KR102371208B1 - Tilting pad bearing using multiple support methods - Google Patents

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KR102371208B1 KR1020170135014A KR20170135014A KR102371208B1 KR 102371208 B1 KR102371208 B1 KR 102371208B1 KR 1020170135014 A KR1020170135014 A KR 1020170135014A KR 20170135014 A KR20170135014 A KR 20170135014A KR 102371208 B1 KR102371208 B1 KR 102371208B1
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신승훈
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Abstract

본 발명은 베어링의 틸팅 패드를 지지하기 위해 복수의 방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링에 관한 것이다. 본 발명에서는 틸팅 패드를 지지하기 위해 점 지지방식과 선/면 지지방식을 선택적으로 사용하는 틸팅 패드 베어링을 제안한다.
본 발명에 따른 틸팅 패드 베어링은 하중방향의 패드를 점 지지방식으로 지지하고 하중과 다른 방향의 패드를 선/면 지지방식으로 지지하므로, 마모가 적고 간극 조절이 가능하다. 또한 모든 패드를 선/면 지지방식으로 제작한 베어링에 비해 제조비용이 저렴하다.The present invention relates to a tilting pad bearing that uses a plurality of methods to support the tilting pad of the bearing. The present invention proposes a tilting pad bearing that selectively uses a point support method and a line/surface support method to support the tilting pad.
The tilting pad bearing according to the present invention supports a pad in the load direction in a point support method and supports a pad in a direction different from the load in a line/surface support method, so that the wear is small and the gap can be adjusted. In addition, the manufacturing cost is lower than that of a bearing in which all pads are manufactured using a line/surface support method.

Description

복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링{Tilting pad bearing using multiple support methods}Tilting pad bearing using multiple support methods

본 발명은 틸팅 패드 베어링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베어링의 틸팅 패드를 지지하기 위해 복수의 방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링에 관한 것이다.The present invention relates to a tilting pad bearing, and more particularly, to a tilting pad bearing using a plurality of methods to support a tilting pad of the bearing.

틸팅 패드 베어링은 유체 베어링의 일종으로 복수의 조립식 패드를 포함하는 베어링이다. 틸팅 패드 베어링의 작동 시 오일은 점성 항력에 의해 패드면으로 유입되어 얇고 압축된 막을 형성한다. 형성된 오일 막에 의해 하중이 지지되며, 오일막에 가해지는 하중에 따라 패드는 소폭 기울어진다. 패드의 기울기는 베어링에 가해지는 부하 및 회전체의 회전 속도에 따라 변화한다.A tilting pad bearing is a type of fluid bearing and includes a plurality of prefabricated pads. During operation of the tilting pad bearing, oil flows into the pad surface by viscous drag to form a thin and compressed film. The load is supported by the formed oil film, and the pad is slightly inclined according to the load applied to the oil film. The inclination of the pad changes according to the load applied to the bearing and the rotational speed of the rotating body.

틸팅 패드 베어링은 패드가 회전체의 부하와 회전 속도에 따라 틸팅하기 때문에 불안정한 진동을 방지한다. 따라서 틸팅 패드 베어링은 매우 큰 하중과 고속의 회전체를 지지하기에 적합하며, 터빈 및 발전기의 회전축 등 다양한 대형 회전 장비에 사용될 수 있다. The tilting pad bearing prevents unstable vibration because the pad tilts according to the load and rotation speed of the rotating body. Therefore, tilting pad bearings are suitable for supporting very large loads and high-speed rotating bodies, and can be used in various large rotating equipment such as rotating shafts of turbines and generators.

틸팅 패드 베어링은 패드를 지지하는 방식에 따라 점 지지 방식 베어링과 선/면 지지 방식 베어링으로 구분될 수 있다. 점 지지 방식의 대표적인 예는 락커-백 피봇(rocker-back pivot) 방식이고, 선/면 지지 방식의 대표적인 예는 볼-소켓 피봇(ball-socket pivot) 방식이다.The tilting pad bearing can be divided into a point support type bearing and a line/surface support type bearing according to the method of supporting the pad. A representative example of the point support method is a rocker-back pivot method, and a representative example of the line/plane support method is a ball-socket pivot method.

락커-백 피봇 베어링은 그 구조가 단순하여 제작에 따른 비용 및 시간이 적게 소요된다. 그러나 락커-백 피봇 베어링은 틸팅 패드를 점 지지 방식으로 지지하기 때문에 지지면이 빠르게 마모되므로, 터빈 또는 발전기의 회전축 등 베어링이 한번 장착되면 교체가 어려운 설비에 사용이 적합하지 않다. Since the rocker-back pivot bearing has a simple structure, it takes less time and cost to manufacture. However, since the rocker-back pivot bearing supports the tilting pad in a point-supporting manner, the bearing surface wears out quickly, so it is not suitable for use in facilities that are difficult to replace once the bearing is installed, such as a rotating shaft of a turbine or generator.

반면 볼-소켓 피봇 베어링은 선 또는 면 지지 방식으로 틸팅 패드를 지지하기 때문에 지지면이 더디게 마모된다. 또한 심(shim)을 추가하여 틸팅 패드의 간극을 쉽게 조절할 수 있다. 그러나 볼-소켓 피봇 베어링은 락커-백 피봇 베어링에 비해 제조 비용이 매우 높아 장착되는 제품의 가격경쟁력을 저하시키는 요인이 될 수 있다. On the other hand, ball-socket pivot bearings support the tilting pad in a line or surface support method, so the support surface wears more slowly. In addition, the gap of the tilting pad can be easily adjusted by adding a shim. However, the ball-socket pivot bearing has a very high manufacturing cost compared to the rocker-back pivot bearing, which can reduce the price competitiveness of the installed product.

이에 본 발명에서는 락커-백 피봇 베어링과 볼-소켓 피봇 베어링을 상호 보완할 수 있는, 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링을 제안하고자 한다.Accordingly, the present invention intends to propose a tilting pad bearing using a plurality of support methods that can complement the rocker-back pivot bearing and the ball-socket pivot bearing.

일본공개공보 제2016-217443호Japanese Publication No. 2016-217443

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 점 지지방식의 베어링과 선/면 지지방식의 베어링을 상호 보완할 수 있는 틸팅 패드 베어링을 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide a tilting pad bearing capable of complementing the bearing of the point support type and the bearing of the line/plane support type.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링은, 외측 고정부재와 상기 외측 고정부재에 대하여 틸팅이 가능하도록 지지되는 내측 고정부재를 포함하고, 상기 내측 고정부재는 상기 외측 고정부재에 지지되는 방식이 상이한 제1 틸팅 패드와 제2 틸팅 패드를 포함하고, 상기 제1 틸팅 패드는 상기 외측 고정부재를 향하여 돌출된 돌기를 포함하고, 상기 제2 틸팅 패드는 상기 외측 고정부재를 대향하여 함몰된 리세스를 포함하고, 상기 외측 고정부재는 상기 돌기와 대응되는 형상이고 상기 제1 틸팅 패드가 틸팅 가능하도록 상기 돌기를 지지하는 홈; 및 상기 리세스와 대응되는 형상이고 상기 제2 틸팅 패드가 틸팅 가능하도록 상기 리세스를 지지하는 지지부재를 포함한다. A tilting pad bearing using a plurality of support methods according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes an outer fixing member and an inner fixing member supported so as to be tiltable with respect to the outer fixing member, The fixing member includes a first tilting pad and a second tilting pad in different ways supported by the outer fixing member, the first tilting pad includes a protrusion protruding toward the outer fixing member, and the second tilting pad includes a recess recessed to face the outer fixing member, wherein the outer fixing member has a shape corresponding to the projection and supports the projection so that the first tilting pad is tiltable; and a support member having a shape corresponding to the recess and supporting the recess so that the second tilting pad is tiltable.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention, there are at least the following effects.

본 발명에 따른 틸팅 패드 베어링은 회전체의 하중을 지지하기 위해 선/면 지지방식의 패드를 사용하고 나머지 패드에 점 지지방식의 패드를 사용하므로, 마모가 적고 간극 조절이 가능하면서 동시에 제조비용이 선/면 지지방식의 베어링에 비해 상대적으로 저렴하다. 따라서 본 발명에 따른 틸팅 패드 베어링은 내구성이 높기 때문에 한번 장착되면 교체가 힘든 발전기 등의 설비에 사용될 수 있고, 제조 비용이 절감되기 때문에 상기 설비의 가격경쟁력을 높일 수 있다.The tilting pad bearing according to the present invention uses a line/surface support type pad to support the load of the rotating body and uses a point support type pad for the rest of the pad, so the wear is small, the gap can be adjusted, and the manufacturing cost is low. It is relatively inexpensive compared to bearings of the line/surface support type. Therefore, since the tilting pad bearing according to the present invention has high durability, it can be used in facilities such as generators, which are difficult to replace once installed, and can increase the price competitiveness of the facilities because the manufacturing cost is reduced.

또한 본 발명에 따른 틸팅 패드 베어링은 점 지지방식의 패드와 선/면 지지방식의 패드가 마주보도록 배치되므로, 지지대에 장착되는 각도에 따라 점 지지 방식의 패드 또는 선/면 지지방식의 패드가 회전축의 하중을 지지하도록 할 수 있다. 즉, 사용자는 선/면 지지방식의 패드의 성능이 설계값에 미달하는 등과 같이, 필요에 따라 점 지지방식의 패드 또는 선/면 지지방식의 패드가 선택적으로 하중을 지지하도록 틸팅 패드 베어링을 활용할 수 있다.In addition, in the tilting pad bearing according to the present invention, since the point support type pad and the line/surface support type pad are arranged to face each other, the point support type pad or the line/surface support type pad is the axis of rotation depending on the angle it is mounted on the support. can support the load of That is, the user can utilize the tilting pad bearing so that the point support type pad or the line/surface support type pad selectively supports the load as needed, such as when the performance of the line/surface support type pad does not reach the design value. can

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 일 실시예에 따른 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링의 단면도를 나타낸다.
도 2는 회전축이 장착된 일 실시예에 따른 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링의 단면도를 나타낸다.
도 3은 다른 실시예에 따른 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링의 단면도를 나타낸다.
도 4는 회전축이 장착된 다른 실시예에 따른 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링의 단면도를 나타낸다.
도 5는 회전축이 장착된 또 다른 실시예에 따른 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링의 단면도를 나타낸다.1 is a cross-sectional view of a tilting pad bearing using a plurality of support methods according to an embodiment.
2 is a cross-sectional view illustrating a tilting pad bearing using a plurality of support methods according to an embodiment in which a rotation shaft is mounted.
3 is a cross-sectional view showing a tilting pad bearing using a plurality of support methods according to another embodiment.
4 is a cross-sectional view showing a tilting pad bearing using a plurality of support methods according to another embodiment in which a rotating shaft is mounted.
5 is a cross-sectional view of a tilting pad bearing using a plurality of support methods according to another embodiment in which a rotation shaft is mounted.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방식은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and ways of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일 실시예에 따른 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링(1)의 단면도를 나타낸다. 일 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링(1)은 외측 고정부재(20)와 내측 고정부재(10)를 포함한다.1 is a cross-sectional view of a tilting pad bearing 1 using a plurality of support methods according to an embodiment. The tilting pad bearing 1 according to an embodiment includes an outer fixing member 20 and an inner fixing member 10 .

회전축과 축의 지지대 사이의 마찰을 줄여주는 틸팅 패드 베어링에 있어서, 외측 고정부재(20)는 지지대와 맞닿는 틸팅 패드 베어링의 외주면을 이루는 구성 요소이다. 외측 고정부재(20)는 지지대에 대하여 틸팅 패드 베어링의 회전을 방지하는 고정핀(24)을 포함할 수 있다.In a tilting pad bearing that reduces friction between a rotating shaft and a support of the shaft, the outer fixing member 20 is a component constituting an outer circumferential surface of the tilting pad bearing in contact with the support. The outer fixing member 20 may include a fixing pin 24 for preventing rotation of the tilting pad bearing with respect to the support.

고정핀(24)은 외측 고정부재(20)의 외주면에 틸팅 패드 베어링의 반경 방향으로 돌출된 돌기로 형성될 수 있다. 지지대에는 고정핀(24)과 대응되는 형상의 홈이 내어져 있어, 상기 고정핀(24)이 상기 홈에 삽입되어 틸팅 패드 베어링이 지지대에 대하여 회전하는 것이 방지될 수 있다.The fixing pin 24 may be formed as a protrusion protruding in the radial direction of the tilting pad bearing on the outer peripheral surface of the outer fixing member 20 . The support is provided with a groove having a shape corresponding to the fixing pin 24, so that the fixing pin 24 is inserted into the groove to prevent the tilting pad bearing from rotating with respect to the support.

내측 고정부재(10)는 회전축이 삽입되는 홀을 형성하는 구성 요소로, 외측 고정부재(20)에 의해 지지되는 방식이 상이한 복수의 틸팅 패드를 포함할 수 있다. The inner fixing member 10 is a component that forms a hole into which the rotation shaft is inserted, and may include a plurality of tilting pads having different ways of being supported by the outer fixing member 20 .

상기 복수의 틸팅 패드 중 제1 틸팅 패드(11)는 외측 고정부재를 향하여 돌출된 돌기(12)를 포함한다. 제1 틸팅 패드(11)가 장착되는 외측 고정부재(20)에는 상기 돌기(12)에 대응하는 홈(21)이 내어져 있다. 상기 돌기(12)가 상기 홈(21)에 삽입되어 제1 틸팅 패드(11)가 외측 고정부재(20)에 의해 지지될 수 있다.A first tilting pad 11 among the plurality of tilting pads includes a protrusion 12 protruding toward the outer fixing member. A groove 21 corresponding to the protrusion 12 is provided in the outer fixing member 20 to which the first tilting pad 11 is mounted. The protrusion 12 may be inserted into the groove 21 so that the first tilting pad 11 may be supported by the outer fixing member 20 .

상기 돌기(12)는 구형을 이루고 상기 홈(21)은 오목면(concave)를 이룬다. 따라서 상기 돌기(12)와 상기 홈(21)은 점으로 접하게 되므로, 제1 틸팅 패드(11)는 외측 고정부재(20)에 대해 점 지지방식으로 지지될 수 있다. The protrusion 12 has a spherical shape and the groove 21 has a concave shape. Accordingly, since the protrusion 12 and the groove 21 come into contact with each other by a point, the first tilting pad 11 may be supported with respect to the outer fixing member 20 in a point supporting manner.

점 지지방식에 의해 제1 틸팅 패드(11)에 의한 압력이 한점에 집중되어 외측 고정부재(20)에 가해지므로, 제1 틸팅 패드(11)에 지속적으로 하중이 가해질 경우 외측 고정부재(20)와의 접촉부위가 빠르게 마모될 수 있다.Since the pressure by the first tilting pad 11 is concentrated at one point by the point support method and applied to the outer fixing member 20, when a load is continuously applied to the first tilting pad 11, the outer fixing member 20 The contact area may wear out quickly.

돌기(12)를 포함하는 제1 틸팅 패드(11)와 홈(21)을 포함하는 외측 고정부재(20)는 각각 단일체로 형성될 수 있다. 즉, 단순하게 구성될 수 있으므로 제1 틸팅 패드(11)로 구성된 베어링의 경우 소프트웨어를 이용한 성능 해석이 용이하다. 또한 강성, 감쇠 등과 같은 성능 해석 결과가 실제품의 성능과 매우 유사하게 도출될 수 있어, 설계값의 신뢰성이 높다. 또한 단순한 구성으로 인해 제1 틸팅 패드(11)와 그에 대응되는 외측 고정부재(20)의 제작에 시간과 비용이 적게 소요될 수 있다.The first tilting pad 11 including the protrusion 12 and the outer fixing member 20 including the groove 21 may be formed as a single body, respectively. That is, since it can be configured simply, in the case of the bearing configured with the first tilting pad 11, performance analysis using software is easy. In addition, performance analysis results such as stiffness and damping can be derived very similar to the performance of the actual product, so the reliability of the design value is high. In addition, due to the simple configuration, it may take less time and cost to manufacture the first tilting pad 11 and the corresponding outer fixing member 20 .

상기 복수의 틸팅 패드 중 제2 틸팅 패드(13)는 외측 고정부재(20)를 대향하여 함몰된 리세스(14)를 포함한다. 상기 제2 틸팅 패드(13)가 장착되는 외측 고정부재(20)는 상기 리세스(14)에 대응하는 형상의 지지부재(22)를 포함한다. 상기 지지부재(22)가 상기 리세스(14)에 삽입되어 제2 틸팅 패드(13)가 외측 고정부재(20)에 의해 지지될 수 있다.A second tilting pad 13 of the plurality of tilting pads includes a recess 14 recessed to face the outer fixing member 20 . The outer fixing member 20 to which the second tilting pad 13 is mounted includes a support member 22 having a shape corresponding to the recess 14 . The support member 22 may be inserted into the recess 14 so that the second tilting pad 13 may be supported by the outer fixing member 20 .

상기 리세스(14)는 오목면(concave)를 이루고 상기 지지부재(22)는 볼록면(convex)를 이룬다. 따라서 상기 리세스(14)와 상기 지지부재(22)는 오목면과 볼록면의 곡률에 따라 선 또는 면으로 접하게 되므로, 제2 틸팅 패드(13)는 외측 고정부재(20)에 대해 선 또는 면 지지방식으로 지지될 수 있다. The recess 14 is concave and the support member 22 is convex. Accordingly, since the recess 14 and the support member 22 come into contact with a line or a surface according to the curvature of the concave and convex surfaces, the second tilting pad 13 is formed on a line or surface with respect to the outer fixing member 20 . It can be supported in a support manner.

선/면 지지방식에 의해 제2 틸팅 패드(13)에 의한 압력이 분산되어 외측 고정부재(20)에 가해지므로, 제1 틸팅 패드(11)에 비해 제2 틸팅 패드(13)는 마모에 대한 내구성이 강하다. 따라서 한번 장착되면 교체가 어려운 발전기 등의 설비에 제1 틸팅 패드(11)보다 제2 틸팅 패드(13)로 구성된 베어링을 사용하는 것이 더 적합하다.Since the pressure by the second tilting pad 13 is dispersed and applied to the outer fixing member 20 by the line/surface support method, the second tilting pad 13 is more resistant to wear than the first tilting pad 11 . Durable. Therefore, it is more suitable to use a bearing composed of the second tilting pad 13 rather than the first tilting pad 11 in facilities such as a generator, which is difficult to replace once installed.

제1 틸팅 패드(11)를 지지하는 점 지지방식과 제2 틸팅 패드(13)를 지지하는 선/면 지지방식은 모두 패드를 회전체의 부하와 회전 속도에 따라 틸팅이 가능하도록 지지한다. 따라서 틸팅 패드들(11, 13)은 회전체의 움직임에 따라 유연하게 동작하므로 회전체의 불안정한 진동을 방지할 수 있다. Both the point support method of supporting the first tilting pad 11 and the line/surface support method of supporting the second tilting pad 13 support the pad to be tiltable according to the load and rotation speed of the rotating body. Accordingly, since the tilting pads 11 and 13 flexibly operate according to the movement of the rotating body, unstable vibration of the rotating body can be prevented.

제2 틸팅 패드(13)를 지지하는 지지부재(22)는 심(shim) 삽입부(23)를 포함할 수 있다. 심 삽입부(23)에 심을 삽입하면 지지부재(22)는 틸팅 패드 베어링의 원심 방향으로 이동하므로, 이와 연동하여 제2 틸팅 패드(13)가 원심 방향으로 이동하게 된다. 또는 심 삽입부(23)에 삽입된 심을 제거하면 지지부재(22)는 틸팅 패드 베어링의 원심에서 멀어지는 반경 방향으로 이동하므로, 이와 연동하여 제2 틸팅 패드(13)가 반경 방향으로 이동하게 된다. 따라서 심 삽입부(23)에 삽입하는 심의 개수를 조절하여 제2 틸팅 패드(13)와 회전축 사이의 간극을 조절할 수 있다.The support member 22 supporting the second tilting pad 13 may include a shim insertion part 23 . When the shim is inserted into the shim insertion part 23 , the support member 22 moves in the centrifugal direction of the tilting pad bearing, so that the second tilting pad 13 moves in the centrifugal direction in conjunction therewith. Alternatively, when the shim inserted into the shim insertion part 23 is removed, the support member 22 moves in a radial direction away from the centrifugal direction of the tilting pad bearing, so that the second tilting pad 13 moves in a radial direction in conjunction with this. Accordingly, the gap between the second tilting pad 13 and the rotation shaft may be adjusted by adjusting the number of shims inserted into the shim insertion unit 23 .

제2 틸팅 패드(13)와 지지부재(22)는 그 구성과 지지방식이 제1 틸팅 패드(11)에 비해 복잡하여 소프트웨어를 이용한 성능 해석이 상대적으로 용이하지 못하다. 따라서 강성, 감쇠 등과 같은 성능 해석 결과가 실제품의 성능과 오차범위 외로 도출될 수 있어서 설계값의 신뢰성이 상대적으로 낮다. The configuration and support method of the second tilting pad 13 and the support member 22 are more complicated than those of the first tilting pad 11, so that performance analysis using software is relatively difficult. Therefore, performance analysis results such as stiffness and damping may be derived outside the performance and error range of the actual product, so the reliability of the design value is relatively low.

도 1에 도시된 일 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링(1)은 2개의 제1 틸팅 패드(11)와 3개의 제2 틸팅 패드(13)를 포함한다. 2개의 제2 틸팅 패드는 나란히 배열되고, 2개의 제1 틸팅 패드는 나란히 배열된 제2 틸팅 패드의 양 옆에 배열되고, 나머지 1개의 제2 틸팅 패드는 2개의 제2 틸팅 패드와 마주보도록 배열된다. 이러한 배열 방식은 상기 서술한 제1 틸팅 패드(11)와 제2 틸팅 패드(13)의 특성을 고려한 것이다. 회전축이 장착된 틸팅 패드 베어링의 도면인 도 2를 참조하여 일 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링(1)의 패드 배열에 따른 특성을 자세히 살펴본다. The tilting pad bearing 1 according to the embodiment shown in FIG. 1 includes two first tilting pads 11 and three second tilting pads 13 . Two second tilting pads are arranged side by side, two first tilting pads are arranged on both sides of the second tilting pad arranged side by side, and the other second tilting pad is arranged to face the two second tilting pads do. This arrangement method considers the characteristics of the first tilting pad 11 and the second tilting pad 13 described above. The characteristics according to the pad arrangement of the tilting pad bearing 1 according to an exemplary embodiment will be described in detail with reference to FIG. 2 , which is a drawing of a tilting pad bearing to which a rotating shaft is mounted.

도 2는 회전축(30)이 장착된 일 실시예에 따른 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링(1)의 단면도를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 회전축(30)의 회전 궤적(31)은 하중방향(32)을 장축 방향으로 하는 타원을 이룬다. 2 is a cross-sectional view of the tilting pad bearing 1 using a plurality of support methods according to an embodiment in which the rotating shaft 30 is mounted. Referring to FIG. 2 , the rotation trajectory 31 of the rotation shaft 30 forms an ellipse with the load direction 32 as the major axis direction.

일 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링(1)은 2개의 나란한 제2 틸팅 패드(13a)가 회전축(30)의 아래에 위치하도록 지지대에 장착될 수 있다. 이 경우, 2개의 나란한 제2 틸팅 패드(13a)에 의해 회전축(30)의 하중이 지지되고, 회전축(30)의 회전 궤적(31)와 접하는 3개의 제2 틸팅 패드(13a, 13b)에 의해 회전축(30)의 원심력에 의한 부하가 지지된다. 반면, 제1 틸팅 패드(11a)는 회전축(30)의 회전 궤적(31)에서 벗어난 지점에 위치하므로, 제1 틸팅 패드(11a)에는 제2 틸팅 패드(13a, 13b)보다 상대적으로 적은 부하가 가해진다.The tilting pad bearing 1 according to an exemplary embodiment may be mounted on a support such that two parallel second tilting pads 13a are positioned below the rotation shaft 30 . In this case, the load of the rotary shaft 30 is supported by the two side-by-side second tilting pads 13a, and the three second tilting pads 13a and 13b in contact with the rotation trajectory 31 of the rotary shaft 30 are used. A load by the centrifugal force of the rotating shaft 30 is supported. On the other hand, since the first tilting pad 11a is located at a point deviating from the rotational trajectory 31 of the rotational shaft 30, a relatively less load is applied to the first tilting pad 11a than the second tilting pads 13a and 13b. applied

도 1을 참조한 서술에서 살펴보았듯이, 선/면 접촉 지지 방식을 사용하는 제2 틸팅 패드는 점 접촉 지지 방식을 사용하는 제1 틸팅 패드보다 외측 지지부재에 의해 지지되는 면적이 넓어 내구성이 높다. 그리고 제1 틸팅 패드는 단순한 구성으로 인해 제2 틸팅 패드보다 제작비용이 저렴하다. 따라서 회전축(30)에 의해 부하가 집중적으로 가해지는 지점에 제2 틸팅 패드(13a, 13b)를 장착하고 그 외의 지점에 제1 틸팅 패드(11a)를 장착함으로써, 모든 패드를 제1 틸팅 패드로 구성하는 베어링에 비해 내구성이 높고 모든 패드를 제2 틸팅 패드로 구성하는 베어링에 비해 제작비용이 저렴한 틸팅 패드 베어링 제작이 가능하다. As seen in the description with reference to FIG. 1 , the second tilting pad using the line/surface contact support method has a larger area supported by the outer support member than the first tilting pad using the point contact support method, and thus has high durability. In addition, the manufacturing cost of the first tilting pad is lower than that of the second tilting pad due to a simple configuration. Therefore, by mounting the second tilting pads 13a and 13b at the point where the load is intensively applied by the rotation shaft 30 and the first tilting pad 11a at the other points, all the pads are converted into the first tilting pad. It is possible to manufacture a tilting pad bearing that is more durable than the bearings and has a lower manufacturing cost compared to the bearings in which all the pads are composed of the second tilting pad.

또한 회전축(30)의 회전 궤적(31)과 접하는 지점에 제2 틸팅 패드(13a, 13b)를 사용함으로써 심 삽입부를 이용하여 제2 틸팅 패드(13a, 13b)와 회전축(30) 간의 간극을 효율적으로 조정할 수 있다. In addition, by using the second tilting pads 13a and 13b at the point in contact with the rotational trajectory 31 of the rotational shaft 30 , the gap between the second tilting pads 13a and 13b and the rotational shaft 30 is efficiently reduced using a shim insert. can be adjusted with

도 3은 다른 실시예에 따른 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링(2)의 단면도를 나타낸다. 다른 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링(2)은 도 1에 도시된 일 실시예에 따른 베어링(1)과 제1 틸팅 패드와 제2 틸팅 패드의 조합이 다르다. 3 is a cross-sectional view of a tilting pad bearing 2 using a plurality of support methods according to another embodiment. The tilting pad bearing 2 according to another exemplary embodiment is different from the bearing 1 according to the exemplary embodiment shown in FIG. 1 in a combination of the first tilting pad and the second tilting pad.

다른 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링(2)은 3개의 제1 틸팅 패드(11)와 2개의 제2 틸팅 패드(13)를 포함하며, 각각의 틸팅 패드들은 나란히 등간격을 이루며 배열된다. 다른 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링(2)의 틸팅 패드 조합은 지지방식에 따른 틸팅 패드의 특성을 고려한 것으로, 회전축이 장착된 틸팅 패드 베어링의 도면인 도 4를 참조하여 다른 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링(2)의 패드 배열에 따른 특성을 자세히 살펴본다. The tilting pad bearing 2 according to another embodiment includes three first tilting pads 11 and two second tilting pads 13 , and each tilting pad is arranged side by side at equal intervals. The tilting pad combination of the tilting pad bearing 2 according to another embodiment considers the characteristics of the tilting pad according to the support method, and referring to FIG. The characteristics according to the pad arrangement of the bearing (2) will be described in detail.

도 4는 회전축(30)이 장착된 다른 실시예에 따른 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링(2)의 단면도를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 회전축(30)의 회전 궤적은(31) 하중방향(32)을 장축 방향으로 하는 타원을 이룬다.4 is a cross-sectional view showing a tilting pad bearing 2 using a plurality of support methods according to another embodiment on which the rotating shaft 30 is mounted. Referring to FIG. 4 , the rotation trajectory of the rotation shaft 30 forms an ellipse 31 with the load direction 32 as the major axis direction.

다른 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링(2)은 2개의 나란한 제2 틸팅 패드(13a)가 회전축(30)의 아래에 위치하도록 지지대에 장착될 수 있다. 이 경우, 2개의 나란한 제2 틸팅 패드(13a)에 의해 회전축(30)의 하중이 지지된다. 반면, 회전축(30)의 위에 위치한 제1 틸팅 패드(11b)에는 회전축(30)의 원심력에 의한 부하만 가해지고 나머지 2개의 제1 틸팅 패드(11a)는 회전축(30)의 회전 궤적(31)에서 벗어난 지점에 위치하므로, 결과적으로 제1 틸팅 패드(11a, 11b)에는 제2 틸팅 패드보(13a)다 상대적으로 적은 부하가 가해진다. The tilting pad bearing 2 according to another embodiment may be mounted on a support such that two parallel second tilting pads 13a are positioned below the rotation shaft 30 . In this case, the load of the rotating shaft 30 is supported by the two side by side second tilting pads 13a. On the other hand, only the load due to the centrifugal force of the rotation shaft 30 is applied to the first tilting pad 11b positioned above the rotation shaft 30 , and the remaining two first tilting pads 11a have the rotation trajectory 31 of the rotation shaft 30 . Since it is located at a point deviating from , as a result, a relatively less load is applied to the first tilting pads 11a and 11b than the second tilting pad beam 13a.

도 1을 참조한 서술에서 살펴보았듯이, 선/면 접촉 지지 방식을 사용하는 제2 틸팅 패드는 점 접촉 지지 방식을 사용하는 제1 틸팅 패드보다 외측 지지부재에 의해 지지되는 면적이 넓어 내구성이 높다. 그리고 제1 틸팅 패드는 단순한 구성으로 인해 제2 틸팅 패드보다 제작비용이 저렴하고 설계에 대한 신뢰성이 높다. 따라서 회전축(30)에 의해 부하가 직접적으로 가해지는 지점에 제2 틸팅 패드(13a)를 장착하고 그 외의 지점에 제1 틸팅 패드(11a, 11b)를 장착함으로써, 모든 패드를 제1 틸팅 패드로 구성하는 베어링에 비해 내구성이 높고, 모든 패드를 제2 틸팅 패드로 구성하는 베어링에 비해 제작비용이 저렴한 틸팅 패드 베어링 제작이 가능하다. 또한 일 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링과 비교하여, 제1 틸팅 패드의 비율을 높였기 때문에 제작비용을 더욱 절감할 수 있으며, 베어링의 강성, 감쇠 등 설계값에 대한 높은 신뢰성을 얻을 수 있다.As seen in the description with reference to FIG. 1 , the second tilting pad using the line/surface contact support method has a larger area supported by the outer support member than the first tilting pad using the point contact support method, and thus has high durability. In addition, the manufacturing cost of the first tilting pad is lower than that of the second tilting pad due to a simple configuration, and the reliability of the design is high. Therefore, by mounting the second tilting pad 13a at the point where the load is directly applied by the rotation shaft 30 and the first tilting pad 11a, 11b at the other points, all the pads are converted into the first tilting pad. It is possible to manufacture a tilting pad bearing that is more durable than the bearings and has a lower manufacturing cost compared to the bearings in which all the pads are composed of the second tilting pad. In addition, compared to the tilting pad bearing according to the embodiment, since the ratio of the first tilting pad is increased, the manufacturing cost can be further reduced, and high reliability of design values such as rigidity and damping of the bearing can be obtained.

도 5는 회전축(30)이 장착된 또 다른 실시예에 따른 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링(3)의 단면도를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 회전축(30)의 회전 궤적(31)은 하중방향(32)을 장축 방향으로 하는 타원형을 이룬다.5 is a cross-sectional view of the tilting pad bearing 3 using a plurality of support methods according to another embodiment in which the rotating shaft 30 is mounted. Referring to FIG. 5 , the rotation trajectory 31 of the rotation shaft 30 has an elliptical shape with the load direction 32 as the major axis direction.

또 다른 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링(3)은 도 4를 참조한 다른 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링(2)과 비교하였을 때, 틸팅 패드의 구성은 동일하나 고정핀(24b)의 위치와 회전축(30)의 하중을 제1 틸팅 패드(11c)가 지지하는 점이 다르다. The tilting pad bearing 3 according to another embodiment has the same configuration of the tilting pad as compared to the tilting pad bearing 2 according to the other embodiment with reference to FIG. 4, but the position of the fixing pin 24b and the rotation axis ( 30) is different in that the first tilting pad 11c supports the load.

도 4와 도 5를 참조하면, 다른 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링(2)은 제1 틸팅 패드(11a, 11b)와 제2 틸팅 패드(13a)가 서로 마주보도록 배치되므로, 고정핀(24a)의 위치를 변경하면 도 5에 도시된 바와 같이 제1 틸팅 패드(11c)가 회전축(30)의 하중을 지지하도록 틸팅 패드 베어링을 지지대에 장착할 수 있다. 4 and 5 , in the tilting pad bearing 2 according to another embodiment, the first tilting pads 11a and 11b and the second tilting pad 13a are disposed to face each other, so the fixing pin 24a When the position of is changed, as shown in FIG. 5 , the tilting pad bearing may be mounted on the support so that the first tilting pad 11c supports the load of the rotation shaft 30 .

앞서 살펴보았듯이, 제2 틸팅 패드는 구성의 특성상 해석을 통한 설계값의 신뢰도가 제1 틸팅 패드보다 낮다. 따라서 해석을 통해 설계된 제2 틸팅 패드의 실제품의 성능 수치가 설계된 수준에 미달하는 문제가 발생할 수 있다. 이 경우 틸팅 패드 베어링의 고정핀의 위치를 변경하여 회전축의 하중을 제1 틸팅 패드가 대신 지지하도록 하여 설계된 강성과 감쇠값 등을 갖는 틸팅 패드 베어링의 사용이 가능하다.As discussed above, the reliability of the design value through analysis of the second tilting pad is lower than that of the first tilting pad due to the characteristics of the configuration. Therefore, there may be a problem that the performance value of the actual product of the second tilting pad designed through analysis does not reach the designed level. In this case, it is possible to use a tilting pad bearing having rigidity and damping values, etc. designed by changing the position of the fixing pin of the tilting pad bearing so that the first tilting pad supports the load of the rotation shaft instead.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

1: 틸팅 패드 베어링 10: 내측 고정부재
11: 제1 틸팅패드 12: 제1 틸팅패드의 돌기
13: 제2 틸팅패드 14: 제2 틸팅패드의 리세스
20: 외측 고정부재 21: 외측 고정부재의 홈
22: 지지부재 23: 심 삽입부
24: 고정핀 30: 회전축
31: 회전 궤적 32: 하중방향1: tilting pad bearing 10: inner fixing member
11: first tilting pad 12: protrusion of first tilting pad
13: second tilting pad 14: recess of the second tilting pad
20: outer fixing member 21: groove of the outer fixing member
22: support member 23: shim insertion portion
24: fixing pin 30: rotation shaft
31: rotation trajectory 32: load direction

Claims (3)

외측 고정부재와 상기 외측 고정부재에 대하여 틸팅이 가능한 내측 고정부재를 포함하여 회전축을 지지하는 틸팅 패드 베어링에 있어서,
상기 내측 고정부재는 상기 외측 고정부재에 지지되는 방식이 상이한 제1 틸팅 패드와 제2 틸팅 패드를 포함하고,
상기 제1 틸팅 패드는 상기 외측 고정부재를 향하여 돌출된 돌기를 포함하고,
상기 제2 틸팅 패드는 상기 외측 고정부재를 대향하여 함몰된 리세스를 포함하고,
상기 외측 고정부재는 상기 돌기와 대응되는 형상이고 상기 제1 틸팅 패드가 틸팅 가능하도록 상기 돌기를 지지하는 홈; 및
상기 리세스와 대응되는 형상이고 상기 제2 틸팅 패드가 틸팅 가능하도록 상기 리세스를 지지하는 지지부재를 포함하되,
상기 제1 틸팅 패드는 점 지지방식에 의해 상기 외측 고정부재에 지지되고,
상기 제2 틸팅 패드는 선 또는 면 지지방식에 의해 상기 외측 고정부재에 지지되고,
타원 궤적으로 회전하는 상기 회전축의 부하가 집중되는 지점에 상기 제2 틸팅 패드가 배치되고, 나머지 지점에 상기 제1 틸팅 패드가 배치되는, 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링.A tilting pad bearing for supporting a rotating shaft, comprising an outer fixing member and an inner fixing member capable of tilting with respect to the outer fixing member,
The inner fixing member includes a first tilting pad and a second tilting pad having different ways of being supported by the outer fixing member,
The first tilting pad includes a protrusion protruding toward the outer fixing member,
The second tilting pad includes a recess recessed to face the outer fixing member,
the outer fixing member has a shape corresponding to the protrusion and includes a groove for supporting the protrusion so that the first tilting pad is tiltable; and
a support member having a shape corresponding to the recess and supporting the recess so that the second tilting pad is tiltable;
The first tilting pad is supported on the outer fixing member by a point support method,
The second tilting pad is supported on the outer fixing member by a line or surface support method,
A tilting pad bearing using a plurality of support methods, wherein the second tilting pad is disposed at a point where the load of the rotation shaft rotating in an elliptical trajectory is concentrated, and the first tilting pad is disposed at the remaining point. 제1항에 있어서,
상기 내측 고정부재는 서로 등간격으로 배열되는 2개의 제1 틸팅 패드와 3개의 제2 틸팅 패드를 포함하고, 상기 3개의 제2 틸팅 패드 중 2개의 제2 틸팅 패드는 나란히 배열되고, 상기 2개의 제1 틸팅 패드는 상기 2개의 제2 틸팅 패드의 양쪽에 배열되고, 나머지 1개의 제2 틸팅 패드는 상기 제1 틸팅 패드의 사이에 배열되는, 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링.According to claim 1,
The inner fixing member includes two first tilting pads and three second tilting pads arranged at equal intervals from each other, and two second tilting pads among the three second tilting pads are arranged side by side, and the two A tilting pad bearing using a plurality of support methods, wherein a first tilting pad is arranged on both sides of the two second tilting pads, and the other second tilting pad is arranged between the first tilting pads. 제1항에 있어서,
상기 틸팅 패드 베어링의 회전을 방지하는 고정핀을 더 포함하고,
상기 고정핀은 상기 틸팅 패드 베어링이 장착되는 상기 회전축의 하중을 상기 제1 틸팅 패드가 지지하거나 또는 상기 제2 틸팅 패드가 지지하도록 상기 외측 고정부재의 외주면에 형성되는, 복수의 지지방식을 사용하는 틸팅 패드 베어링.According to claim 1,
Further comprising a fixing pin for preventing rotation of the tilting pad bearing,
The fixing pin is formed on the outer peripheral surface of the outer fixing member so that the first tilting pad or the second tilting pad supports the load of the rotation shaft on which the tilting pad bearing is mounted, using a plurality of support methods tilting pad bearings.
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