KR880002076B1 - 스러스트 베어링 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스러스트 베어링

제1도는 본 발명의 실시예에 따라 조립된 제1스러스트 베어링의 상단부를 도시한 평면도.

제2도는 제1도에 도시한 스러스트 패드의 저면을 도시한 평면도.

제3도는 제2도의 Ⅲ-Ⅲ선의 면을 도시한 단면도.

제4도는 제1도에서 제3도에 도시한 스러스트 패드가 곡률이 다른 환상슬롯과 함께 작동하는 캐리어와 연결되는 방법을 도시한 도면.

제5도는 본 발명의 실시예에 따라 조립된 스러스트 베어링의 상단부를 도시한 평면도.

제6도는 제5도에서 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절단한 면을 도시한 단면도.

제7도는 제5도와 제6도와 비슷하게 조립된 베어링의 저부를 도시한 평면도.

제8도는 제7도의 Ⅷ-Ⅷ선의 단면을 도시한 단면도.

제9도는 제5도와 제6도에 조립된 안내부재가 곡률이 다른 환형 슬롯과 함께 작동하는 캐리어와 결합되는 방법을 도식화하여 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 캐리어 4 : 슬롯

10 : 스러스트 패드 60 : 안내부재

본 발명은 스러스트 베어링 조립에 관한 것인데 특히 베어링을 원형으로 배치되도록 하는 캐리어를 포함하는 조립에 관한 것이다.

공지된 스러스트 패드 베어링 조립방법에서는, 원형으로 배치된 스러스트 패드는 축 하중을 흡수하는 캐리어로 지지되고 상기한 캐리어에는 환상의 슬롯이 포함되어 있다. 각 스러스트 패드에는 곡률이 반대인 한쌍의 표면이 있는데 이들 표면은 상기한 슬롯의 폭만큼 떨어져 있고 환상슬롯의 내면과 외면을 형성한다. 그리하여 슬롯의 스러스트 패드 위치점에서, 상기한 스러스트 패드는 캐리어에 대해서 정확히 위치되어 하중을 수용하기가 용이하다.

이러한 조립방법에서, 어느 주어진 곡률의 환상슬롯을 가지는 캐리어에 대해서는 정밀하게 가공된 스러스트 패드가 요구되고, 안내면의 곡률이 다른 여러개의 스러스트 패드가 조합되므로, 치수가 다른 여러개의 베어링에서 스러스트 패드가 낡았을 때는 갈아 끼워야 하는 것이다.

더욱 일반적인 베어링 조립방법에서는, 원형으로 조립된 스러스트 패드는 축하중을 흡수하는 캐리어에 의해 지지되지만 스러스트 패드의 각 후단면은 캐리어를 구성하는 환상슬롯내에 수용되는 한쌍의 안내부재에 연결된다.

이러한 조립방법은 다수의 스러스트 패드 위에 축 하중을 고루 분배하는 자체-평형 시스템(self-levelling system)에서 스러스트 패드를 지지하기가 용이하다. 상기한 자체 평형 시스템에는 원형으로 배치되는 지지 레버가 포함되는데 이것은 레버의 밑 및 각측에서 한쌍의 안내부재에 함께 작동된다. 전술한 바와 같이 상기 안내부재는 상기 슬롯의 내부 및 외부면의 곡률과 각각 정확히 일치하는 반경방향의 내부 및 외부면을 가짐으로 인해, 캐리에 형성된 환형슬롯에 위치하게 된다.

그리하여 주어진 슬롯 곡률을 가지는 캐리어에는 특별한 안내부재가 요구되는 것이다.

미합중국 특허번호 제3,197,264호에는 다른 곡률의 스러스트 베어링에 수용될 수 있는 스러스트 패드를 포함하는 베어링 조립에 관해 개시되어 있다. 그러나, 캐리어에 있는 환상슬롯에 스러스트 패드의 뿌리가 놓여서, 그 패드를 통한 축에 대해 상기 슬롯안에서 패드가 회전할 수 있도록 되어 있으며, 이는 스러스트 패드의 형성으로 인해 인접 패드들 사이에 이격수단이 있어야할 필요가 있게 된다.

따라서 유니버설 베어링이, 첫번째 언급한 종래의 실시예에서는 유니버설 스러스트 패드와 두번째 언급한 종래의 실시예에서는 유니버설 안내부재가 제공될 수 있는 곡률의 범위내에서 환상슬롯이 형성된 캐리어를 가지는 베어링 조립에 적합한 것이 바람직하고, 상기 특허 제3,197,264호에 개시된 바에 반해서, 본 발명에 베어링은 그 베어링을 통한 축에 대해 캐리어 내에서 베어링이 회전하는 것을 방지하도록 하기 위해 다양한 캐리어 내에서 자력으로 위치하고 있다.

본 발명에 따르면, 반경방향 내부 및 외부 측벽을 구비하는 환형 슬롯이 형성된 캐리어와, 상기 슬롯에 위치하기 위한 안내 부위를 갖는 다수의 베어링으로 구성되는 스러스트 베어링 조립이 제공되어서, 상기 각각의 베어링의 안내 부위는 반경방향 내부표면과 반대로 있는 외부표면을 각기 포함하는데, 그 내부표면의 한 구역은 슬롯의 반경방향 내부 측벽과 베어링 접촉하고, 그 외부표면의 두 이격 구격은 슬롯의 반경방향 외부측 벽과 베어링 접촉하여, 상기 베어링 접촉으로 인해 캐리어에 대해 각 베어링이 그 베어링을 통한 축에 대해 반경 방향운동 및 회전운동을 방지하게 된다.

소정의 슬롯폭을 가지고도, 전술한 베어링은 넓은 곡률 범위내에서 슬롯에 맞춰질 수 있으며, 또한 슬롯의 측벽과 상기 베어링의 접촉구역은 곡률과는 무관한 것으로 이해된다.

베어링은 첫번째 언급한 종래의 실시예와 비슷한 스러스트 패드가 포함되거나 혹은 두번째 언급했던 종래의 실시예와 비슷한 안내부재가 포함되어질 수 있다.

선택된 실시예에서, 슬롯내에 수용되는 베어링의 내부면과 외부면(부분)은 슬롯 반경과 슬롯의 외측벽을 지지하는 외부면의양단부 부분과 슬롯의 내측벽을 지지하는 내부면의 중간 부분과 근본적으로 수직하게 연장하도록 다른 부분들과는 직선적으로 평행하다.

편의상, 슬롯내에 수용되는 베어링면에는 슬롯의 측벽에 있는 홈에 수용되는 돌출부가 형성되는 반면 캐리어에 있는 슬롯의 측벽에는 환상형 홈이 있는데 이러한 것들은 모두 베어링이 캐리어로부터 축 방향 이탈을 막기 위한 방법이다.

본 발명의 실시예에서는 각 베어링에는 축 하중을 직접 수용하도록 한 스러스트 패드의 외부면이 포함되고 스러스트 패드의 하부면에는 산마루 부분이 형성되어 있는데, 이것은 캐리어에 대하여 스러스트 패드의 피봇작동을 제한하는, 상기한 슬롯의 저면에 결합된 환상슬롯의 반경방향으로 연장된 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 베어링에 안내부재와 캐리어에 있는 구멍에 위치한 다수의 레버가 포함되어 있는데, 이 레버의 후면은 인접한 두 개의 안내부재와 각 레버의 장착된 다수의 스러스트 패드에 대해서 지지된다.

각 안내부재에는 산마루 부분이 형성되어 있는데 이 산마루 부분은 캐리어에 관하여 상기한 산마루 부분에 서의 안내부재의 피봇작동을 제한하는 캐리어에 고정된 표면과 결합하는 환상슬롯에 반경방향으로 연장되고 연관된 레버로부터 떨어진 저면에 형성되어 있다.

또한, 스러스트 패드의 저면에는, 산마루 부분이 형성되는데 이 산마루 부분은 레버에 관하여 산마루 부분에서 스러스트 패드의 피봇작동을 제한하는 인접한 레버의 표면에 결합되는 환상슬롯의 반경방향으로 연장되어 있다.

제1도에서 제3도까지 참조하면, 도시한 제1스러스트 베어링에는 원형 캐리어(2)가 포함되어 있다. 상기한 원형 캐리어는 내부 측벽(6)과 외부 측벽(8)로 구성된 원형슬롯(4)를 형성하는 상부면에 위치한다.

원형으로 배열된 스러스트 패드(10)들이 캐리어(2)상에 지지되어 있다. 각 스러스트 패드에는 화이트 메탈로 얇게 입힌 마찰 방지면을 제공하는 부채골 형상의 후론트표면(12)이 포함되어 있다. 패드의 반대편에는 직선형으로 평행한 한쌍의 안내면(16)(18)은 후론트표면 접촉부 내면에서 패드의 후론트 표면(12)에 수직하게 연장되어 있다.

실제로, 각 패드의 안내부(14)는 캐리어(2)의 슬롯(4)에 위치하고, 반경방향 외부의 안내면(16)의 단부는 슬롯의 측벽(18)에서의 두 지점(20)(22)와 접촉하는 반면, 반경방향 내부의 안내면(18)의 중심부는 슬롯의 측벽(6)에서의 지점(24)에서 접촉하도록 되어 있다. 각 패드의 안내부(14)의 세 지점은 캐리어(2)에 상대적으로 반경방향과 회전방향의 움직임에 대하여 슬롯(4)와 함께 안전하게 되어 있다.

실제로 움직임 요소가 스러스트 패드 상에 축하중을 작용하는 것을 제거하기 위해서, 상기한 패드는 캐리어(2)에 접하여서 떨어지지 않게 하고, 각 패드의 안내면(14)의 저부에는 제3도에 잘 도시되어 있는 표면(16)(18)을 지나서 평행하게 연장된 한쌍의 상호 반대의 돌출부(26)(28)가 제공되어 있다.

슬롯(4)의 측면(6)(8)의 저부는 돌출부(26)(28)에 대하여 원형홈(30)(32)을 제공하기 위하여 언더커트되어 있다.

제4도는 상술한 유니버설 스러스트 패드(10)가 서로 다른 곡률을 가지는 슬롯(4)내에서 수용되는 방법을 도시하였다.

측벽(6')(8')을 가지며 작은 곡률의 슬롯(4)의 경우, 패드(10)의 안내면(16)(18)은 세 지점(20)(22)(24)에서 상기한 측벽과 접촉한다. 도시한 바와 같이, 상기한 세 지점(20)(22)(24)는 측벽(6")(8")을 가지는 큰 곡률의 슬롯에도 유효하다.

그러므로 유니버설 스러스트 패드는 예정된 공차내에 있는 곡률 범위의 다른 베어링에도 사용될 수 있다.

패드(10)의 각 저부면은 제4도에서 도식적으로 도시한 산마루부(ridge)(34)이 제공되어 질 것이다. 상기한 산마루부(34)는 슬롯(4)의 반경방향으로 연장되고 패드의 피봇작동을 제한하며 축 하중이 작용할 때 상기한 슬롯의 저부에서 결합된다.

제5도에서 제8도까지에는 스러스트 패드(40)의 원형 배열을 포함하는 베어링 부분이 도시되어 있다. 각 패드에는 화이트 메탈로써 베어링 표면의 마찰을 방지하도록 구성된 부채꼴 형상의 후론트 표면(42)이 포함되어 있다.

각각의 스러스트 패드(40)는 저면에 있는 개구(openings)내에 수용된 원기둥형 나무 마개에 위한 조립품의 둘레에 위치된다.

상기한 나무 마개(44)는 메인 캐리어(50)내에 형성된(나무 마개와 같은)형상의 구멍(48)내에 위치한 원통형 지지레버(46)상에 형성된다.

제6도에 자세히 도시한 바와 같이, 산마루부(52)는 캐리어(50)의 반경방향으로 연장되도록 저면에 형성되어 있고 패드(40)은 상기한 산마루부에 의해서 지지레버(46)을 지탱한다. 그래서 실제로, 각 스러스트 패드(40)은 패드면(42)를 가로지르며 오일 압력을 분배하는 중에 지지레버(46)에 상대적으로 서서히 기울어진다. 윤활유는 인접한 구멍(48) 사이에서 캐리어(50)의 랜드부분(land portion)(56)에 형성된 윤활통로(54)는 한쌍의 윤활유 덕트(58)을 경유하여 윤활유가 흘러나오게 되어 있다.

각 지지레버(46)의 후단면은 반대면 단부에서 캐리어(50)의 랜드부분 바로 뒤에 위치한 두개의 안내부재(60)을 지지한다.

상기한 안내부재(60)는 안내부재에 형성된 구멍(64)내에 수용되는 랜드부분(56)으로부터 돌출한 나무 마개(62)에 의하여 둘레로 움직이는 것을 방지한다.

안내부재(60)는 캐리어(50)의 후면에 형성된 원형 슬롯(66)내에 수용되도록 한 것이다. 상기한 슬롯(66)에는 반경방향 내부의 측벽(68)과 외부의 측벽(70)이 각각 포함되어 있다.

제7도와 제8도에 도시한 바와 같이, 각 안내부재(60)는 한쌍의 평행하고 직선인 안내면(72)(74)이 제공되어 있는데 상기한 안내면에는,평행하고 직선이기는 하지만, 경계단부에(움푹들어간) 만곡부가 있다.

안내부재(60) 표면(72)의 양단부 구역은, 안내부재(60)의 중간 구역이 상기한 안내부재와 캐리어의 회전운동과 반경방향을 막기 위하여 캐리어(50)에서 안내부재(60)의 반경방향의 세 지점을 제공하도록 지점(80)에서 상기한 슬롯의 반경방향 내부의 측벽(68)과 접촉하는 반면에, 캐리어(50)의 슬롯(66)에 위치한 안내부재(60)과 함께 지점(76)(78)에서 슬롯(66)의 반경방향 외측벽(70)과 접촉하게 된다.

안내부재(60)에는 제8도에 도시한 바와 같이 표면(72)(74)의 외부에서 평행하게 연장된 상호 반대인 한쌍의 돌출부(82)(84)가 제공되어 있다. 슬롯(66)의 측벽(68)(70)은 한쌍의 원형 홈(86)(88)을 제공하는 언더커트이다.

지지부재(60)의 돌출부(82)(84)는 캐리어(50)으로부터 안내부재(60)의 불합리한 축방향 이동을 막기 위해서 홈(86)(88)내에 각각 수용되어 진다.

안내부재(60)에는 캐리어(50)의 반경방향으로 연장된 저면에 형성된 산마루부(90)이 있고, 상기한 산마루부(90)은 베어링 조립 부품을 형성하는 스페이서 링(92)의 표면을 지지한다.

각 안내부재(60)과 스페이서링(92) 사이에서는 산마루부(90)에서 안내부재(60)과 스페이서링(92)에 상대적인 제한된 피봇작동을 허용하는 것과 같은 약간의 자유로운 작동이 일어난다.

제5도에서부터 제8도까지의 베어링 조립 동작에서, 회전하는 샤프트에 작용하는 축하중은 스러스트 칼라에 작용하는데, 스러스트 칼라는 상기한 축하중을 흡수하는 스러스트 패드(40)의 베어링 표면(42)에 대하여 상기한 샤프트상에 있는 것이다. 만일 어느 하나의 스러스트 패드(40)의 베어링 표면(42)에 대하여 상기한 샤프트상에 있는 것이다. 만일 어느 하나의 스러스트 패드(40)에 작용하는 하중이 다른 두개에 작용하는 것보다 크면, 그 과잉 하중은 상기한 패드에서 원기둥형 지지레버(46)을 통해 한쌍의 안내부재(60)에 전달된다.

안내부재(60)은 하중 아래의 산마루부(90)에서 피봇되어 있고, 2개의 지지레버(46)과, 과대 적하된 패드(40)을 지지하는 상기 언급한 레버(46)의 한쪽면을 하중의 반대방향으로 민다. 이러한 작동은 인접한 스러스트 패드의 자체적으로 균형을 맞추는데 즉, 상기한 패드(40)에 과대하게 걸리는 하중을 감소시키고, 상기한 두 개의 패드에 과대 스러스트를 전달하는 것이다. 이와같은 하중 평형 효과는 패드의 원형 배열 주변에 파급되어서 상기한 패드 배열 사이의 축하중이 평형이 된다.

제4도에서와 같은 방법으로, 제9도에는 유니버설 안내부재(60)이 곡률이 다른 슬롯(66)내에 수용되는 방법이 도시되어 있다. 측벽(68')(70')이 있는 곡률이 작은 원형슬롯의 경우에, 안내부재(60)의 표면(72)(74)는 지점(76)(78)(80)에서 측벽과 접촉한다. 하지만 (도면에) 도시한 바와 같이, 측벽(68")(70")이 있는 곡률이 큰 슬롯의 경우에도 효과가 있다. 그러므로, 단일 치수의 유니버설 안내부재(60)은 슬롯(66)과 함께 작동하는 캐리어(50)을 공급한 여러치수의 베어링에도 사용할 수 있다.

Claims (7)

1. 반경방향으로 직립한 내부 및 외부측벽(6,8)을 구비한 환형 슬롯(4)이 형성된 캐리어(2)와 상기 슬롯(4)에 놓기 위한 안내부위(14)를 포함하는 다수의 베어링(10)으로 구성되고, 상기 베어링(10)의 상기 안내부위(14)는 반경방향 내부면(18)을 포함하고 그 내부 표면의 한 지점(24)은 상기 슬롯(4)의 반경방향 내부측(6)과 베어링 접촉하는 스러스트 베어링이 있어서, 상기 베어링(10)의 상기 안내부위(14)는 반대로 놓인 반경방향 외부면(16)을 포함하고 그 외부면의 두 이격 지점(20,22)은 상기 슬롯(4)의 반경방향 외부측벽(8)과 베어링 접촉하고, 상기 베어링 접촉점(20,22,24)으로 인해 캐리어(2)에 대한 각각의 베어링(10)이 상기 베어링(10)을 통한 축에 대해 반경방향운동 및 회전운동을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 스러스트 베어링.
2. 제1항에 있어서, 베어링(10)이 슬롯(4)내에 수용되는 안내 부위(14)의 내부면과 외부면(16,18)이 슬롯 반경과 슬롯(4)의 반경방향 외부 측벽(8)에 대해서 지지되는 안내 부위(14)의 외부면(16)의 양단부(20,22)와, 반경방향 내부 측벽(6)에 대해서 지지되는 안내 부위(14)의 내부면(18)의 중간부(24)에 수직하게 연장되도록 직선적이고 평행한 것을 특징으로 하는 스러스트 베어링.
3. 제1항에 또는 제2항에 있어서, 상기한 캐리어(2)로부터 베어링(10)의 축방향 운동을 방지하기 위해서, 슬롯(4)에 수용되는 베어링(10) 안내부위(14)의 양측벽(16,18)에는 슬롯(4)의 측벽(6,8)과 연관된 홈(30,32)에 수용되도록 하는 돌출부(26,28)가 형성되는 반면 캐리어(2)에 있는 슬롯(4)의 양측벽(8,6)에는 환상홈(30,32)가 포함되는 것을 특징으로 하는 스러스트 베어링.
4. 제1항에 있어서, 각 베어링에는 스러스트 패드(10)이 포함되는데, 이 스러스트 패드(10)의 상부면은 하중이 작용되고, 하단면에는 캐리어(2)에서 산마루 부분(34)에 관하여 스러스트 패드(10)의 피봇작동을 제한하기 위하여, 상기한 슬롯(4)의 저면에 연결되고 환상슬롯(4)의 반경방향으로 형성된 산마루 부분(34)가 포함되는 것을 특징으로 하는 스러스트 베어링.
5. 제1항에 있어서, 각 베어링에는 안내부재(60)이 포함되어 있고 조립 상태에서는 캐리어(50)이 있는 구멍(48)내에 위치한 다수의 레버(46)이 포함되고, 두개의인접한 안내부재(60)에 대하여 지지되는 레버(46)의 후단면과 상기한 레버(46)에 장착된 다수의 스러스트 패드(40)이 포함되는 것을 특징으로 하는 스러스트 베어링.
6. 제5항에 있어서, 안내부재(60)는 레버(46)로부터 떨어져 있는 저면에 형성된 산마루 부분(90)을 초포함하고, 캐리어(50)에 관하여 산마루 부분(90)에서 안내부재(60)의 피봇작동을 제한하기 위하여 캐리어(50)에 고정된 면에 결합된 환형슬롯(66)에 반경방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 스러스트 베어링.
7. 제6항에 있어서, 스러스트 패드(40)의 저면은 레버(46)에 관하여 상기한 산마루 부분(52)에서 스러스트 패드(40)의 피봇작동을 제한하기 위하여 인접한 레버(46)의 표면에 결합되는 환형슬롯(66)의 반경방향으로 연장된 산마루 부분(52)를 형성하는 것을 특징으로 하는 스러스트 베어링.

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