KR880000811B1 - 일체로 된 베어링 시스템 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

일체로 된 베어링 시스템

제1도는 본 발명의 한 바람직한 실시예를 나타내는 터어빈형 압축기의 정단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

113 : 축 116 : 베어링 하우징

117 : 베어링 장치 119a, 119b : 저어널 베어링

120 : 스프링 122a, 122b : 추력 베어링

121 : 고리형 공간 123 : 윤활유 주입구

131 : 윤활유 배출구 132, 133 : 밀봉구

140 : 임펠러 143 : 볼류트

145 : 날개 147 : 터어빈 출구 분산기

본 발명은 고속도 회전기계, 좀 더 구체적으로 회전 축으로 지지된 시스템의 임계 주파수를 회전기계의 원하는 조업 범위로부터 임의로 벗어나게 조절하기 위해 개별적으로 조절될 수 있는 개별적 시스템으로 지지 축, 휠 수 있는 지지대, 감쇄장치(damping)등을 가지고 있는 베어링 시스템에 관한 것이다.

보통 고속도회전 기계의 축이나 그 배치를 유지하면서 약 150,000RPM 정도까지의 고속도에서 축이 회전할 수 있도록 베어링에 의해 지지된다. 이 경우 그 배치를 어긋나도록 축에 작용되는 많은 현상들이 있는데, 그러한 현상들의 영향은 높은 회전 속도에서 일반적으로 매우 심각하다.

그러한 현상중에 하나로 무게가 균형이 잡히지 않은 축에 작용되는 원심력에 의한 동시 회전(Synchronous whirl)이라 불리는 것이 있다. 일반적으로 축은 기계 자체의 공차(公差)와 재질의 결함과 같은 인자들에 의해 축의 기히학적인 중신과 관성의 중심이 다르기 때문에 무게가 균형이 잡히지 않게된다. 좀 더 심한 불균형은 여러 부품들의 반복되는 분해와 조립, 정상적인 마모, 조업중에 축의 편향등으로 부터 기인된다. 어떤 회전 속도에서, 축은 베어링 하우징내에서 축이 궤도를 따라 선회시키거나 또는 회전시키는 그 자체의 기하학적인 중심보다는 오히려 관성 축에 의해 회전된다. 동시 회전이 베어링 시스템 내의 자연 진동수를 여기(勵起)시킬 경우, 시스템의 진동폭은 과도하게 된다. 일반적으로 시스템의 자연 공명진동수는 그 자체의 임계 속도로 일컬어진다. 예를들어, 두 개의 축 방향으로 위치한 저어널 베어링(journal bearing)으로 지지된 긴 축은 여러가지의 횡 방향 진동 형태를 가질 수 있기 때문에 시스템은 많은 임계속도를 가질 수 있다. 결과적으로, 로러-베어링 시스템의 강체 진동과 벤딩 진동의 진동수에 따른 제2도, 제3도, 또는 그 이상의 임계 속도에서 동시 회전 공명의 경우가 나타날 수 있다.

일반적으로 다른 그러한 현상은 반-진동수, 반-속도 또는 자체-여기된 회전이라 일컬어진다. 축의 회전 속도가 대략 임계 속도의 두배 정도에 접근함에 따라, 축은 조화 진동(harmoniz vibration)을 하거나 또는 동시 축 회전에 부가된 회전을 하게 된다. 이런 진동은 진폭이 급속히 증가하여 종종 베어링을 못 쓰게 한다.

특별히 터어빈형 충전기, 냉동 팽창기, 압축기, 팽창기-전동된 압축기와 같이 다른 장치에 부착된 회전기예에서의 축의 불안정성은, 예를들면, 임펠러와 밀봉구의 원주상 주위에서 압력 변화에 기인한 기체 역학적으로 유도된 여기 상태이다.

회전 축 불안정의 다른 근원은 재질의 이력 현상에 기인한 축의 힘, 회전하는 부분과 고정된 부분간의 마찰력, 그리고 회전하는 기계에 공통된 다른 현상일 수 있다.

상기한 형상의 영향이 베어링 그리고 심한 경우의 기계 고장으로 일으키지 않도록 하기 위해, 베어링 시스템은 축이 진동하거나 방사상으로 움직이는 것을 효과적으로 저지하면서 축을 지지할 수 있어야만 한다.

축의 진동을 저지하기 위한 베어링 시스템은 스프링과 점도성 유체를 포함하는 이중 쿠션에 의해 달성될 수 있다. 축이 방사상으로 움직임에 따라, 작용되는 힘이 공통 길이에 대해 같을 필요는 없지만 축은 공통길이에 대한 베어링 쪽으로 힘을 가하게 된다. 베어링 시스템은, 배어링과 고정면에 접하며 베어링 시스템과 고정면 사이에 점도성 유체 위에 위치한 스프링 구조에 힘을 작용시킴으로써 그러한 힘을 완화하고 저지할 수 있다. 스프링과 점도성 유체에 의해 작용된 힘의 다른 응답은 진동을 감쇄시켜준다. 그러한 시스템내에서, 축 지지물은 베어링으로 제공되며, 휠 수 있는 지지물은 스프링 장치에 의해 제공되며, 감쇄장치는 점도성 유체의 의해 제공된다.

이러한 기술에 잘 알려진 베어링 시스템은 가드너(Gardner)에 의해 출원된 미국특허 4,097,094호에 나타나 있다. 이러한 가드너의 시스템에서, 저어널 베어링은 고체 하우징 내에서 활모양의 스프링에 의해 탄력성 있게 지지된다. 점도성 감쇄장치는 베어링과 하우징사이의 유체로 채워진 간격에 의해 제공된다. 이러한 간격은 베어링 표면의 축 방향 길이보다 짧다.

가드너의 시스템은 몇가지의 단점들을 가지고 있다. 단점중에 하나는 점도성 감쇄의 양이 유체로 채워진 간격의 길이와 직접 비례하기 때문에 제공되는 점도성 감쇄의 양이 베어링 표면과 전적으로 무관하지 않다는 점이다. 가드너의 시스템에서, 유체로 채워진 간격에 의해 제공된 감쇄의 양보다 더 큰 양의 감쇄를 달성하기 위해, 베어링 표면의 축 방향 길이를 증가시켜야만 한다. 이러한 점은, 증기된 베어링 표면이 회전 장치에 대해 불리한 조건이 되며 동력적 응답이 변경된 베어링 표면과 축 표면의 관계에 기인한 문제가 발생되므로 바람직하지 않다.

가드너의 시스템에 관한 다른 결점은 얻을 수 있는 전체 감쇄양이 제한되어 있다는 점이다. 알려진 바와 같이, 감쇄의 양은 유체로 채워진 간격의 너비를 감소시킴으로써 증가시킬 수 있다. 그러나, 기계의 공차때문에 간격의 너비를 약 0.001in 이하로 줄일 수 있다. 게다가, 열에 의한 부품의 뒤틀림, 점도성 유체내에 끼이는 오물, 베어링 하우징의 원뿔형 행정(行程)등이 이러한 간격조차 유지하는 것도 어렵게 만들고 있다. 그러므로 가드너의 시스템은 베어링 표면 길이를 증가시켜 간격의 길이를 증가시키지 않고는 얻을 수 있는 감쇄의 양을 증가시킬 수 없다는 단점이 있다.

상기한 바와같이, 어떤 회전 속도에서 축은 기계 고장을 일으키는 베어링 시스템 내의 자연 주파수를 여기 시킨다. 그러한 결과를 피하는 한가지 방법은 기계의 원하는 조업 회전 속도와 일치하지 않은 자연 진동수를 갖도록 베어링 시스템을 설계하는 것이다. 그러나, 베어링 시스템이 점도성 감쇄 장치와 휠수 있는 지지물, 측 지지물 등을 효과적으로 제공해야 하는 요구때문에 이러한 점은 제한된다.

이러한 제약점을 극복하는 한 가지 방법은 이러한 세 가지 기능이 각기 독립적으로 조정될 수 있는 베어링 시스템을 제공하는데 있다. 그러므로, 예를들면 자연 진동수 문제를 해결하여 베어링 시스템 기능에 영향을 주는 한가지를 해결하는 베어링 시스템의 설계가 다른 두 기능에 영향을 주지 않게 해야 한다. 그러한 시스템 내에서는, 다른 기능중의 하나에 피할 수 없는 악영향을 끼치는 가능성을 배제하여 한 가지 기능을 효과적으로 수행되도록 베어링 시스템을 설계할 수 있고 설계를 변경할 수 있다.

그러므로 본 발명의 목적은 회전 기계에 대한 계량된 베어링 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 회전 기계 내에서 축 지지기능, 휠수 있는 지지기능, 점도성 감쇄 기능이 다른 두기능에 영향을 주지 않고 개별적으로 각 기능이 조정될 수 있는 개량된 베어링 시스템을 제공하는데 있다.

상기한 목적들과 다른 목적들도 이러한 기술에 숙련된 사람이면 다음의 기술로부터 다음에 기술된 베어링 시스템에 의해 달성될 수 있다는 것이 명백해 질 것이다.

즉, (A) 실질적으로 공축 상으로 배치된 회전축을 위치시키기 위한 길이 방향의 구멍을 가진 고정 지지 하우징과 : (B) 하우징 내에, 상기축과 상기 지지 하우징 사이에 적어도 한 쌍의 베어링 장치를 포함하는 회전하지 않은 베어링 장치를 가지며, 각기 베어링 장치는 상기축을 회전 가능하도록 지지하기 위해 베어링 표면을 가지고, 상기 한 쌍의 베어링 장치 사이에 상기 축을 지지하지 않은 간격을 가지며; (C) 적어도 축 길이의 일 부분을 따라 상기 지지 하우징과 상기 베어링 하우징과 상기 베어링 하우징 사이에 일반적으로 일정한 고리형 공간을 포함하는 점성 감쇄 장치를 갖고, 상기 축 길이의 부분은 상기 베어링 표면의 축방향 길이보다 길며, 상기 고리형 공간은 상기 축 길이 부분을 통해 점성 물질로 충전되어 있으며; 그리고(D) 다수의 떨어져 위치한 탄성 지지물은 상기 베어링 하우징과 상기 지지 하우징에 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 시스템으러 달성될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "베어링 표면"이라는 귀절은 회전축 그리고 지지물과 직접 접촉하거나 또는 회전축, 지지물이 각기 그 사이에서 얇은 유체막을 통해 각기 힘을 작용할 수 있는 표면을 의미한다.

본 발명의 베어링 시스템은 제1도를 참조하여 상세하게 기술된 것이다.

부품(110)은 길이 방향으로 구멍을 가진 고정 지지하우징(111)을 가지지고 있다. 축(113)은 구멍의 축과 실질적으로 공축상으로 배열되도록 구멍 내부에 위치하며, 회전시에 회전하지 않은 베어링 하우징(116)에 의해 지지된다. 예를들면 베어링 하우징(116)의 회전은 하우징과 지지 하우징 사이에 황-회전된 또는 지지 하우징에 기계적으로 베어링 하우징을 연결 시킴으로써 방지할 수 있다.

베어링 하우징(116)은 축(113)과 지지하우징(111)사이에 위치시키며 간격을 주기 위한 장치(118)에 의해 내부 연결된 적어도 한쌍의 축 방향으로 위치된 베어링 장치나 버팀장치(117)을 포함한다. 비록 축 방향으로 위치된 베어링 장치(117)과 간격을 주기 위한 고리형 장치(118)은 한 덩어리이지만, 일반적으로 베어링 장치와 간격 장치는 서로 조여지는 개별적인 부품이다.

베어링장치(117)은 상세하게 하기된 윤활유 공급 시스템을 통해 각 베어링 장치에 공급된 얇은 윤활유층 위에서 축(113)을 지지한다. 제1도의 실시예에서, 베어링 장치는 한 쌍의 저어널 베어링(119a), (119b)그리고 한 쌍의 추력(thrust) 베어링(122a), (122b)를 포함한다.

일반적으로 베어링 장치(116)은 회전 기계에 적합하도록 금속으로 제조된다. 예를들면, 회전 기계가 냉동 팽창기일 경우, 베어링 하우징은 스텐레스 강, 티타늄, 베릴륨, 구리를 포함하는 여러가지 물질들로부터 제조될 수 있다. 베어징 하우징은 한 물질 이상으로도 제조 가능하다. 예를들면, 축 방향으로 위치된 베어링 장치(117)은 어떤 한 물질로 제조되고 고리형 간격 장치(118)은 다른 재질로 제조될 수 있다.

축의 부피에 관련하여 베어링 하우징의 부피를 변경할 수 있는 가능성과 더불어, 이러한 재질 선택의 유연성은 축에 대한 베어링 하우징의 무게비율을 넓은 범위에 걸쳐 변경시키는 것을 가능하게 해 준다. 축에 대한 베어링 하우징의 무게 비율을 변화 시킴으로써, 회전 기계의 자연 진동수를 변화시킬 수 있고 자연 진동수가 원하는 조업 속도와 일치하지 않도록 기계를 설계할 수 있다. 일반적으로, 축에 대한 베어링 하우징의 무게 비율은 약 0.01-1.0이다. 축의 무게는 터어빈 바퀴의 무게, 압축기 바퀴 그리고 회전축의 다른 필요한 부품의 무게를 포함한다.

비록 베어링 하우징(116)이 회전하지 않지만, 회전축의 진동과 함께 진동할 수 있다. 진동의 가능성은 탄성 지지물 또는 스프링(120)에 의해 고정 지지물(111)에 탄력성 있게 연결된 베어링 하우징(116)에 의해 제공된다. 이러한 탄성 지지물은 대칭성 응답을 유지하도록 일반적으로 베어링 하우징에 대해 대칭적으로, 그리고 지지 하우징에 대해 동심원이 되도록 베어링 하우징에 비스듬히 위치시킨다.

탄성 지지물은 파상(波狀) 스프링 또는 코일 스프링등의 어떠한 형태라도 가능하며, 그것들은 실질적인 하증이 작동하지 않을 경우 흰 상태에서 원 상태로 충분하게 복원될 수 있으면 된다. 바람직하기로는, 탄성 지지물은 금속 스프링이어야 한다. 금속성의 탄성 지지물은 베어링 하우징(116)이나 지지 하우징(111)과 더불어 완전체가 된다. 그러나, 일반적으로 탄성 지지물(120)은 구조적으로 베어링 하우징(116)과 지지 하우징(111)과 별개이다.

바람직하기로는, 비록 탄성 지지물들이 점성 감쇄 장치의 축 말단부로 제한되지만, 탄성 지지물을 점성 감쇄 장치의 축 말단으로부터 간격을 띄운다. 또한, 탄성 지지물은 탄성 지지물에 작용되는 힘이 베어링 장치에 작용되는 힘과 일직선이 되지 않도록 배열시킨다. 즉, 베어링 장치와 일직선 상으로 위치시킬 필요가 없다. 탄성 지지물은 회전장치의 안정성 한계가 최대로 되도록 점성 감쇄장치를 설계하는 것과 관련하여 선택된다. 이러한 기술에 숙련된 사람에 의해 알려진 바와같이, 탄성 지지물의 과도한 경직 상태는 점성 감쇄장치의 효율을 저해하며, 너무 유연한 탄성 지지물은 베어링 하우징을 너무 크게 편향시키거나 변위시켜 장치를 효율적으로 작동시킬 수 없게 한다.

탄성 지지물(120)에 의한 지지 하우징(111)내에 베어링 하우징(116)의 진동은 적어도 공통 축 길이의 한 부분을 따라 베어링 하우징(116)의 외부 표면과 고정지지 하우징(111)의 내부 표면 사이의 조그만 방사형 공간 또는 일반적으로 좁고 일정한 고리형 공간을 점성 감쇄장치(121)에 의해 억제된다.

일반적으로 고리형 공간은 축 방향으로 일정하다. 제1도의 실시예에서, 고리형 간격은 약 0.002-0.055in., 바람직하기는 약 0.003-0.015in.이다.

감쇄장치 또는 고리형 공간(121)은 특정한 용도에 알맞는 점성과 화학특성을 갖는 물질로 채워진다. 일반적으로 사용되는 물질은 유체이며, 바람직하기로는 베어링에 사용된 유체와 동일한 것이다. 본 발명에 사용적합한 점성물질로는 글리콜과 물 뿐만 아니라 실리콘, 디에스테르, 폴리머 오일, 인산 에스테르를 포함하는 자연상태의 오일 또는 합성오일 등 많은 종류가 있다.

감쇄장치(121)내의 점성 물질로 유체가 사용될 경우, 적당한 공급조직이 제공된다. 제1도에 나타난 공급조직은 다음에 상세하게 기술될 것이다.

감쇄장치(121)에 의해 제공된 감쇄의 정도는 감쇄장치의 축 방향 길이에 따라 변한다. 감쇄장치의 축 방향 길이는 베어링의 축 방향 길이에 의해 제한되지 않기 때문에, 주어진 베어링의 크기에 대해 가능했던 감쇄의 양보다 더 큰 양으로 달성될 수 있다. 이러한 능력은 높은 회전 진동수에서 특히 유용하다. 더우기, 축 지지물, 즉 베어링 또는 탄성 지지물을 작동시키거나 설계하는 데 영향을 주지 않고, 감쇄 장치의 축 방향 길이를 증가시킴으로써 감쇄 정도가 증가되므로 제공된 감쇄의 전체 부품의 경직 특성을 변화시키지 않고 넓은 범위에 걸쳐 변화될 수 있다.

더우기, 본 발명의 베어링 시스템은 여태껏 가능했던 것 보다 공급 감쇄장치에 있어서 더 큰 유연성을 준다. 이 기술에 숙련된 사람들에 알려진 바와같이, 감쇄력은 D(L/C)³에 비례하며, D는 유체 간격의 직경, L은 유체 간격의 길이, C는 유체 간격의 너비 또는 방사형의 깊이를 나타낸다.

상기와 바와같이, L을 증가시킴으로써 감쇄의 양을 증가시킬 수 있다. 또한 C를 감소시킴으로써 감쇄의 양을 증가시킬 수 있다. 그러나, C를 약 0.001in. 이하로 감소시키는 것은 기계의 공차 때문에 바람직하지 않다. 더우기, 부품이 열로 인해 뒤틀리는 현상은 작은 간격을 없애고, 점성 유체내에 끼인 오물과 로터의 원불형태의 행정은 베어링 하우징의 필요한 운동을 제한하거나 방지할 수 있다. 본 발명의 베어링 시스템은 L을 증가시킴으로써 감쇄 정도를 원하는 만큼 증기시켜 이러한 제약점을 극복할 수 있으며, 그럼으로 인하여 상기한 열에 의한 뒤틀림, 원뿔형의 행전, 기계의 공차, 오물등을 성공적으로 처리할 수 있게 된다.

점성 감쇄장치의 바람직한 실시예는 감쇄장치(121)이 간격을 주기 위한 장치(118)과 지지 하우징(111)사이에 위치한 경우이다. 그러므로 점성 감쇄장치는 베어링 표면을 통해 베어링에 전달된 힘과 일직선 상으로 향하게 되지는 않는다.

그러므로 본 발명을 이용하면, 사용된 베어링에 의해 허용된 감쇄장치의 양에 국한되지 않고 필요한 감쇄의 양을 제공할 수 있다.

제1도를 참조하면, 터어빈 바퀴 또는 임펠러(140), 그리고 압축기 바퀴 또는 임펠러(140)이 고정 지지하우징(111)내에서 축(113)의 반대편에 부착되어 있다. 팽창될 고압의 유체는 도면에는 나타나 있지 않은 노즐로 부터 터어빈 입구(142)와 터어빈 볼류트(Volute)(43)을 통해 터어빈바퀴(140) 내부에 방사상으로 주입된다. 이러한 유체는, 고리형 덮개(146)과 바퀴(140)사이로 연장되어 있는 날(145)에 의해 형성된 터어빈 바퀴 통로(144)를 통해 흐른다. 그리고 유체는 축 방향으로 터어빈 출구 분산기(147)을 통해 터어빈 외부로 배출된다. 가압된 유체가 터어빈 바퀴(140)을 통해 팽창될 때, 이 경우 압축기 바퀴(141)인 일종의 힘을 소모하는 장치를 구동시키는 축(113)을 돌린다.

터어빈 바퀴(140)을 통해 팽창된 유체에 의해 가해진 압축기 바퀴(141)의 회전은 압축기의 흡입 장치 또는 입구(148)을 통해 유체를 내부로 끌어들인다. 이러한 유체는 바퀴(141)과 고리형 덮개(151)사이에 연장된 날(150)에 의해 형성된 압축기 통로(149)를 통과하며 압축되며, 압축기 볼류트(152)와 출구 분산기(153)을 통해 배출된다.

축(113)은 저어널 베어링(119a), (119b)위에 회전 가능하도록 부착되어 있으며, 베어링 하우징(116)내의 추력 베어링(122a), (122b)에 의해 축 방향으로 위치된다. 베어링 하우징(116)은 고정 지지 하우징(111)내의 구멍 내부에 차례차례 위치된다. 일반적으로 지지 하우징(111)은 적절한 조임 장치나 핏팅으로 조이거나 결합될 수 있는 여러개의 개별적인 부품으로 구성되어 있다. 각기 저어널 베어링과 추력 베어링의 쌍(119a)와 (122a), (199b)와 (122b)는 고리형 베어링 장치 또는 베어링 장치(117)에 의해 제공된다. 베어링 장치의 베어링 표면은 입구(123)과 윤활 지관(124), (125)를 가지고 있는 윤활 조직을 통해 윤활된다. 용기로 부터 주입된 윤활유는 입구(123)으로 부터 지관(124), (125)를 지나 적절한 크기의 주입 오리피스를 통해 저어널 베어링(119a), (119b)와 추력 베어링(122a), (122b)로 보내진다. 윤활유는 여러 저어널 베어링과 추력 베어링을 통해 축 방향과 방사 방향으로 흘러서 베어링을 윤활시키고 방사형 그리고 축 방향의 하중에 대해축을 지지한다.

제1도의 실시예는 축(113)을 지지하는 한 쌍의 저어널 베어링을 포함하는 한 쌍의 추력 베어링을 나타낸다. 이러한 기술에서 잘 알려진 대로, 추력이 문제시 되지 않을 경우는 추력 베어링은 설치할 필요가 없다. 만일 상당한 추력이 한 방향으로 존재하면, 단지 한 개의 추력 베어링 만을 설치하면 된다.

배출된 윤활유는 저어널 베어링(119a), (119b)로 부터 각기 고리형 함몰부(126)과 (127)내로 흘러들어간다. 그리고 윤활유는 추력 베어링(122a), (122b)로 부터 배출된 윤활유를 혼합하는 배출관(128)(129)를 통해 윤활유에 주 집합 장치(130)내로 흐르게 된다. 점성 감쇄 장치 내에서 사용된 유체가 베어링을 윤활하기 위한 유체와 동일한 경우, 작은 오티피스(137)은 점성 감쇄장치(121)로 부터 점성 유체를 윤활유 집합장치(130)내로 보내주는 데, 사용될 수 있다. 윤활유는 윤활유 배출구(131)을 통해 (130)으로 부터 제거된다.

윤활유가 팽창기/압축기 바퀴(140)과 (141)을 향해 축 방향으로 축(113)을 적시는 것을 방지하기 위해, 베어링과 바퀴 사이에 래비린스-형(labyrinth-type) 밀봉구(132)와 (133)을 위치시킨다. 이러한 밀봉구는 축(113)내부로 조밀하게 간격을 둔 칼 모양의 용기를 설치함으로써 형성되며, 그것에 의해 축과 베어링하우징의 인접면을 따라 흐를 수 있는 통로를 제한시킨다. 밀봉 가스는 통로(134)와 (135)를 통해 밀봉구 양쪽말단의 가운데 지점에서 래비린스 밀봉구 내에 주입시킨다. 이러한 가스는 축 밀봉구의 각기 축 방향의 말단부로 누출될 수 있도록 충분한 압력하에서 주입된다. 이러한 방식으로, 가스는 효과적으로 작동하는 부품에서의 누출을 밀봉시키며, 작동 유체와 윤활유 간의 혼합을 방지한다.

지지하우징과 베어링 하우징이 동심원 상에 위치되도록 일반적으로 탄성지지물을 베어링 하우징에 대해 대칭적으로 위치시킬 경우, 밀봉구는 베어링 하우징과 총체적인 관계이므로 밀봉구에서의 동심성(同心性)은 증진된다. 이러한 기술에 숙련된 사람들에게는 잘 알려진 바와같이, 이심성(異心性) 밀봉구는 동심성 밀본구 보다 3배 이상의 밀봉 가스를 소모하기 때문에 이러한 점은 유리하다.

베어링 하우징(116)은 간격을 주는 고리형 장치(118)에 의해 내부연결된, 축방향으로 간격을 가진 베어링장치(117)을 포함한다. 베어링 하우징(116)은 두개의 떨어져 위치한 금속성 탄성 지지물 또는 스프링(120)에 의해 고정 지지하우징(111)에 탄성력을 가지며 연결되어 있다. 스프링을 베어링 하우징이 회전축의 진동에 따른 동시 회전 범위 내에서 진동하도록 허용한다.

여기 상태의 여러가지 근원에 야기된 베어링 하우징(116)의 진동은, 지지하우징(111)의 내부 표면과 간격을 주는 고리형 장치(118)의 외부 표면 사이에 위치한 작은 방사형 공간을 포함하는 점성 감쇄장치(121)에 의해 억제된다. 제1도의 이러한 실시예에서, 점성 감쇄장치(121)은 저어널 베어링과 추력베어링을 윤활시키기 위해 사용된 유체와 동일한 유체로 충전시킨다. 이러한 유체는 윤활조직의 지관(124), (125)로 부터 적당한 공급관을 통해 감쇄장치(121)내로 주입된다. 그러나, 점성 감쇄 장치에 반드시 베어링 윤활유와 동일한 유체로 충전시킬 필요는 없다.

필요하다면, 니트릴 러버0-링, 등과 같은 고리형 밀봉구는 여러 유체통로가 각기 개별적이 되도록 지지 하누징(111)과 베어링 하우징(116)사이에 위치시킨다.

비록 제1도에서 나타낸 실시예에서 회전 축을 지지하기 위해 저어널 베어링을 사용했지만, 본 발명에서 저어널 베어링 또는 유체-막 베어링에 국한되지는 않는다. 회전축을 지지하기 위해 볼 베어링, 롤러 베어링, 자기성(磁氣性)베어링과 같은 다른 종류의 베어링도 사용 가능하다. 본 발명에서는 베어링 크기의 증가없이 감쇄의 정도를 증가시키는 장치를 제공하므로, 본 발명은 특히 베어링 하중을 감소시키고 볼 베어링과 같이 유체-막 베어링을 사용하지 않는 시스템에 대해 베어링 수명을 증가시키는 점에서 유익하다. 이 점은 유체-막 베어링 아닌 경우는 외부에서 유도된 진동을 감쇄시키도록 그 자체가 매우 작은 고유 감쇄정도를 가지고 있기 때문이다.

본 발명에 따른 베어링 부품의 다른 이점은 제1도에 도해되어 있다. 이러한 기술에 숙련된 사람들이 잘 알고 있는 바와 같이, 터이빈, 압축기등과 같은 유체-조작을한 회전 장치 내에서 밀봉 가스를 최소로 하고 동시에 윤활유 소모도 최소로 하며 기계효율을 최대로 하기 위해 축을 따라 가스와 액체가 밀봉되도록 매우 작은 공차가 요구된다. 베어링 하우징(116)은 완전히 고정된것이 아니라 축에 따라 진동하도록 되어 있으므로, 그 사이의 래비린스 밀봉구는 자체의 설계된 공차와 동심상의 배열을 다른 시스템보다 좀 더 쉽게 유지시킬 수 있다. 결과적으로, 축과 베어링 하우징 사이의 감소된 변위의 이점은 또한 축 밀봉구에 유리하며, 그 이유는 그것에 의해 최초 설계된 대로 밀봉공차를 유지할 수 있기 때문이다.

본 발명에 따른 베어링 시스템을 사용하면, 축 지지물, 휠 수 있는 지지물, 점성 장치가 개별적으로 제공되며 그 중의 어느 하부도 다른 두 개의 영향을 주지 않고 최적 조건으로 조절될 수 있는 베어링 시스템을 얻을 수 있다. 이러한 점은 상당한 양의 점성 감쇄가 요구되는 높은 회전 속도를 가진 기계에 특별히 유리하다.

비록 본 발명에 따른 베어링 부품이 바람직한 실시예와 더불어 상세히 기술되었지만, 본 발명의 취지와 청구 영역 내에서 본 발명에 따른 많은 실시예가 가능하다는 점은 이해되어야 한다.

Claims (9)

1. 회전축을 위치시키기 위한 횡 방향의 구멍을 가진 고정 지지 하우징과, 그 하우징 내에 상기축과 상기 지지 하우징 사이에 적어도 한쌍의 베어링 장치를 포함하는 비 회전 베어링장치를 가지며, 각기 베어링 장치는 상기 축을 회전가능하게 지지하기 위해 베어링 표면을 가지고 상기 한 쌍의 베어링 장치 사이에 상기 축을 지지하지 않는 간격을 가지며,

   적어도 축 길이의 일 부분을 따라 상기 지지 하우징과 상기 베어링 하두징 사이에 일반적으로 일정한 고리형 공간을 포함하는 점성 감쇄 장치를 갖고서 상기 축 길이 부분은 상기 베어링 표면을 축 방향 길이 보다 길며 상기 고리형 공간은 상기 축 길이 부분을 통해 점성 물질로 충전되어 있고, 다수의 떨어져 위치한 탄성 지지물은 상기 베어링 하우징과 상기 지지하우징에 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 시스템.
2. 제1항의 것으로, 상기 베어링 장치가 저어널 베어링인 베어링 시스템.
3. 제1항의 것으로, 상기 점성 물질이 점성 유체인 베어링 시스템.
4. 제1항의 것으로, 상기 점성 감쇄 장치가 상기 간격을 주는 장치와 금속 스프링 사이에 일반적으로 일정한 고리형 공간을 포함하는 베어링 시스템.
5. 제1항의 것으로, 상기 탄성 지지물이 급속 스프링인 베어링 시스템.
6. 제1항의 것으로, 상기 탄성 지지물이 일반적으로 베어링 하우징에 대하여 대칭으로 위치된 베어링 시스템
7. 제1항의 것으로서, 상기 탄성 지지물이 점성 감쇄장치의 축 방향 말단부로 부터 떨어져 위치한 베어링 시스템.
8. 제1항의 것으로서, 상기 탄성 지지물이 작용된 힘과 베어링 장치에 작용된 힘과 베어링 장치에 작용된 힘을 일직선이 되지 않도록 위치된 베어링 시스템.
9. 제1항의 것으로서, 축과 베어링 하우징의 표면이 적어도 축 방향 길이의 일 부분을 따라 축 밀봉구를 형성하는 베어링 시스템.

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