WO2018004098A1 - 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링 - Google Patents

볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링 Download PDF

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최태규
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    • F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

Definitions

  • the present invention relates to a ball socket type tilting pad journal bearing, and more particularly to a tilting pad journal bearing for reducing friction between the tilting pad and the pivot.
  • the bearing not only fixes the rotating shaft at a certain position but also supports the load on the self-weight and the rotating shaft of the rotating shaft so that the rotating shaft can be smoothly rotated.
  • general bearings such as rolling bearings or sliding bearings have a problem in that stability is lowered when the general bearings are installed on the rotating shaft of the rotating machine which rotates at a high speed because not only the support stiffness falls but also the vibration damping ability decreases. For this reason, tilting pad bearings are applied to a rotating shaft that rotates at a high speed.
  • the tilting pad bearing is freely adapted to the load direction through excellent high-speed stability and pivoting, so the bearing characteristics are very excellent, and it is mainly used for high speed / high pressure rotary machines.
  • the tilting pad bearing has a configuration in which a plurality of bearing pads (tilting pads) that can be swung around the rotating shaft in the bearing housing are arranged.
  • the tilting pad is pivotally supported by a pivot provided inside the bearing housing.
  • Such a bearing having a tilting pad supports the rotating shaft with a tilting pad installed to be rotatable to compensate for the eccentricity or inclination of the rotating shaft so as to more stably rotate the rotating shaft.
  • the rotation of the rotating shaft guides the lubricating oil between the outer peripheral surface of the rotating shaft and the bearing surface of the tilting pad to form a wedge-shaped oil film therebetween to support the rotating shaft.
  • the pad support type used in the tilting pad bearing can be largely divided into three types, among which the ball socket type can easily select the size of the ball and the socket so that the pivot stress is at a low level under the normal load, thereby improving the structural stability. It can be secured.
  • the angle of the tilting pad is inclined according to the direction of the axial load of the rotating shaft rotating at high speed, and friction occurs between the tilting pad and the pivot supporting the same.
  • the present invention is to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a ball socket type tilting pad journal bearing for reducing the friction between the tilting pad and the pivot.
  • the present invention for solving the above problems is a cylindrical housing main body, a plurality of tilting pads disposed along the periphery of the inner side of the housing main body, the plurality of tilting pads formed with a concave socket on the side facing the inner surface of the housing main body and the housing
  • a plurality of pivots having a curved surface fixed to an inner surface of the main body and inserted into a socket of each tilting pad, wherein at least one of an outer circumferential surface of the pivot and a socket of the plurality of tilting pads is provided with an oil collecting part for collecting oil;
  • the apparatus may further include a fixed housing coupled to one side of the housing body, wherein the support pins protruding from the upper and lower surfaces of the tilting pad are inserted into the grooves formed in the housing body and the grooves formed in the fixed housing, respectively. Can be fixed.
  • the oil collecting unit may be formed in a plurality of grooves are formed in a circular shape in the circumferential direction.
  • the grooves may be spaced apart in parallel in a direction perpendicular to the central axis of the pivot.
  • the oil collecting unit may be formed of a groove formed spirally along the circumferential direction.
  • the oil collecting unit may be formed of a plurality of grooves having a point shape.
  • the oil collecting unit may be formed of a plurality of ring-shaped grooves.
  • the groove or the groove is not formed at the peak of the pivot.
  • the ball socket type tilting pad journal bearing according to the present invention has an oil collecting part for collecting oil on the outer circumferential surface of the pivot or the socket of the tilting pad, thereby reducing the friction between the tilting pad and the pivot.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a ball socket type tilting pad journal bearing according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view excluding the fixing housing viewed from above after the tilting pad journal bearing of FIG. 1 is assembled.
  • FIG. 3 is a side cross-sectional view of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a part of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a perspective view for showing a ball socket type tilting pad journal bearing according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view for showing a ball socket type tilting pad journal bearing according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view for showing a ball socket type tilting pad journal bearing according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a ball socket type tilting pad journal bearing according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view excluding the fixing housing viewed from above after the tilting pad journal bearing of FIG. 1 is assembled
  • FIG. Figure 2 is a side cross-sectional view
  • Figure 4 is a perspective view of a part of Figure 2
  • Figure 5 is a perspective view for showing a ball socket type tilting pad journal bearing according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a ball socket type tilting pad journal bearing according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the ball socket-type tilting pad journal bearing includes a housing body 100, a tilting pad 200, and a pivot 300.
  • the housing main body 100 has a cylindrical shape having a predetermined height, and a central axis 10 is disposed at the center of the housing main body 100 to rotate.
  • the above-described center shaft rotor may be any conventional one as long as it is a rotating shaft of a rotating machine that rotates at a high speed.
  • a plurality of oil holes may be formed around the housing body 100 to allow oil to flow into the housing body.
  • a plurality of grooves 102 may be formed at the end of the circular ring shape which protrudes inwardly to support the housing main body 100, specifically, the tilting pad.
  • the fixed housing 120 is coupled to one side of the housing main body 100, and may be coupled to another frame or strut stand separate from the present invention.
  • a plurality of grooves 122 may be formed in the fixed housing 120 to couple the support pins of the tilting pad to be described later in addition to the bolt holes for bolt coupling.
  • a plurality of tilting pads 200 are disposed along the circumference of the housing body 100, and are disposed at regular intervals. In one embodiment of the invention, five tilting pads 200 are arranged at equal intervals. However, the present invention is not limited thereto, and according to another applicable embodiment, the plurality of tilting pads may be any of four, six, and the like.
  • the plurality of tilting pads 200 are disposed between the inner surface of the housing main body 100 and the central axis 10, and each side thereof has an inner surface of the housing main body 100 and an outer surface of the central axis 10. It is placed at a certain distance apart.
  • a concave socket 210 is formed on a side surface of the tilting pad 200 facing the inner surface of the housing body 100, and the socket 210 is formed at a central portion thereof.
  • the socket 210 may be formed in the shape of a hemisphere having a constant curvature.
  • the plurality of tilting pads 200 are in the shape of pillars whose cross sections are formed in the shape of a fan line, and side surfaces facing the central axis 10 are curved along the curvature of the central axis 10.
  • the side facing the inner surface of 100 is formed into a curved surface along the curvature of the inner surface.
  • the support pins 220 protrude from the upper and lower surfaces of the tilting pad 200 in the shape of a fan line based on the axial direction of the tilting pad 200, and may have a roughly hemispherical shape or a rectangular shape.
  • the support pin 220 is preferably formed in the center of the upper and lower surfaces of each fan line shape, it is preferably formed in a straight line in a shape that penetrates up and down to face each other.
  • the upper and lower support pins 220 are inserted into and fixed to the grooves 102 formed in the housing body and the grooves 122 formed in the fixed housing, respectively.
  • the plurality of tilting pads 200 may be appropriately spaced apart from each other by a predetermined distance between the inner surface of the housing main body 100 and the central axis 10. Can be tilted to the right and left.
  • a plurality of pivot 300 is fixed to the inner surface of the housing body 100 is inserted into the recessed socket 210 of each tilting pad.
  • the pivot 300 forms a curved surface having a predetermined curvature so that the pivot 300 can be inserted into the socket, and may be formed in the shape of a hemisphere.
  • the curvature of the plurality of pivot 300 is formed smaller than the curvature of the socket 210, the plurality of tilting pad 200 is rolled in contact with the outer peripheral surface of the pivot 300 in the direction of the axial load It can be tilted appropriately by changing the point.
  • An outer circumferential surface of the plurality of pivots 300 is provided with an oil collecting unit for collecting oil.
  • the oil collecting unit a plurality of grooves 320 formed in a circular shape along the periphery of the pivot 300 is spaced apart from each other.
  • the groove 320 is formed in a circular shape in which the diameter increases along the circumference toward the bottom from the highest point in contact with the tilting pad 200 of the pivot 300, the tilting pad of the pivot 300 It may be formed in a direction perpendicular to the center line descending toward the center from the highest point in contact with the 200 is spaced in parallel with each other.
  • the present invention is not limited thereto, and a plurality of grooves formed in a circular shape in a direction parallel to the center line of the pivot or in a direction forming a predetermined angle may be spaced apart in parallel.
  • the thickness of the groove 320 is preferably formed so that the socket 210 of the tilting pad is not thick so as to prevent the inclination of the tilting pad while rolling the outer circumferential surface of the pivot 300, and a groove is formed at the top of the pivot 300. It is preferable that it is not formed.
  • the lubricating oil such as oil introduced between the inner surface of the housing main body 100 and the plurality of tilting pads 200 spaced apart from the predetermined distance, includes an oil collecting part formed on an outer circumferential surface of the pivot 300; That is, by flowing into the groove 320 formed in a circular shape on the outer circumferential surface of the pivot 300 and then collected, the lubricant is sufficiently maintained between the socket 210 and the pivot 300 of the tilting pad, so that the tilting pad and the pivot The friction between the outer circumferential surfaces can be reduced.
  • the ball socket-type tilting pad journal bearing according to the second embodiment of the present invention includes a housing body 100, a tilting pad 200, and a pivot 300.
  • the housing body 100, the tilting pad 200 and the pivot 300 are the same as the tilting pad journal bearing according to the first embodiment, and the description thereof is the same as described above, and thus the description will be omitted and different pivots 300 will be described. It will be described based on the oil collecting portion formed on the outer circumferential surface of the).
  • An outer circumferential surface of the plurality of pivots 300 is provided with an oil collecting unit for collecting oil.
  • the oil collecting unit is formed of a groove 1320 spirally formed along the circumference of the outer peripheral surface of the pivot 300.
  • the thickness of the groove 1320 is preferably formed so that the socket 210 of the tilting pad is not thick so as to prevent the tilting of the socket 210 of the tilting pad while rolling the outer circumferential surface thereof. It is preferable that it is not formed.
  • the lubricating oil such as oil introduced between the inner surface of the housing main body 100 and the plurality of tilting pads 200 spaced apart from the predetermined distance, includes an oil collecting part formed on an outer circumferential surface of the pivot 300; That is, by flowing into the groove 1320 spirally formed along the periphery of the outer peripheral surface of the pivot 300 is collected, the lubricant is sufficiently maintained between the socket 210 and the pivot 300 of the tilting pad, so that the tilting pad and the pivot The friction between the outer circumferential surfaces can be reduced.
  • the ball socket-type tilting pad journal bearing according to the third embodiment of the present invention includes a housing body 100, a tilting pad 200, and a pivot 300.
  • the housing body 100, the tilting pad 200 and the pivot 300 are the same as the tilting pad journal bearing according to the first embodiment, and the description thereof is the same as described above, and thus the description will be omitted and different pivots 300 will be described. It will be described based on the oil collecting portion formed on the outer circumferential surface of the).
  • the oil collecting part includes a plurality of point shaped grooves 2320.
  • Each of the grooves 2320 may be a point shape or a circular groove, and a plurality of grooves 2320 may be disposed along the circumference of the pivot 300. Specifically, as in the third embodiment, it may be arranged in a plurality of layers along the circumference of the pivot 300.
  • the present invention is not limited thereto, and the plurality of grooves 2320 may be any one of a circle shape, a square shape, and the like.
  • the plurality of grooves 2320 may be formed in an appropriate number and layers so that the socket 210 of the tilting pad does not interfere with the rolling of the outer circumferential surface of the pivot 300, and the highest point of the pivot 300. It is preferable that no groove is formed in the groove.
  • the lubricating oil such as oil introduced between the inner surface of the housing main body 100 and the plurality of tilting pads 200 spaced apart from the predetermined distance, includes an oil collecting part formed on an outer circumferential surface of the pivot 300; That is, by being collected after being introduced into the plurality of grooves 2320 having a point shape, the lubricant is sufficiently maintained between the socket 210 and the pivot 300 of the tilting pad, thereby reducing friction between the tilting pad and the outer circumferential surface of the pivot. have.
  • the ball socket type tilting pad journal bearing according to the fourth embodiment of the present invention includes a housing body 100, a tilting pad 200, and a pivot 300.
  • the housing body 100, the tilting pad 200 and the pivot 300 are the same as the tilting pad journal bearing according to the first embodiment, and the description thereof is the same as described above, and thus the description will be omitted and different pivots 300 will be described. It will be described based on the oil collecting portion formed on the outer circumferential surface of the).
  • the oil collecting part includes a plurality of ring-shaped grooves 3320.
  • Each of the grooves 3320 has a ring shape, and is not limited to a circular ring shape as in the fourth embodiment, and any one of a square ring and the like may be applied.
  • the plurality of grooves 3320 may be disposed in plural along the circumference of the pivot 300. Specifically, as in the fourth embodiment, the plurality of grooves 3320 may be disposed in plural layers along the circumference of the pivot 300. Can be.
  • the plurality of grooves 3320 may be formed in an appropriate number and layers so that the socket 210 of the tilting pad does not interfere with the rolling of the outer circumferential surface of the pivot 300, and the peak of the pivot 300. It is preferable that no groove is formed in the groove.
  • the lubricating oil such as oil introduced between the inner surface of the housing main body 100 and the plurality of tilting pads 200 spaced apart from the predetermined distance, includes an oil collecting part formed on an outer circumferential surface of the pivot 300; That is, by being collected after being introduced into the plurality of ring-shaped grooves 3320, the lubricant is sufficiently maintained between the socket 210 and the pivot 300 of the tilting pad, thereby reducing friction between the tilting pad and the outer circumferential surface of the pivot. have.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and the oil collecting portions formed on the outer circumferential surfaces of the plurality of pivots in the above-described embodiments are formed in the sockets 210 of the plurality of tilting pads 200, thereby providing a plurality of Oil may be collected between the tilting pad 200 and the plurality of pivots 300 to reduce friction between the tilting pad and the outer circumferential surface of the pivot.
  • an oil collecting part may be formed on both the outer circumferential surface of the plurality of pivots and the sockets of the plurality of tilting pads.
  • the oil collecting part formed on the sockets 210 of the tilting pads may have the same shape as the oil collecting part formed on the outer circumferential surface of the plurality of pivots 300.
  • the present invention relates to a ball socket type tilting pad journal bearing, and more particularly to a tilting pad journal bearing for reducing friction between the tilting pad and the pivot.

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Abstract

본 발명은 틸팅 패드와 피봇 사이의 마찰 감소를 위한 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링에 관한 것으로, 원통형의 하우징 본체와, 상기 하우징 본체의 내측에 둘레를 따라 배치되며, 상기 하우징 본체의 내면과 대향하는 측면에는 오목한 소켓이 형성된 복수의 틸팅 패드 및 상기 하우징 본체의 내면에 고정되어 각 틸팅 패드의 소켓에 삽입되는 곡면을 갖는 복수의 피봇을 포함하며, 상기 피봇의 외주면과 상기 복수의 틸팅 패드의 소켓 중 적어도 어느 하나에는 오일이 포집되기 위한 오일 포집부가 구비되는 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링을 제공한다.

Description

볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링
본 발명은 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링에 관한 것으로, 특히 틸팅 패드와 피봇 사이의 마찰 감소를 위한 틸팅 패드 저널 베어링에 관한 것이다.
세계적으로 초정밀 및 고속 경량화에 대한 최근의 연구 추세는 보다 신뢰성이 우수하고, 고효율의 회전체 시스템을 개발하는데 그 목표를 두고 있다. 최근의 산업기계의 회전속도는 점차 고속으로 발전하고 있으며, 이와 같이 고속 회전하게 됨으로써 회전기계 단위부피 또는 단위 무게당 운전 효율이 향상될 수 있다.
그러나, 회전기계가 이전에 비해 고속 회전하게 되면서 운전 중에 상당한 진동이 발생하게 되어, 소음 및 부품 손상 등의 문제점이 따르게 되었다. 특히, 터빈이나 발전기 등의 대형 회전 기계에 있어서는, 고중량의 회전축을 안정적으로 지지하여야 하며, 이를 위해 베어링 장치가 사용되고 있다.
여기서, 베어링은 회전축을 일정한 위치에 고정할 뿐만 아니라 회전축의 자중 및 회전축에 미치는 하중을 지지하게 되므로 회전축이 원활히 회전할 수 있도록 한다. 그러나, 구름베어링 또는 미끄럼베어링과 같은 일반 베어링은 지지 강성이 떨어질 뿐만 아니라 진동 감쇠 능력이 떨어지므로 고속 회전하는 회전기계의 회전축에 일반 베어링을 설치할 경우 안정성이 떨어지게 되는 문제가 있었다. 이러한 이유로 고속 회전하는 회전축에는 틸팅 패드 베어링이 적용되고 있다.
특히 윤활 베어링의 1종류로써 틸팅 패드 베어링은 우수한 고속 안정성과 피봇을 통해 자유롭게 하중방향에 적응하므로 베어링 특성이 매우 우수하여 고속/고압의 회전기계에 주로 사용되고 있다.
틸팅 패드 베어링은 베어링 하우징 내에서 회전축의 주위에 요동 가능한 복수의 베어링 패드(틸팅 패드)를 배치한 구성을 갖는다. 틸팅 패드는, 베어링 하우징의 내측에 설치된 피봇에 의해 요동 가능하게 지지되고 있다. 이러한, 틸팅 패드를 갖는 베어링은 회전축을 회동 가능하게 설치된 틸팅 패드로 지지하여 회전축의 편심 또는 기울어짐을 보완하여 보다 안정적으로 회전축의 회전이 이루어지게 하는 것이다. 그리고 회전축의 회전에 의해, 윤활유를 회전축의 외주면과 틸팅 패드의 베어링면 사이로 유도하여, 이들 사이에 쐐기 형상 오일막을 형성해서 회전축을 지지하도록 되어 있다.
이때, 틸팅 패드 베어링에서 사용되는 패드 지지형식은 크게 3가지로 나눌 수 있는데, 그 중 볼 소켓 방식은 정상하중에서는 피봇 응력이 낮은 레벨이 되도록 볼 및 소켓 크기를 쉽게 선정할 수 있어, 구조 안정성을 확보할 수 있다.
하지만, 고속으로 회전되는 회전축의 축 하중의 방향에 따라 틸팅 패드의 각도가 기울어지며, 틸팅 패드와 이를 지지하는 피봇 사이에 마찰이 발생하게 된다.
이에 따라, 틸팅 패드의 하부와 피봇 사이의 마찰로 인해 쉽게 마모되고 손상된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 틸팅 패드와 피봇 사이의 마찰 감소를 위한 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링을 제공하는 것에 목적이 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 원통형의 하우징 본체와, 상기 하우징 본체의 내측에 둘레를 따라 배치되며, 상기 하우징 본체의 내면과 대향하는 측면에는 오목한 소켓이 형성된 복수의 틸팅 패드 및 상기 하우징 본체의 내면에 고정되어 각 틸팅 패드의 소켓에 삽입되는 곡면을 갖는 복수의 피봇을 포함하며, 상기 피봇의 외주면과 상기 복수의 틸팅 패드의 소켓 중 적어도 어느 하나에는 오일이 포집되기 위한 오일 포집부가 구비되는 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링을 제공한다.
또한, 상기 하우징 본체의 일측에 결합되는 고정 하우징을 더 포함하며, 상기 틸팅 패드의 축 방향의 상, 하면에 돌출되어 형성된 지지핀은 상기 하우징 본체에 형성된 홈과 상기 고정 하우징에 형성된 홈에 각각 삽입되어 고정될 수 있다.
상기 오일 포집부는, 둘레방향을 따라 원형으로 형성되는 그루브가 복수개 이격되어 형성될 수 있다.
상기 그루브는 상기 피봇의 중심축과 수직인 방향으로 평행하게 이격되어 형성될 수 있다.
상기 오일 포집부는, 둘레방향을 따라 나선형으로 형성되는 그루브로 이루어질 수 있다.
상기 오일 포집부는, 포인트 형상의 복수의 홈으로 이루어질 수 있다.
상기 오일 포집부는, 링 형상의 복수의 홈으로 이루어질 수 있다.
상기 피봇의 최정점에는 상기 그루브 또는 상기 홈이 형성되지 않는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링은, 피봇의 외주면 또는 틸팅 패드의 소켓에 오일이 포집되기 위한 오일 포집부를 구비함으로써, 상기 틸팅 패드와 피봇 사이의 마찰을 감소시키는 효과가 있다.
이에 따라, 틸팅 패드와 피봇의 마찰로 인한 마모현상과 동력 손실의 감소가 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링을 도시한 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 틸팅 패드 저널 베어링이 조립된 후 위에서 바라본 고정 하우징을 제외한 평면도이다.
도 3은 도 2의 측단면도이다.
도 4는 도 2의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링을 나타내기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링을 나타내기 위한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링을 나타내기 위한 사시도이다.
이하, 본 발명의 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 7을 참조하여 설명하도록 한다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 아래의 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링을 도시한 분해사시도, 도 2는 도 1의 틸팅 패드 저널 베어링이 조립된 후 위에서 바라본 고정 하우징을 제외한 평면도, 도 3은 도 2의 측단면도, 도 4는 도 2의 일부를 나타낸 사시도, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링을 나타내기 위한 사시도, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링을 나타내기 위한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링을 나타내기 위한 사시도이다.
우선, 도1 내지 도4를 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링의 구조를 설명하도록 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링은 개략적으로 하우징 본체(100), 틸팅 패드(200) 및 피봇(300)을 포함하여 이루어진다.
하우징 본체(100)는 일정 높이를 갖는 원통형의 형상으로, 상기 하우징 본체(100)의 중심부에는 중심축(10)이 배치되어 회전 운동한다. 상기의 중심축 로터는 고속 회전하는 회전기계의 회전축이라면 통상의 어떠한 것이 적용되어도 무방하다. 상기 하우징 본체(100)의 둘레에는 오일이 하우징 본체의 내부로 유동될 수 있도록 하는 오일구멍이 다수개 형성될 수 있다.
상기 하우징 본체(100), 구체적으로 틸팅 패드를 지지하기 위해 내부로 연장돌출된 원형 고리모양의 끝단에는 후술할 틸팅 패드의 지지핀이 결합되기 위한 복수의 홈(102)이 형성될 수 있다.
고정 하우징(120)은 상기 하우징 본체(100)의 일측에 결합되는 것으로, 본 발명과는 별개인 다른 프레임이나 지주대 등이 결합될 수 있다. 상기 고정 하우징(120)에는 볼트 결합되기 위한 볼트구멍 이외에 후술할 틸팅 패드의 지지핀이 결합되기 위한 복수의 홈(122)이 형성될 수 있다.
상기 하우징 본체(100)의 내측에는 복수의 틸팅 패드(200)가 둘레를 따라 배치되며, 일정한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서는, 5개의 틸팅 패드(200)가 등간격으로 배치되어 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 적용 가능한 다른 실시예에 따르면, 복수의 틸팅 패드는 4개, 6개 등 어느 것이어도 무관하다. 상기 복수의 틸팅 패드(200)는 상기 하우징 본체(100)의 내면과 상기 중심축(10) 사이에 배치되어, 각 측이 상기 하우징 본체(100)의 내면과 상기 중심축(10)의 외면과 일정거리 이격되어 배치된다.
또한, 상기 각 틸팅 패드(200)에서 하우징 본체(100)의 내면과 대향하는 측면에는 오목한 소켓(210)이 형성되며, 상기 소켓(210)은 중심부에 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 소켓(210)은 일정한 곡률을 갖는 반구의 형상으로 형성될 수 있다. 상기 소켓(210)에는 후술할 피봇이 삽입됨으로써, 상기 복수의 틸팅 패드(200)를 하우징 본체(100)의 내면과 일정거리 이격되도록 유지하면서 중심축(10)의 회전 시 축 하중이 미치는 방향에 따라 알맞게 기울어지도록 할 수 있다. 이에 따라, 자동으로 모멘트 평형을 맞추게 되어 로터가 고속 회전하더라도 불안정한 진동이 감소될 수 있도록 한다.
복수의 틸팅 패드(200)는 단면이 부채선 모양으로 형성된 기둥의 형상으로, 상기 중심축(10)을 대향하는 측면은 상기 중심축(10)의 곡률을 따라 곡면으로 형성되며, 상기 하우징 본체(100)의 내면을 대향하는 측면은 상기 내면의 곡률을 따라 곡면으로 형성된다. 상기 틸팅 패드(200)의 축 방향을 기준으로 부채선 모양으로 이루어진 상, 하면에는 지지핀(220)이 돌출되어 형성되며, 대략적으로 반구 모양 또는 사각형 모양을 가질 수 있다. 상기 지지핀(220)은 각 부채선 모양으로 이루어진 상, 하면의 중심부에 형성되는 것이 바람직하며, 서로 대향하는 위치에 형성되어 상하 관통하는 모양으로 일직선상 형성되는 것이 바람직하다. 상기 상, 하면의 지지핀(220)은 상기 하우징 본체에 형성된 홈(102)과 상기 고정 하우징에 형성된 홈(122)에 각각 삽입되어 고정된다. 이로써, 상기 복수의 틸팅 패드(200)는 상기 하우징 본체(100)의 내면과 상기 중심축(10) 사이에 각각 일정거리 이격되어 알맞게 결합될 수 있고, 축 하중이 미치는 방향에 따라 축 방향을 기준으로 좌, 우를 향해 알맞게 기울어질 수 있다.
복수의 피봇(300)은 상기 하우징 본체(100)의 내면에 고정되어 각 틸팅 패드의 오목한 소켓(210)에 삽입된다. 상기 피봇(300)은 소켓에 삽입될 수 있도록 일정한 곡률을 갖는 곡면을 형성하며, 반구의 형상으로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 복수의 피봇(300)의 곡률은 상기 소켓(210)의 곡률보다는 작게 형성되어, 상기 복수의 틸팅 패드(200)가 축 하중의 방향에 따라 피봇(300)의 외주면을 굴러 접촉되는 지점을 변화시키며 알맞게 기울어질 수 있다.
상기 복수의 피봇(300)의 외주면에는 오일이 포집되기 위한 오일 포집부가 구비된다. 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기 오일 포집부는, 상기 피봇(300)의 외주면에 둘레를 따라 원형으로 형성되는 그루브(320)가 복수개 이격되어 형성된다. 본 일 실시예에서, 상기 그루브(320)는 상기 피봇(300)의 틸팅 패드(200)에 접촉되는 최정점에서 하부로 갈수록 둘레를 따라 지름이 커지는 원형으로 형성되며, 상기 피봇(300)의 틸팅 패드(200)와 접촉되는 최정점으로부터 중심을 향해 내려오는 중심선과 수직인 방향으로 형성되어 서로 평행하게 이격되어 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 피봇의 중심선과 평행인 방향 또는 일정한 각을 이루는 방향으로 원형으로 형성되는 복수개의 그루브가 평행하게 이격되어 형성될 수도 있다.
상기 그루브(320)의 두께는 상기 틸팅 패드의 소켓(210)이 피봇(300)의 외주면을 구르면서 기울어지는 것이 방해되지 않도록 두껍지 않게 형성되는 것이 바람직하며, 상기 피봇(300)의 최정점에는 그루브가 형성되지 않는 것이 바람직하다.
이로 인해, 상기 하우징 본체(100)의 내면과 이로부터 일정거리 이격되어 배치된 상기 복수의 틸팅 패드(200) 사이로 유입된 오일 등의 윤활유는, 상기 피봇(300)의 외주면에 형성된 오일 포집부, 즉 피봇(300)의 외주면에 둘레를 따라 원형으로 형성된 그루브(320)로 유입된 후 포집됨으로써, 상기 틸팅 패드의 소켓(210)과 피봇(300) 사이에 윤활유가 충분히 유지되어 틸팅 패드와 피봇의 외주면 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다.
다음으로는, 도 5를 참고하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링의 구조를 설명하도록 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링은 개략적으로 하우징 본체(100), 틸팅 패드(200) 및 피봇(300)을 포함하여 이루어진다. 상기의 하우징 본체(100), 틸팅 패드(200) 및 피봇(300)은 제1 실시예에 따른 틸팅 패드 저널 베어링과 동일하며, 이에 대한 설명은 상기와 같으므로 생략하기로 하고, 상이한 피봇(300)의 외주면에 형성된 오일 포집부를 중심으로 설명하도록 한다.
복수의 피봇(300)의 외주면에는 오일이 포집되기 위한 오일 포집부가 구비된다. 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 상기 오일 포집부는, 상기 피봇(300)의 외주면에 둘레를 따라 나선형으로 형성되는 그루브(1320)로 이루어진다.
상기 그루브(1320)의 두께는 상기 틸팅 패드의 소켓(210)이 피봇(300)의 외주면을 구르면서 기울어지는 것이 방해되지 않도록 두껍지 않게 형성되는 것이 바람직하며, 상기 피봇(300)의 최정점에는 그루브가 형성되지 않는 것이 바람직하다.
이로 인해, 상기 하우징 본체(100)의 내면과 이로부터 일정거리 이격되어 배치된 상기 복수의 틸팅 패드(200) 사이로 유입된 오일 등의 윤활유는, 상기 피봇(300)의 외주면에 형성된 오일 포집부, 즉 피봇(300)의 외주면에 둘레를 따라 나선형으로 형성된 그루브(1320)로 유입된 후 포집됨으로써, 상기 틸팅 패드의 소켓(210)과 피봇(300) 사이에 윤활유가 충분히 유지되어 틸팅 패드와 피봇의 외주면 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다.
다음으로는, 도 6을 참고하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링의 구조를 설명하도록 한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링은 개략적으로 하우징 본체(100), 틸팅 패드(200) 및 피봇(300)을 포함하여 이루어진다. 상기의 하우징 본체(100), 틸팅 패드(200) 및 피봇(300)은 제1 실시예에 따른 틸팅 패드 저널 베어링과 동일하며, 이에 대한 설명은 상기와 같으므로 생략하기로 하고, 상이한 피봇(300)의 외주면에 형성된 오일 포집부를 중심으로 설명하도록 한다.
복수의 피봇(300)의 외주면에는 오일이 포집되기 위한 오일 포집부가 구비된다. 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 상기 오일 포집부는, 포인트 형상의 복수의 홈(2320)으로 이루어진다. 상기 각 홈(2320)은 포인트 형상, 원 모양의 홈으로, 상기 피봇(300)의 둘레를 따라 복수개가 배치될 수 있다. 구체적으로, 본 제3 실시예에서와 같이, 상기 피봇(300)의 둘레를 따라 복수의 층으로 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 복수의 홈(2320)의 형상은 원 모양, 사각형 모양 등의 어느 것이라도 적용 가능하다.
상기 복수의 홈(2320)은 상기 틸팅 패드의 소켓(210)이 피봇(300)의 외주면을 구르면서 기울어지는 것이 방해되지 않도록 적당한 갯수 및 층으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 피봇(300)의 최정점에는 홈이 형성되지 않는 것이 바람직하다.
이로 인해, 상기 하우징 본체(100)의 내면과 이로부터 일정거리 이격되어 배치된 상기 복수의 틸팅 패드(200) 사이로 유입된 오일 등의 윤활유는, 상기 피봇(300)의 외주면에 형성된 오일 포집부, 즉 포인트 형상의 복수의 홈(2320)으로 유입된 후 포집됨으로써, 상기 틸팅 패드의 소켓(210)과 피봇(300) 사이에 윤활유가 충분히 유지되어 틸팅 패드와 피봇의 외주면 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다.
다음으로는, 도 7을 참고하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링의 구조를 설명하도록 한다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링은 개략적으로 하우징 본체(100), 틸팅 패드(200) 및 피봇(300)을 포함하여 이루어진다. 상기의 하우징 본체(100), 틸팅 패드(200) 및 피봇(300)은 제1 실시예에 따른 틸팅 패드 저널 베어링과 동일하며, 이에 대한 설명은 상기와 같으므로 생략하기로 하고, 상이한 피봇(300)의 외주면에 형성된 오일 포집부를 중심으로 설명하도록 한다.
복수의 피봇(300)의 외주면에는 오일이 포집되기 위한 오일 포집부가 구비된다. 본 발명의 제4 실시예에 따르면, 상기 오일 포집부는, 링 형상의 복수의 홈(3320)으로 이루어진다. 상기 각 홈(3320)은 링 형상으로, 본 제4 실시예에서와 같이, 원형의 링 형상에 한정되지 않으며, 사각링 등 어느 것이라도 적용 가능하다. 상기 복수의 홈(3320)은 상기 피봇(300)의 둘레를 따라 복수개가 배치될 수 있으며, 구체적으로, 본 제4 실시예에서와 같이, 상기 피봇(300)의 둘레를 따라 복수의 층으로 배치될 수 있다.
상기 복수의 홈(3320)은 상기 틸팅 패드의 소켓(210)이 피봇(300)의 외주면을 구르면서 기울어지는 것이 방해되지 않도록 적당한 갯수 및 층으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 피봇(300)의 최정점에는 홈이 형성되지 않는 것이 바람직하다.
이로 인해, 상기 하우징 본체(100)의 내면과 이로부터 일정거리 이격되어 배치된 상기 복수의 틸팅 패드(200) 사이로 유입된 오일 등의 윤활유는, 상기 피봇(300)의 외주면에 형성된 오일 포집부, 즉 링 형상의 복수의 홈(3320)으로 유입된 후 포집됨으로써, 상기 틸팅 패드의 소켓(210)과 피봇(300) 사이에 윤활유가 충분히 유지되어 틸팅 패드와 피봇의 외주면 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다.
상기와 같이, 복수의 틸팅 패드(200)와 복수의 피봇(300) 사이의 마찰이 감소됨에 따라, 마찰로 인한 마모현상과 동력 손실의 감소가 가능하다.
본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 상기에서 설명한 각 실시 예에서의 복수의 피봇의 외주면에 형성된 오일 포집부가 복수의 틸팅 패드(200)의 소켓(210)에 형성됨으로써, 각 복수의 틸팅 패드(200)와 복수의 피봇(300) 사이에 오일이 포집되어 틸팅 패드와 피봇의 외주면 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다. 또는, 상기 복수의 피봇의 외주면과 복수의 틸팅 패드의 소켓 모두에 오일 포집부가 형성될 수 있다.
상기 복수의 틸팅 패드의 소켓(210)에 형성된 오일 포집부는 도시하지 않았으나, 상기 복수의 피봇(300)의 외주면에 형성되는 오일 포집부와 동일한 형상으로 이루어질 수 있다.
본 발명은 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링에 관한 것으로, 특히 틸팅 패드와 피봇 사이의 마찰 감소를 위한 틸팅 패드 저널 베어링에 관한 것이다.

Claims (8)

  1. 원통형의 하우징 본체;
    상기 하우징 본체의 내측에 둘레를 따라 배치되며, 상기 하우징 본체의 내면과 대향하는 측면에는 오목한 소켓이 형성된 복수의 틸팅 패드; 및
    상기 하우징 본체의 내면에 고정되어 각 틸팅 패드의 소켓에 삽입되는 곡면을 갖는 복수의 피봇;을 포함하며,
    상기 피봇의 외주면과 상기 복수의 틸팅 패드의 소켓 중 적어도 어느 하나에는 오일이 포집되기 위한 오일 포집부가 구비되는 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 본체의 일측에 결합되는 고정 하우징;을 더 포함하며,
    상기 틸팅 패드의 축 방향의 상, 하면에 돌출되어 형성된 지지핀은 상기 하우징 본체에 형성된 홈과 상기 고정 하우징에 형성된 홈에 각각 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오일 포집부는, 둘레방향을 따라 원형으로 형성되는 그루브가 복수개 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 그루브는 상기 피봇의 중심축과 수직인 방향으로 평행하게 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 오일 포집부는, 둘레방향을 따라 나선형으로 형성되는 그루브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 오일 포집부는, 포인트 형상의 복수의 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 오일 포집부는, 링 형상의 복수의 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링.
  8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피봇의 최정점에는 상기 그루브 또는 상기 홈이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 볼 소켓형 틸팅 패드 저널 베어링.
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