 - Tilting foil bearing with the groove - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포일에 글루브가 형성되어 하중지지 능력이 향상되었을 뿐만 아니라 틸팅 패드가 힘의 방향으로 탄성적으로 지지되게 설치되어 댐핑 효과를 높일 수 있고, 미스얼라인먼트에 대한 적응력이 향상되면서도 고속회전에서 회전축을 보다 안정적으로 지지하면서 떨림 현상이나 진동발생 등을 효과적으로 저감할 수 있는 그루브를 갖는 포일을 구비한 베어링에 관한 것이다. According to the present invention, the groove is formed on the foil to improve the load supporting ability, and the tilting pad is elastically supported in the direction of the force to increase the damping effect, while improving the adaptability to misalignment at high speed rotation. The present invention relates to a bearing provided with a foil having grooves that can effectively reduce a vibration phenomenon and vibration, while supporting the rotation shaft more stably.
이러한 본 발명에 따른 저널베어링은 내부를 관통하여 형성된 축공이 형성된 베어링 하우징과 ; 상기 하우징의 내면에 일측 단부가 고정 설치되고, 내측에 회전축이 삽입 설치된 하나 이상의 포일을 포함하여 구성되며, 상기 포일의 내면에는 다수의 그루브가 형성됨을 특징으로 한다. Such a journal bearing according to the present invention includes a bearing housing having a shaft hole formed therein; One end portion is fixedly installed on an inner surface of the housing, and includes one or more foils having a rotating shaft inserted therein, and a plurality of grooves are formed on an inner surface of the foil.
또한 본 발명의 다른 일 양상에 따른 트러스트베어링은 중앙에 축공이 형성된 원형 판체 형상의 트러스트 판과 ; 상기 트러스트 판의 상면에 일측 단부가 고정 설치되고, 상부면에는 회전축에 형성된 트러스트 런너가 얹혀지는 하나 이상의 포일(2')을 포함하여 구성되며, 상기 포일의 상부면에는 다수의 그루브가 형성됨을 특징으로 한다. In addition, the thrust bearing according to another aspect of the present invention includes a thrust plate of a circular plate-shaped thrust formed in the center; One end is fixedly installed on the upper surface of the trust plate, and the upper surface includes one or more foils 2 'on which a trust runner formed on a rotating shaft is mounted, and a plurality of grooves are formed on the upper surface of the foil. It is done.
틸팅 패드, 포일, 그루브, 베어링 Tilting pad, foil, groove, bearing
Description
도 1은 본 발명에 따른 그루브가 형성된 포일을 구비한 포일 저널베어링의 일예를 도시한 사시도,1 is a perspective view illustrating an example of a foil journal bearing having a grooved foil according to the present invention;
도 2는 도 1에 도시한 저널 베어링의 단면도, 2 is a cross-sectional view of the journal bearing shown in FIG.
도 3은 본 발명에 따른 그루브가 형성된 포일을 구비한 틸팅 포일 저널베어링의 다른 일예를 도시한 사시도, 3 is a perspective view showing another example of a tilting foil journal bearing having a grooved foil according to the present invention;
도 4는 도 3에 도시한 저널 베어링의 단면도, 4 is a cross-sectional view of the journal bearing shown in FIG.
도 5는 본 발명에 따른 그루브가 형성된 포일을 구비한 틸팅 포일 저널베어링의 또 다른 일예를 도시한 사시도, 5 is a perspective view showing another example of a tilting foil journal bearing having a grooved foil according to the present invention;
도 6은 도 5에 도시한 저널 베어링의 단면도, 6 is a cross-sectional view of the journal bearing shown in FIG.
도 7은 본 발명에 따른 그루브가 형성된 저널베어링용 포일의 일예를 도시한 사시도, 7 is a perspective view showing an example of a groove bearing foil having a groove according to the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 그루브가 형성된 저널베어링용 포일의 다른 일예를 도시한 사시도, 8 is a perspective view showing another example of the groove-formed journal bearing foil according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 그루브가 형성된 저널베어링용 포일의 또 다른 일예를 도시한 측면도, Figure 9 is a side view showing another example of a groove-formed journal bearing foil according to the invention,
도 10은 본 발명에 따른 저널베어링에 설치된 틸팅 패드의 저면 사시도, 10 is a bottom perspective view of the tilting pad installed in the journal bearing according to the present invention;
도 11 본 발명에 따른 그루브가 형성된 포일을 구비한 포일 트러스트베어링의 일예를 도시한 사시도,11 is a perspective view illustrating one example of a foil trust bearing having a grooved foil according to the present invention;
도 12는 본 발명에 따른 그루브가 형성된 포일을 구비한 틸팅 포일 트러스트베어링의 다른 일예를 도시한 사시도,12 is a perspective view showing another example of a tilting foil thrust bearing with a grooved foil according to the present invention;
도 13은 본 발명에 따른 그루브가 형성된 포일을 구비한 틸팅 포일 트러스트베어링의 또 다른 일예를 도시한 사시도,13 is a perspective view showing another example of a tilting foil thrust bearing having a grooved foil according to the present invention;
도 14는 본 발명에 따른 그루브가 형성된 트러스트베어링용 포일의 일예를 도시한 사시도, 14 is a perspective view showing an example of a groove for forming a thrust bearing foil according to the present invention;
도 15는 본 발명에 따른 그루브가 형성된 트러스트베어링용 포일의 다른 일예를 도시한 사시도, 15 is a perspective view showing another example of a groove for forming a thrust bearing foil according to the present invention;
도 16은 본 발명에 따른 트러스트베어링에 설치된 틸팅 패드의 저면 사시도, 16 is a bottom perspective view of a tilting pad installed in a thrust bearing according to the present invention;
도 17은 종래의 포일를 갖는 저널 베어링의 일예를 도시한 단면도, 17 is a cross-sectional view showing an example of a journal bearing having a conventional foil;
도 18은 종래의 포일를 갖는 트러스트 베어링의 일예를 도시한 사시도. 18 is a perspective view showing an example of a thrust bearing having a conventional foil.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 베어링 하우징 1' : 트러스트 판1: bearing housing 1 ': thrust plate
11, 11a : 피벗홈 11, 11a: Pivot Groove
11', 11a' : 로드홀 11 ', 11a': road hole
2, 2' : 포일2, 2 ': foil
21, 21' : 포일판 21, 21 ': foil plate
211, 211' : 그루브 212, 212' : 고정공 211, 211 ': Groove 212, 212': Fixture
22, 22' : 범퍼 22, 22 ': bumper
221, 221' : 고정공 221, 221 ': Fixed hole
222, 222' : 주름 222, 222 ': wrinkles
3, 3' : 틸팅 패드3, 3 ': tilting pad
31, 31', 32, 32' : 피벗 31, 31 ', 32, 32': pivot
321, 321' : 로드 322, 322' : 힌지판 323, 323' : 탄성체 321, 321 ': Rod 322, 322': Hinge
33, 33' : 경사면 33, 33 ': slope
본 발명은 베어링에 관한 것으로 특히, 축을 지지하는 틸팅 패드가 힘이 작용하는 방향으로 탄성적으로 지지되게 하여 댐핑 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 하중지지 능력 및 미스얼라인먼트에 대한 적응력이 향상되면서도 고속회전에서 회전축을 보다 안정적으로 지지하면서 떨림 현상이나 진동발생 등을 효과적으로 저감함으로서 베어링의 안정성을 향상시킬 수 있는 할 수 있는 그루브가 형성된 포일을 구비한 베어링에 관한 것이다. The present invention relates to a bearing, and in particular, the tilting pad supporting the shaft is elastically supported in the direction in which the force acts to obtain a damping effect, while also improving the load bearing capacity and adaptability to misalignment, while rotating at high speed. The present invention relates to a bearing having a grooved foil which can improve the stability of the bearing by effectively reducing the vibration phenomenon and the occurrence of vibration while supporting the rotating shaft more stably.
더욱이, 강성의 조절이 가능한 그루브가 형성된 포일을 구비한 베어링에 관한 것이다. Furthermore, the invention relates to a bearing having a grooved foil with adjustable stiffness.
일반적으로 베어링은 회전 운동하는 축 및 왕복 운동하는 축을 지지하여 운 동이 원활하게 유지되게 하는 수단이다. 이러한 베어링의 종류에는 축과 베어링의 접촉 종류에 따라 슬라이딩 베어링과 롤링 베어링으로 분류할 수 있으며, 축의 하중 방향에 의하여 저널 베어링과 트러스트 베어링으로 분류된다.In general, the bearing is a means for supporting the axis of rotational movement and the axis of reciprocating movement to keep the movement smoothly. These types of bearings can be classified into sliding bearings and rolling bearings according to the contact types of the shafts and bearings, and are classified into journal bearings and thrust bearings according to the load direction of the shafts.
상기 슬라이딩 베어링은 축과 베어링 메탈(bearing metal) 사이에 엷은 유막(油膜) 또는 압력 기체가 개재되어 상대적 미끄럼 운동을 하는 미끄럼 마찰의 베어링이며, 롤링 베어링은 볼이나 롤러의 회전체에 의한 굴림 마찰의 베어링이다.The sliding bearing is a sliding friction bearing in which a thin oil film or a pressure gas is interposed between the shaft and the bearing metal to perform relative sliding movements. Bearing.
이와 같은 저널 베어링은 중앙에는 축공이 형성되고, 베어링 하우징에 압입되어 장착된다. 상기 베어링 하우징에 장착된 저널 베어링에는 종방향으로 형성된 축공에 축이 삽입되어 장착되며, 이때 축공의 내면과 축의 외면 사이에는 적당한 틈이 유지되고, 상기 축공과 축 사이의 틈에는 베어링 하우징에 형성된 관통 구멍을 통해 공급된 오일이 저널 베어링의 내주면에 도포되어 유막이 형성되고, 이 유막의 형성에 의해 축공과 축이 직접 접촉함이 없이 회전이 지지된다. 그러나 산업기계의 고효율 및 경량화를 위해 산업기계의 회전속도는 점차 고속으로 발전하고 있으며 이로 인해 기존의 저널 베어링은 고속에서 안정성을 확보함을 요구하고 있으며, 이러한 요구에 맞추어 틸팅 패드 베어링(Tilting Pad Bearing)이 개발되어 사용되고 있다. Such a journal bearing has a shaft hole formed in the center thereof, and is pressed and mounted in the bearing housing. In the journal bearing mounted on the bearing housing, a shaft is inserted into and mounted in a shaft hole formed in a longitudinal direction, wherein a proper gap is maintained between an inner surface of the shaft hole and an outer surface of the shaft, and a through hole formed in the bearing housing is formed in the gap between the shaft hole and the shaft. The oil supplied through the hole is applied to the inner circumferential surface of the journal bearing to form an oil film, and the formation of the oil film supports rotation without directly contacting the shaft hole and the shaft. However, for the high efficiency and light weight of the industrial machinery, the rotational speed of the industrial machinery is gradually developing at a high speed. As a result, the existing journal bearings are required to secure stability at a high speed. ) Has been developed and used.
이러한 틸팅 패드를 갖는 베어링은 회전축을 회동 가능하게 설치된 틸팅 패드로 지지하여 회전축의 편심 또는 기울어짐을 보완하여 보다 안정적으로 회전축의 회전이 이루어지게 하는 것이다. The bearing having such a tilting pad supports the rotating shaft with a tilting pad which is rotatably installed to compensate for the eccentricity or inclination of the rotating shaft so as to more stably rotate the rotating shaft.
도 17 및 도 18에는 종래의 포일을 갖는 저널베어링과 트러스트베어링을 각 각 도시하였다. 먼저, 저널베어링을 살펴보면, 회전축(110)이 수용되어 회전할 수 있도록 내부에 중공부(120a)를 갖는 슬리브(120)(sleeve)와, 상기 슬리브(120)와 회전축(110) 사이의 중공부(120a) 내에 배치된 다수의 에어 포일(130)(airfoil)들이 구비되어 있다.17 and 18 show journal bearings and trust bearings having conventional foils, respectively. First, referring to the journal bearing, a
상기 에어 포일(130)들은 각각 호 형상으로 형성되고 탄성력을 가지며, 상기 슬리브(120)의 원주 방향을 따라 배열되어 있다. 즉, 상기 에어 포일(130)의 일측 단부는 슬리브(120)의 내면에 고정되어 있고, 타측 단부는 인접한 에어 포일(130)과 겹쳐지거나 일정한 거리로 이격된 상태로 설치되어 있다. 이때, 상기 슬리브(120)와 에어 포일(130) 사이의 고정은 상기 에어 포일(130)의 일단부가 슬리브(120)의 내측면에 형성된 슬롯에 끼워 고정된다. The
상기와 같이 구성된 포일 베어링은 슬리브(120)의 중공부에서 회전축(110)이 서서히 회전하게 되면, 상기 회전축(110)과 에어 포일(130) 사이에 고압의 공기층이 형성되고, 이러한 공기의 압력에 의해 회전축(110)이 부상(浮上)하여 회전축(110)이 에어 포일(130)과 일정한 간격을 유지한 상태로 회전하며, 이때 상기 에어 포일(130)들이 회전축(110)을 지지하는 범퍼의 역할을 한다.In the foil bearing configured as described above, when the rotating
그러나 이와 같이 구성된 종래의 포일 베어링은 강성 조절, 감쇠 기능은 우수하나 고속 회전시 안정성을 얻기가 어렵다는 문제점이 있다.However, the conventional foil bearing configured as described above has a problem in that it is difficult to obtain stability at high speed while excellent in rigidity control and damping function.
도시된 트러스트 베어링은 포일을 갖는 것으로서 회전축(110)에 일체로 형성된 트러스트 런너(111)와 트러스트판(220) 사이에 포일(230)을 포함하여 이루어진 것으로서, 상기 포일(230)은 일측의 고정단부(231)를 상기 트러스트 판(220)에 고정시켜 구성된다. 이와 같이 구성된 트러스트 베어링은 상기 포일(230)의 일측 단부가 상기 트러스트 런너(111)를 탄성적으로 지지함으로서 회전축(110)에 가해지는 부하를 댐핑함과 동시에 회전이 원활하게 이루어지게 하고 있다.The illustrated thrust bearing has a foil, and includes a
그러나 이와 같이 구성된 종래의 트러스트 베어링 또한 강성 조절, 감쇠 기능은 우수하나 고속 회전시 안정성을 얻기가 어렵다는 문제점이 있다.However, the conventional thrust bearings configured as described above also have excellent rigidity control and damping functions, but have difficulty in obtaining stability at high speed.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보다 안정적으로 회전축을 지지할 수 있을 뿐만 아니라 댐핑 성능, 하중지지 능력 및 미스얼라인먼트에 대한 적응력이 향상되어 회전축을 보다 안정적으로 지지하면서 떨림 현상이나 진동발생 등을 효과적으로 저감할 있으며 이에 따라 베어링의 안정성을 향상시킬 수 있는 할 수 있는 그루브가 형성된 포일을 구비한 틸팅 포일 베어링을 제공함을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, not only can support the rotating shaft more stably, but also the damping performance, load bearing capacity and the ability to adapt to the misalignment is improved to support the rotating shaft more stably while shaking or vibration It is an object of the present invention to provide a tilting foil bearing having a grooved foil which can effectively reduce the back and thus improve the stability of the bearing.
특히, 그루브에 의해 마찰력이 감소되게 함으로서 부하지지 능력을 향상시킨 베어링을 제공함을 목적으로 한다.In particular, it is an object of the present invention to provide a bearing having improved load bearing capability by allowing friction to be reduced by grooves.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부를 관통하여 형성된 축공이 형성된 베어링 하우징과 ; 상기 하우징의 내면에 일측 단부가 고정 설치되고, 내측에 회전축이 삽입 설치된 하나 이상의 포일을 포함하여 구성되며, 상기 포일의 내면에는 다수의 그루브가 형성됨을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is a bearing housing having a shaft hole formed therein; One end portion is fixedly installed on an inner surface of the housing, and includes one or more foils having a rotating shaft inserted therein, and a plurality of grooves are formed on an inner surface of the foil.
또한 본 발명의 다른 일 양상에 따르면 본 발명은 중앙에 축공이 형성된 원 형 판체 형상의 트러스트 판과 ; 상기 트러스트 판의 상면에 일측 단부가 고정 설치되고, 상부면에는 회전축에 형성된 트러스트 런너가 얹혀지는 하나 이상의 포일(2')을 포함하여 구성되며, 상기 포일의 상부면에는 다수의 그루브가 형성됨을 특징으로 한다. In addition, according to another aspect of the present invention the present invention is a thrust plate of a circular plate-shaped shaft hole is formed in the center; One end is fixedly installed on the upper surface of the trust plate, and the upper surface includes one or more foils 2 'on which a trust runner formed on a rotating shaft is mounted, and a plurality of grooves are formed on the upper surface of the foil. It is done.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce.
본 발명은 상기한 바와 같이, 포일에 그루브가 형성한 것을 특징으로 하며, 이러한 특징은 저널베어링과 트러스트베어링에 모두 적용할 수 있다. As described above, the present invention is characterized in that the groove is formed on the foil, and this feature can be applied to both the journal bearing and the thrust bearing.
이하 본 발명을 상세하게 살펴보되, 먼저 저널베어링을 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail, but first, the journal bearing will be described.
도 1내지 도 10은 본 발명에 따른 틸팅 패드를 갖는 저널베어링 및 그 구성 부품을 도시한 것으로서 도 1은 본 발명에 따른 그루브가 형성된 포일을 구비한 포일 저널베어링의 일예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 저널 베어링의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 그루브가 형성된 포일을 구비한 틸팅 포일 저널베어링의 일예를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시한 저널 베어링의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 그루브가 형성된 포일을 구비한 틸팅 포일 저널베어링의 또 다른 일예를 도시한 사시도이며, 도 6은 도 5에 도시한 저널 베어링의 단면도이다. 1 to 10 show a journal bearing having a tilting pad according to the present invention and its components, Figure 1 is a perspective view showing an example of a foil journal bearing having a grooved foil according to the present invention, 2 is a cross-sectional view of the journal bearing shown in FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view showing an example of a tilting foil journal bearing having a grooved foil according to the present invention, and FIG. 4 is a view of the journal bearing shown in FIG. 5 is a perspective view illustrating another example of a tilting foil journal bearing having a grooved foil according to the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the journal bearing shown in FIG. 5.
도시한 바와 같이 본 발명에 저널베어링은 베어링 하우징(1)의 내부에 포일(2)을 구비하고 있으며, 상기 포일(2)의 내면에는 요(凹)홈 형상의 그루브(211)을 구비하고 있다. As shown in the present invention, the journal bearing is provided with a
상기 그루브(211)는 회전축(110)과 포일(2) 사이의 마찰을 적게 하기 위한 수단으로 이 그루브(211)에는 오일등을 주입할 수도 있다. The
상기 포일(2)은 회전축(110)을 탄성적으로 지지하여 회전축(110)에 가해지는 하중을 흡수할 뿐만 아니라 회전축(110)의 원활한 회전을 가능하게 하는 역할을 하는 것으로서, 일측 단부가 상기 하우징(1)의 일측에 리벳 또는 나사 등의 고정 수단으로 고정되고 타측 단부는 자유롭게 방지되어 있어 상기 고정부를 중심으로 탄성적으로 회전축(110)을 지지한다. The
상기 포일(2)은 포일판(21)과 범퍼(22)를 결합하여 구성될 수 있다. 상기 포일판(21)은 도시한 바와 같이 하우징(1)의 내면과 동일한 곡률을 갖는 판체로서 하우징(1)의, 내면과의 사이에 틈이 생길 수 있도록 지름이 하우징(1) 내면의 지름보다 작게 구성되어 있으며, 일측 단부 즉, 하우징(1)에 고정되는 단부는 하우징(1)를 향해 절곡하여 고정부를 형성하였으며, 이 고정부에는 하나 이상의 고정공(311)이 형성되어 있다. The
상기 포일판(21)을 히우징(1)에 고정시키는 방법은 상기에서 설명한 바와 같이 고정나사나 리벳 등을 사용하거나 또는 용접 등의 방법이 사용될 수 있으며, 하나의 원형링을 4등분한 형상으로 제작하거나 2등분한 형상으로 구성할 수 있으며, 그 이상 또는 그 이하로 분할하여 구성할 수도 있다. As the method of fixing the
상기 범퍼(22)는 포일판(21)의 탄성력을 보강하여 댐핑 효과를 높이기 위한 수단으로 단순하게 포일판(21)의 일부를 지지할 수 있는 구조를 갖으면 되나 도시한 바와 같이 다수의 주름(222)이 원주면을 따라 형성된 것을 사용함으로서 포일 판(21)을 고르게 지지할 수 있게 하였다. The
상기 범퍼(22)는 그 일측 단부가 상기 포일판(21)의 고정부와 함께 하우징(1)의 일측에 고정되고 고정 수단은 상기한 바와 같다. 상기 범퍼(22)가 설치되는 위치는 도시한 바와 같이 포일판(21)과 하우징(1) 사이이고, 고정되지 않은 단부는 자유롭게 방치되어 포일판(21)이 회전축(110)에 의한 부하에 의해 밀리면 주름(222)부가 신축되어 포일판(21)에 지워지는 부하를 완충시킨다. One end of the
상기 범퍼(22) 역시 포일판(21)과 같이 다수의 주름(222)을 갖는 원형 고리를 2등분 또는 4등분하거나 그 이상 또는 이하로 분할하여 구성될 수 있으며, 길이는 상기 포일판(21)이 회전축(110)에 의한 부하에 의해 밀림으로서 주름(222)이 늘어날 경우 자유롭게 방치된 단부가 다른 범퍼(22)에 닿지 않을 정도의 길이로 제작되어야 한다. 도 7내지 도 9에 그 일예를 도시하였다.The
상기 범퍼(22)에 형성된 주름(222)은 원주 방향으로 형성되거나 회전축의 길이 방향으로 형성할 수 있다. 또한, 이 주름(222)은 다수의 열을 갖으며, 서로 다른 열의 주름(222)은 서로 엇갈리게 형성할 수 있다. 또한 상기 범퍼(22)는 도 7에 도시한 바와 같이, 이중으로 겹쳐 구성함으로서 강성 조절 및 감쇠 기능이 향상시킬 수 있다. 즉, 부하가 작을 경우에는 내부의 범퍼(22a)만에 의해 강성이 감쇠되고, 부하가 클 경우에는 외부 범퍼(22b)에도 부하가 영향을 미쳐 이중으로 댐핑 효과가 발생된다.The
위와 같이 구성된 저널 베어링에는 틸팅 패드(3)를 더 구비할 수 있다. The journal bearing configured as described above may further include a
상기 틸팅 패드(3)를 더 설치할 경우에는 상기 베어링 하우징(1)을 도 1에 도시한 바와 같이 원형 링의 형상으로 중단 부분에 내주면을 따라 고리 형상으로 홈을 형성하고 이 홈의 중앙 부분에는 다수의 피벗홈(11)을 형성하여 틸팅 패드(3)의 외주면에 형성된 피벗(31)이 회동 가능하게 안치될 수 있게 하였다. In the case where the
상기 틸팅 패드(3)는 도시한 바와 같이 상기 베어링 하우징(1)의 내부 곡률과 같은 곡률로 굽혀진 호형상의 판으로서 상기 베어링 하우징(1)과 대향되는 외주면에는 피벗(31)이 형성되어 있어 상기 피벗홈(11)에 결합되어 원주 방향으로 회동된다. The
상기 틸팅 패드(3)는 도시한 바와 같이 다수가 설치될 수 있으며, 서로 다른 것과는 소정 거리 이격되게 설치되어 회동될 때 서로 부딪히지 않게 구성되어 있다. 또한 상기 틸팅 패드(3)는 바깥쪽을 향한 양 단부를 절삭하여 다른 부분 보다 얇게 경사면(33)을 형성하여 틸팅 패드(3)가 회동될 수 있는 범위가 커지게 하였다. The
또한 상기 틸팅 패드(3)의 피벗(31)은 피벗홈(11)의 내경보다 작은 외경을 갖게 형성됨으로서 피벗(31)이 피벗홈(11)의 내부에서 유동될 수 있어 펌핑 효과를 얻을 수 있다. In addition, since the
또한 상기 하우징(1)에는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 다수의 로드홈(11)을 형성하고, 상기 틸팅 패드(3)에는 하기와 같이 구성된 피벗(32)을 설치하여 구성할 수도 있다. In addition, as shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of
상기 피벗(32)은 도 10에 확대하여 도시한 바와 같이, 틸팅 패드(3)의 중앙에 일체로 형성된 로드홈(11a)에 삽입되는 로드(321)와, 틸팅 패드(3)의 저면에 형 성되고 상기 로드(321)에 힌지 고정된 힌지판(322), 및 하우징(1)과 틸팅 패드(3)사이에 설치되어 틸팅 패드(3)를 탄성적으로 지지하는 탄성체(323)로 구성된다. As shown in an enlarged view in FIG. 10, the
상기 베어링 하우징(1)에 형성된 로드홈(11a)은 도시한 바와 같이 로드의 길이보다 깊게 형성하여 로드(321)가 충분히 상하로 이동될 수 있게 구성하였으며, 로드(321)와 힌지판(322)은 힌지핀에 의해 회동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 탄성체(323)를 틸팅 패드(3)와 상기 베어링 하우징(1) 사이에 설치되어 틸팅 패드(3)를 탄성적으로 지지하는 수단으로서 도시한 바와 같이 로드(321)를 감싸도록 코일 스프링을 설치하여 구성할 수 있다. The
상기 탄성체(323)를 도면에서는 코일 스프링으로 도시하였으나 이는 하나의 실시예로서 하우징(1)의 내면과 동일한 곡률을 갖는 탄성이 우수한 합성수지나 고무 등을 설치할 수도 있다.Although the
다음은 트러스트 베어링을 설명한다. The following describes thrust bearings.
도 11내지 도 15에 트러스트베어링 및 이를 구성하는 구성 요소를 도시하였으며, 도 11 본 발명에 따른 그루브가 형성된 포일을 구비한 포일 트러스트베어링의 일예를 도시한 사시도이고, 도 12는 본 발명에 따른 그루브가 형성된 포일을 구비한 틸팅 포일 트러스트베어링의 다른 일예를 도시한 사시도이고, 도 13은 본 발명에 따른 그루브가 형성된 포일을 구비한 틸팅 포일 트러스트베어링의 또 다른 일예를 도시한 사시도이고, 도 14는 본 발명에 따른 그루브가 형성된 트러스트베어링용 포일의 일예를 도시한 사시도이고, 도 15는 본 발명에 따른 그루브가 형성된 트러스트베어링용 포일의 다른 일예를 도시한 사시도이며, 도 16은 본 발명에 따른 트러스트베어링에 설치된 틸팅 패드의 저면 사시도이다. 11 to 15 illustrate a thrust bearing and its constituent elements, FIG. 11 is a perspective view showing an example of a foil thrust bearing with a grooved foil according to the present invention, and FIG. 12 is a groove according to the present invention. Is a perspective view showing another example of a tilting foil trust bearing having a foil formed with a foil, FIG. 13 is a perspective view showing another example of a tilting foil trust bearing having a grooved foil according to the present invention, and FIG. Fig. 15 is a perspective view showing an example of the groove for forming a thrust bearing foil, according to the present invention, Fig. 15 is a perspective view showing another example of the groove for forming a thrust bearing foil, Fig. 16 is a trust according to the present invention Bottom perspective view of a tilting pad mounted on a bearing.
도시하고 상기에서 설명한 바와 같이, 트러스트베어링 또한, 저널베어링과 같은 구조를 갖는 그루브(211')가 형성된 포일(2')을 트러스트 판(1')의 상부에 구비하고 있다. As shown and explained above, the thrust bearing is also provided with the foil 2 'in which the groove 211' which has a structure similar to a journal bearing is formed in the upper part of the thrust plate 1 '.
상기 트러스트 판(1')은 도 11에 도시한 바와 같이 원형 판체로서 중앙에는 회전축(110)이 삽입되어 관통하는 축공이 형성되어 있으며 그 상부에 포일(2')이 고정 설치되어 있다. As shown in FIG. 11, the thrust plate 1 'is a circular plate body, and a shaft hole through which a
상기 포일(2')은 회전축(110)과 일체로 형성된 트러스트 런너(111)를 탄성적으로 지지하여 회전축(110)에 가해지는 하중을 흡수할 뿐만 아니라 회전축(110)의 원활한 회전을 가능하게 하는 역할을 하는 것으로서, 일측 단부가 상기 트러스트 판(1')의 단부에 리벳 또는 나사 등의 고정 수단으로 고정되고 타측 단부는 자유롭게 방치되어 있어 상기 고정부를 중심으로 탄성적으로 회전축(110)을 지지한다. The
상기 포일(2)은 포일판(21')과 범퍼(22')를 결합하여 구성될 수 있다. The
상기 포일판(21')은 트러스트 판(1')와 동일 또는 유사한 외경을 갖는 판체로서 트러스트 판(1')와의 사이에 틈이 생길 수 있도록 일측 단부 즉, 트러스트 판(1')에 고정되는 단부는 트러스트 판(1')를 향해 절곡하여 고정부를 형성하였으며, 이 고정부에는 하나 이상의 고정공(211')이 형성되어 있다. The foil plate 21 'is a plate having an outer diameter that is the same as or similar to that of the thrust plate 1' and is fixed to one end, that is, the thrust plate 1 'such that a gap is formed between the thrust plate 1'. The end is bent toward the trust plate 1 'to form a fixing part, and one or more fixing holes 211' are formed in the fixing part.
상기 포일판(21')을 트러스트 판(1')에 고정시키는 방법은 상기에서 설명한 바와 같으며, 하나의 원판을 4등분한 형상으로 제작하거나 2등분한 형상으로 구성할 수 있으며, 그 이상 또는 그 이하로 분할하여 구성할 수도 있다. The method for fixing the foil plate 21 'to the trust plate 1' is as described above, and one original plate may be made into a quarter shape or may be formed into a second shape, or more It can also divide and comprise it below.
이와 같이 구성된 포일판(21')의 상부에 상기 요홈 형상의 그루브(211')가 형성되어 있다.The groove 211 'of the groove shape is formed on the foil plate 21' configured as described above.
상기와 같이 구성된 포일판(21')의 하부에는 범퍼(22')가 설치되어 있다.The bumper 22 'is provided in the lower part of the foil board 21' comprised as mentioned above.
상기 범퍼(22')는 포일판(21')의 탄성력을 보강하여 댐핑 효과를 높이기 위한 수단으로 단순하게 포일판(21')의 일부를 지지할 수 있는 구조를 갖으면 되나 도시한 바와 같이 다수의 주름(222')이 형성된 것을 사용함으로서 포일판(21')을 고르게 지지할 수 있게 하였다. The
상기 범퍼(22')는 그 일측 단부가 상기 포일판(21')의 고정부와 함께 틸팅 패드(2')의 일측 단부에 고정되고, 고정 수단은 상기한 바와 같다. 상기 범퍼(22')가 설치되는 위치는 도시한 바와 같이 포일판(21')과 틸팅 패드(3') 사이이고, 고정되지 않은 단부는 자유롭게 방치되어 포일판(21')이 회전축(110)에 의한 부하에 의해 밀리면 주름(222')부가 신축되어 포일판(21')에 지워지는 부하를 완충시킨다. One end of the bumper 22 'is fixed to one end of the tilting pad 2' together with the fixing part of the foil plate 21 ', and the fixing means is as described above. The bumper 22 'is installed at a position between the foil plate 21' and the tilting pad 3 ', as shown, and the unfixed end is left free to allow the foil plate 21' to rotate. When pushed by the load, the wrinkles 222 'portion is stretched to buffer the load erased on the foil plate 21'.
상기 범퍼(22') 역시 포일판(21')과 같이 다수의 주름(222')을 갖는 원형 판을 2등분 또는 4등분하거나 그 이상 또는 이하로 분할하여 구성될 수 있으며, 넓이는 상기 포일판(21')이 회전축(110)에 의한 부하에 의해 밀림으로서 주름(222')이 늘어날 경우 자유롭게 방치된 단부가 다른 범퍼(22')에 닿지 않을 정도의 길이로 제작되어야 한다. The bumper 22 'may also be formed by dividing a circular plate having a plurality of corrugations 222', such as a foil plate 21 ', into two or four quarters or more or less, and the width of the foil plate. If 21 'is pushed by the load by the
상기 범퍼(22')에 형성된 주름(222')은 동심원 상으로 형성되거나 또는 방사상 또는 일측 단부로부터 타측 단부를 향하도록 형성될 수 있으며, 다수의 열을 갖을 수 있고, 서로 다른 열의 주름(222')은 서로 엇갈리게 형성할 수 있다. The
또한 상기 범퍼(22')는 도 15에 도시한 바와 같이 이중으로 겹쳐 구성함으로서 강성 조절 및 감쇠 기능을 향상시킬 수 있다. In addition, the
상기와 같이 구성된 포일(2')의 하부 즉, 포일(2')와 트러스트 판(1')사이에는 틸팅 패드(3')가 더 설치될 수 있다. A tilting pad 3 'may be further installed between the lower portion of the foil 2' configured as described above, that is, between the foil 2 'and the trust plate 1'.
이와 같이 틸팅 패드(3')를 설치하기 위해서는 트러스트 판(1')에 피벗을 형성하거나 피벗홈을 형성하고, 이에 대응되는 피벗홈이나 피벗이 저면에 형성된 틸팅 패드(3')를 그 상부에 설치하여 구성한다. In order to install the tilting pad 3 'as described above, a pivot or a pivot groove is formed in the trust plate 1', and a tilting pad 3 'having a corresponding pivot groove or pivot is formed on the bottom thereof. Install and configure.
상기 틸팅 패드(3')는 상기 트러스트 판(1')의 저면은 중앙의 피벗부로부터 가장자리를 향하면서 그 두께가 점차 얇아지도록 경사면(33')이 형성되어 있어 피벗부를 중심으로 회동할 수 있는 범위가 넓어지게 하였다. 상기 틸팅 패드(3')는 도시한 바와 같이 다수가 설치될 수 있으며, 서로 다른 것과는 소정 거리 이격되게 설치되어 회동될 때 서로 부딪히지 않게 구성되어 있다. The tilting pad 3 'is formed with an inclined surface 33' such that the bottom surface of the thrust plate 1 'is gradually thinner while the bottom surface of the thrust plate 1' faces the edge from the central pivot portion, so that the tilting pad 3 'can rotate about the pivot portion. The range was widened. The tilting pad 3 'may be provided in plural as shown in the drawing, and is provided to be spaced apart from each other by a predetermined distance so that they do not collide with each other when rotated.
또한 상기 틸팅 패드(3')는 도 13 및 도 16에 도시한 바와 같이 승강할 수 있는 구조를 갖는 피벗(32')로 지지할 수도 있다. 이렇게 승강할 수 있는 피벗(32')의 구조는 상기 저널베어링에서 설명한 바와 같이 구성된 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. In addition, the tilting pad 3 'may be supported by a pivot 32' having a structure capable of lifting up and down as shown in FIGS. 13 and 16. The structure of the pivot 32 'which can be lifted and lowered is configured as described in the journal bearing, and a detailed description thereof will be omitted.
이하, 상기와 같이 구성된 베어링의 작동을 약술한다. Hereinafter, the operation of the bearing configured as described above is outlined.
먼저, 저널베어링의 작용을 설명한다. First, the operation of the journal bearing will be described.
상기 포일(2)을 구성하는 포일판(21)에 형성된 그루브(211)가 회전축(110)과의 접촉면에 윤활 작용을 하여 회전축(110)의 회전이 원활해진다. 또한 회전하는 동안 회전축(110)에 수직방향의 부하가 걸리면 상기 탄성체(213)가 수축되어 틸팅 패드(3)가 아래로 쳐짐과 복원을 반복하여 회전축의 진동을 흡수한다. The
회전축(110)이 외력에 의해 일측으로 편심되거나 진동하면 웹(21)이 탄성적으로 작동하여 진동을 흡수하거나 외력이 작용하는 방향으로 기울어지면서 회전축을 지지하는 방향으로 틸팅 패드(3)를 지지하여 회전축(110)이 안정된 상태를 유지하게 한다. When the
또한 승강하는 피벗(32)이 설치되어 있을 경우에는 회전축(110)에 수직방향의 부하가 걸리면 상기 탄성체(323)가 수축되어 틸팅 패드(3)가 아래로 쳐짐과 복원을 반복하여 회전축의 진동을 흡수한다.이때 포일판(21)과 틸팅 패드(3) 사이에 설치된 범퍼(22)가 수축하여 부하를 흡수함과 동시에 틸팅 패드(3)가 피벗(21)을 중심으로 회동된다. In addition, when the ascending
이렇게 됨으로서 회전축(110)의 부하가 흡수되어 회전축(110)은 안정적인 회전을 이룰 수 있게 된다. By doing so, the load of the
또한 이러한 과정에서 회전축(110)의 기울어질 때나 또는 회전축의 진동이 발생할 경우 진동하는 회전축이 포일판(21)에 부딪힘과 동시에 틸팅 패드(3)가 회동하여 회전축이 기울어진 방향으로 포일판(21), 범퍼(22) 및 틸팅 패드(3)가 회동함으로서 진동하는 회전축에 의해 이들이 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다. In this process, when the
회전축(110)이 외력에 의해 일측으로 편심될 경우 회전축(110)은 편심되는 방향의 포일판(21)의 단부와 대향되어 포일판(21)의 단부에 힘을 가하고, 이때 포일판(21)과 틸팅 패드(3) 사이에 설치된 범퍼(22)가 수축하여 부하를 흡수함과 동 시에 틸팅 패드(3)가 피벗(21) 단부의 힌지핀을 중심으로 회동되어 회전축(110)과 만나는 부분은 하우징(1)측으로 밀리고, 반대측은 중앙으로 당겨진다. When the
이렇게 됨으로서 회전축(110)의 부하가 흡수되어 회전축(110)은 안정적인 회전을 이룰 수 있게 된다. By doing so, the load of the
또한 이러한 과정에서 회전축(110)의 편심이 일어날 때나 또는 회전축의 진동이 발생할 경우 진동하는 회전축이 포일판(21)에 부딛힘과 동시에 틸팅 패드(3)가 회동하여 회전축의 방향으로 포일판(21), 범퍼(22) 및 틸팅 패드(3)가 회동함으로서 진동하는 회전축에 의해 이들이 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다. In addition, when the eccentricity of the
다음으로 트러스트베어링의 작용을 설명한다. Next, the operation of the trust bearing will be described.
트러스트 베어링의 경우에도 상기 저널과 동일하게 그루브(211')가 윤활을 보강하는 역할을 한다. In the case of a thrust bearing, the groove 211 'serves to reinforce lubrication similarly to the journal.
회전축(110)에 수직 방향의 힘이 가해지면 상기 탄성체(323')가 수축되어 틸팅 패드(3')가 아래로 쳐짐과 복원을 반복하여 회전축의 진동을 흡수한다. When a force in the vertical direction is applied to the
회전축(110)이 외력에 의해 일측으로 기울어질 경우 회전축(110)과 일체로 형성된 트러스트 런너(111)가 기울어지고, 트러스트 런너(111) 하부에 설치된 포일판(21')들 중 해당 부분에 설치된 포일판(21')에 힘을 가해진다. When the
이때 포일판(21')과 틸팅 패드(3') 사이에 설치된 범퍼(22')가 수축하여 부하를 흡수함과 동시에 틸팅 패드(3')가 피벗(21')의 힌지핀을 중심으로 회동된다. At this time, the bumper 22 'installed between the foil plate 21' and the tilting pad 3 'contracts to absorb the load and the tilting pad 3' is rotated about the hinge pin of the pivot 21 '. do.
이렇게 됨으로서 회전축(110)의 부하가 흡수되어 회전축(110)은 안정적인 회전을 이룰 수 있게 된다. By doing so, the load of the
또한 이러한 과정에서 회전축(110)의 기울어질 때나 또는 회전축의 진동이 발생할 경우 진동하는 회전축이 포일판(21')에 부딪힘과 동시에 틸팅 패드(2')가 회동하여 회전축이 기울어진 방향으로 포일판(21'), 범퍼(22') 및 틸팅 패드(3')가 회동함으로서 진동하는 회전축에 의해 이들이 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다. In this process, when the
본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 기술되었지만, 후술하는 청구범위에 의해 제시되는 본 발명의 범주와 기술적 사상을 벗어남이 없이 많은 수정 및 변형이 가능하다. While the invention has been described with reference to the preferred embodiments, many modifications and variations are possible without departing from the scope and spirit of the invention as set forth by the claims below.
이상에서 상세히 기술한 바와 같이, 본 발명은 틸팅 패드와 포일을 겹쳐 설치함으로서 댐핑 효과를 높일 수 있고, 하중지지 능력 및 미스얼라인먼트에 대한 적응력이 향상되어 회전축을 보다 안정적으로 지지하면서 떨림 현상이나 진동발생 등을 효과적으로 저감할 수 있는 효과가 있다. As described in detail above, the present invention can increase the damping effect by overlapping the tilting pad and the foil, the load bearing capacity and the ability to adapt to misalignment is improved to support the rotating shaft more stably while generating a vibration phenomenon or vibration There is an effect that can effectively reduce the back.
또한 상기 고무나 스프링 등의 탄성체가 댐핑 효과를 높임으로서 강성 조절 능력이 향상되는 효과가 있다.In addition, the elastic body such as the rubber or the spring has an effect of increasing the damping effect to improve the rigidity adjusting ability.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 문언에 의해서만 제한 해석될 수 있다. While the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many various obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Accordingly, the invention can only be construed limited by the words of the appended claims.
Claims (18)
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