KR20170031993A - 하이브리드 베어링 - Google Patents

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KR20170031993A
KR20170031993A KR1020150129670A KR20150129670A KR20170031993A KR 20170031993 A KR20170031993 A KR 20170031993A KR 1020150129670 A KR1020150129670 A KR 1020150129670A KR 20150129670 A KR20150129670 A KR 20150129670A KR 20170031993 A KR20170031993 A KR 20170031993A
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임도형
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현대중공업 주식회사
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/03—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings
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Abstract

본 발명인 하이브리드 베어링은 로터가 끼워져 회전할 수 있는 공간을 마련하는 하우징 및 복수의 틸팅 패드를 포함하되 상기 패드의 일부는 하우징과 분리 가능하도록 하고 상기 패드의 일부는 하우징과 일체형으로 형성되도록 하여, 패드 교체가 용이하면서 안정적 구동이 가능한 베어링을 제공한다.

Description

하이브리드 베어링{HYBRID BEARING}
본 발명은 베어링의 하우징과 일체로 형성되는 패드와 분리되는 패드를 구비하는 하이브리드 베어링에 관한 것이다.
기존의 틸팅 패드 베어링에서는 부하를 받지 않는 무부하 패드에서 진동의 일종인 패드 플러터링(pad fluttering)이 발생함에 따라 전체 시스템이 불안정하게 되는 문제점이 있었다.
특히 패드와 로터(rotor)가 접촉하여 패드의 손상이 발생하는 스프래깅(sprigging) 현상이 발생하는 경우, 패드의 표면이 손상되고 윤활유에 이물질이 섞이게 되어 베어링 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
특허문헌: KR 1067323 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 하우징과 일체로 형성되는 패드와 분리되는 패드를 구비하는 하이브리드 베어링을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 베어링은 실린더 형상으로 중공부를 형성하여 로터가 회전할 수 있는 공간을 마련하는 하우징; 및 상기 하우징의 내부 측면에 배치되며 로터의 회전 과정에서 로터의 하중이 미치는 방향에 따라 각도가 기울어지는 복수의 패드;를 포함하고, 상기 복수의 패드는, 상기 하우징과 분리 가능한 하나 이상의 분리형패드와 상기 하우징과 일체로 형성되는 하나 이상의 일체형패드로 구성될 수 있다.
또한 상기 분리형패드는, 상기 하우징의 수평중심선 아래에 위치할 수 있다.
또한 상기 하우징의 수평중심선 위에 위치하는 패드는, 상기 하우징과 일체로 형성되는 일체형패드로 구성될 수 있다.
또한 상기 패드는 4개로 구성되어 등 간격으로 배치되며 상기 분리형패드는 2개로 구성될 수 있다.
또한 상기 패드는 5개로 구성되며, 상기 패드 중 2개의 패드는 상기 하우징과 일체로 형성되는 일체형패드로 구성될 수 있다.
또한 상기 패드는 5개로 구성되며, 상기 패드 중 3개의 패드는 상기 하우징과 일체로 형성되는 일체형패드로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 베어링은, 위와 같은 구성을 통해, 부하를 받지 않는 무부하 패드의 자려진동을 방지하여 베어링의 수명을 확보하는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 베어링의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 베어링의 횡단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 베어링의 사시도이이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 베어링의 횡단면도이다.
도 1에 관련되는 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따르는 하이브리드 베어링은 하우징(100) 및 복수의 패드(200)를 포함할 수 있다. 상기 하우징(100)은 실린더 형상으로 중공부를 형성하여 로터(rotor)가 회전할 수 있는 공간을 마련할 수 있으며, 상기 패드(200)는 복수개로 구비될 수 있고 상기 하우징(100)의 내부 측면에 배치되며 로터의 회전 과정에서 로터의 하중이 미치는 방향에 따라 각도가 기울어질 수 있다. 상기 복수의 패드(200) 중 일부는, 상기 하우징(100)과 분리 가능한 분리형패드(210)로 구성될 수 있다. 또한 상기 복수의 패드(200) 중 나머지는 상기 하우징(100)과 일체로 형성되는 일체형패드(220)로 구성될 수 있다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 상기 하우징(100)은 실린더의 형상으로 중공부를 형성하는 하우징본체(110) 및 상기 하우징본체(110)의 축방향에서 연결되는 하우징커버(130)를 포함할 수 있으며, 볼트(140)를 포함하여 상기 하우징본체(110)와 상기 하우징커버(130)를 연결할 수 있다.
상기 하우징본체(110)에 형성되는 중공부에는 상기 패드(200)가 배치될 수 있다. 상기 패드(200)는 상기 하우징본체(110)의 내부 측면에 배치되어 로터가 회전함에 따라 로터의 하중이 미치는 방향에 따라 각도가 기울어질 수 있다. 예를 들어 상기 패드(200)는 로커피봇 방식(Rocker pivot type), 구형피봇 방식(Spherical pivot type) 및 플렉서피봇 방식(Flexure pivot type) 등으로 구성될 수 있다.
상기 패드(200)가 로커피봇 방식 또는 구형피봇 방식으로 구성되는 경우, 상기 패드(200)는 상기 하우징(100)으로부터 분리 가능하다. 반면에 상기 패드(200)가 플렉서피봇 방식으로 구성되는 경우, 상기 패드(200)는 상기 하우징(100)과 일체형으로 형성되므로 분리될 수 없다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 베어링에서 상기 패드(200)는 4개로 구성될 수 있으며 2개의 패드(200)는 상기 하우징(200)과 분리 가능한 분리형패드(210)이고 나머지 2개의 패드(200)는 상기 하우징(200)과 일체로 형성되어 분리 가능하지 않은 일체형패드(220)로 구성될 수 있다. 그리고 상기 패드(200)는 등 간격으로 배치됨으로써 로터의 하중을 고루 분산시킬 수 있다.
상기 하이브리드 베어링에 끼워지는 로터가 수평방향으로 위치하는 경우에, 2개의 상기 분리형패드(210)에 로터의 하중이 전달될 수 있다. 상기 로터가 회전함에 따라 상기 분리형패드(210)는 상기 로터의 회전방향에 따라 각도가 기울어 질 수 있으며, 상기 일체형패드(220)에는 상기 로터의 회전에 따라 진동이 전달될 수 있다.
상기 일체형패드(220)는 상기 하우징(100)과 일체로 연결되므로 상기 로터의 회전에 의해 진동이 전달되더라도 그 진동에너지를 상기 하우징(100)에 전달함으로써, 상기 일체형패드(220)는 상기 분리형패드(210)에 비하여 진동에 의한 떨림이 감소할 수 있다.
상기 패드(200)를 모두 상기 일체형패드(210)로 구성하는 방안이 고려될 수 있으나, 상기 일체형패드(210)는 가공하기 어렵고 패드가 손상되는 경우 베어링 전체를 교체해야 하므로 경제적인 손실 문제가 있다. 상기 분리형패드(210)는 패드의 손상시 패드만 교체하여 다시 사용할 수 있는 장점이 있으므로, 상기 하이브리드 베어링은 경제적인 측면과 베어링의 안정적 구동 측면에서 장점이 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 상기 패드(200)는 5개로 구성될 수 있으며 이 경우 상기 패드(200) 중에서 3개는 상기 일체형패드(220)로 구성되며 나머지 2개의 패드(200)는 상기 분리형패드(210)로 구성될 수 있다. 또한 구성을 바꾸어 상기 패드(200) 중에서 2개는 일체형패드(220)로 구성되며 나머지 3개의 패드(200)는 상기 분리형패드(210)로 구성될 수 있다.
도 2에 관련되는 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다. 도 2에서 일점쇄선은, 상기 하우징(100)의 중심을 지나고 수평면에 평행한 수평중심선(L)을 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 다른 하이브리드 베어링은 4개의 상기 패드(200)를 포함할 수 있으며, 2개의 상기 패드(200)는 분리형패드(210)로 구성되며 상기 수평중심선(L)의 아래에 위치하도록 할 수 있다. 이 경우 상기 하이브리드 베어링에 로터가 수평하게 끼워져 회전하는 경우 상기 분리형패드(210)에 로터의 하중이 전해질 수 있다. 반면 나머지 2개의 상기 패드(200)는 일체형패드(220)로 구성되며 로터가 회전함에 따라 전해지는 진동을 상기 하우징(100)에 전달할 수 있다.
상기 하우징은 연결핀(120)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 상기 연결핀(120)은 상기 분리형패드(210)와 상기 하우징을 연결하며 상기 분리형패드(210)가 로터의 회전방향으로 회전하는 정도를 억제할 수 있다.
상기 패드(200)가 5개로서 3개는 상기 일체형패드(220)로 구성되며 나머지 2개는 상기 분리형패드(210)로 구성되는 경우 상기 2개의 분리형패드(210)가 상기 수평중심선(L)의 아래에 위치하도록 하여 로터의 하중을 주로 받는 패드는 상기 분리형패드(210)이도록 할 수 있다. 상기 분리형패드(210)가 로터의 하중을 주로 받으므로 상기 분리형패드(210)의 마모 및 물성 변화가 상기 일체형패드(220)에 비하여 심하게 발생할 수 있으나, 상기 분리형패드(210)는 상기 하우징(100)에서 분리 및 장착이 용이하므로 운용시간 및 경제성을 확보하기 용이할 수 있다.
또한 구성을 바꾸어 상기 패드(200)가 5개로서 2개는 상기 일체형패드(220)로 구성되며 나머지 3개는 상기 분리형패드(210)로 구성되도록 할 수 있으며, 상기 2개의 일체형패드(220)가 상기 수평중심선(L)의 위에 위치하도록 하여 로터의 하중을 주로 받는 패드는 상기 분리형패드(210)이도록 할 수 있다. 이와 같은 구성은 상기 분리형패드(210)가 로터를 감싸는 영역이 보다 확장되므로 로터의 하중이 상기 3개의 분리형패드(210)에 고루 분산될 수 있다. 따라서 상기 분리형패드(210)의 마모 및 물성 변화가 상기 분리형패드(210)가 2개인 경우에 비하여 감소될 수 있다.
상기 하이브리드 베어링의 제작 측면에서 살펴보면, 상기 일체형패드(220)가 연결되는 상기 하우징본체(110) 부분을 따로 제작하고, 상기 분리형패드(210)가 연결되는 상기 하우징본체(110) 부분을 별도로 제작한 이후에 서로 접합시켜 상기 하이브리드 베어링을 제작할 수 있다.
상기 패드(200)가 4개로 구성되는 경우에는 상기 하이브리드 베어링의 제작 측면에서 유리한 면이 있다. 단면에서 살펴보면, 상기 하우징본체(110)의 중심에서 180° 영역은 상기 일체형패드(220)가 연결되는 하우징본체(110)로서 제작하고, 나머지 180° 영역은 상기 분리형패드(210)가 연결되는 하우징본체(110)로서 제작한 이후에 서로 접합시겨 상기 하이브리드 베어링을 제작할 수 있다.
상기 패드(200)가 5개로 구성되는 경우에, 상기 하우징본체(110)의 중심에서 144° 또는 216°의 영역은 상기 일체형패드(220)가 연결되는 하우징본체(110)로서 제작하고, 나머지 216° 또는 144°의 영역은 분리형패드(210)가 연결되는 하우징본체(110)로서 제작한 이후에 서로 접합시켜 상기 하이브리드 베어링을 제작할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
100: 하우징 110: 하우징본체
120: 연결핀 130: 하우징커버
140: 볼트 200: 패드
210: 분리형패드 220: 일체형패드
L: 수평중심선

Claims (6)

  1. 실린더 형상으로 중공부를 형성하여 로터가 회전할 수 있는 공간을 마련하는 하우징; 및
    상기 하우징의 내부 측면에 배치되며 로터의 회전 과정에서 로터의 하중이 미치는 방향에 따라 각도가 기울어지는 복수의 패드;를 포함하고,
    상기 복수의 패드는, 상기 하우징과 분리 가능한 하나 이상의 분리형패드와 상기 하우징과 일체로 형성되는 하나 이상의 일체형패드로 구성되는 하이브리드 베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분리형패드는,
    상기 하우징의 수평중심선 아래에 위치하는 하이브리드 베어링.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징의 수평중심선 위에 위치하는 패드는, 상기 하우징과 일체로 형성되는 일체형패드인 하이브리드 베어링.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패드는 4개로 구성되어 등 간격으로 배치되며 상기 분리형패드는 2개로 구성되는 하이브리드 베어링.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패드는 5개로 구성되며,
    상기 패드 중 2개의 패드는 상기 하우징과 일체로 형성되는 일체형패드인 하이브리드 베어링.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 패드는 5개로 구성되며,
    상기 패드 중 3개의 패드는 상기 하우징과 일체로 형성되는 일체형패드인 하이브리드 베어링.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114688157A (zh) * 2020-12-25 2022-07-01 上海电气电站设备有限公司 一种用于汽轮机的液磁耦合轴承装置及汽轮机

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