JP2016142310A

JP2016142310A - Bearing apparatus and bearing apparatus installation method

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Publication number: JP2016142310A
Application number: JP2015017741A
Authority: JP
Inventors: 中野　隆; Takashi Nakano; 隆中野; 篠原　種宏; Tanehiro Shinohara; 種宏篠原; 貝漕　高明; Takaaki Kaikogi; 高明貝漕; 小澤　豊; Yutaka Ozawa; 豊小澤
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2016-08-08
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: JP5922808B1

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing apparatus and a bearing apparatus installation method capable of reliably preventing spring-up of a rotor shaft in an emergency.SOLUTION: A bearing apparatus comprises: a bearing section; a carrier ring provided on an outer circumferential side of the bearing section and configured to hold the bearing section; a bearing housing provided on an outer circumferential side of the carrier ring; at least one upper key attached to an upper half region of the carrier ring so as to be placed between the upper half region and the bearing housing; and at least one upper shim attached to the upper half region of the carrier ring so as to be plated between any one of the upper half region of the carrier ring and the bearing housing and the upper key.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、ロータ軸を回転自在に支持するための軸受装置および軸受装置の据付方法に関する。 The present disclosure relates to a bearing device for rotatably supporting a rotor shaft and a method for installing the bearing device.

一般に、蒸気タービンやガスタービン等の回転機械は、ロータ軸を回転自在に支持するための軸受装置を備えている。この軸受装置として、軸受部を支持するためのキャリアリングを備えた構成が知られている。通常、キャリアリングは、軸受ハウジングに取り付けられている。また、キャリアリングには、軸受部を支持する機能の他に、ロータ軸を適正な位置に保持するために、軸受部の位置決めを行う機能を有するものがある。 In general, a rotary machine such as a steam turbine or a gas turbine includes a bearing device for rotatably supporting a rotor shaft. As this bearing device, a configuration including a carrier ring for supporting a bearing portion is known. The carrier ring is usually attached to the bearing housing. In addition to the function of supporting the bearing portion, some carrier rings have a function of positioning the bearing portion in order to hold the rotor shaft at an appropriate position.

例えば、特許文献１には、ジャーナル軸受として用いられる軸受装置が記載されている。この軸受装置では、ロータ軸を支持する下側軸受胴（下側キャリアリング）と軸受ハウジングとの間に、第２キー及びシムが配置されており、シムによって下側軸受胴の径方向の位置決めを行うようになっている。また、上側軸受と軸受ハウジングとの間には、ロータ軸の横方向の調節を補償するための第３キーが配置されている。 For example, Patent Document 1 describes a bearing device used as a journal bearing. In this bearing device, a second key and a shim are arranged between a lower bearing cylinder (lower carrier ring) that supports the rotor shaft and the bearing housing, and the radial positioning of the lower bearing cylinder is performed by the shim. Is supposed to do. A third key is arranged between the upper bearing and the bearing housing to compensate for the lateral adjustment of the rotor shaft.

特開昭６３−１３３８５２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-133852

ところで、上述したような軸受装置においては、ロータ軸の回転時に、意図せずロータ軸が上方に跳ね上がって回転機械の部品を損傷する可能性がある。例えば、タービンにおいてロータ軸の跳ね上がりが発生した場合、タービンのブレードがケーシングに接触してブレードが損傷してしまうおそれがある。 By the way, in the bearing device as described above, when the rotor shaft rotates, the rotor shaft may unintentionally jump upward and damage the parts of the rotating machine. For example, when the rotor shaft springs up in the turbine, the blades of the turbine may come into contact with the casing and the blades may be damaged.

この点、特許文献１では、ロータ軸が跳ね上がった時、ロータ軸は上側軸受に接触することにより上方への変位が阻止されるようになっている。しかしながら、下側軸受胴はロータ軸の調芯性を考慮して位置決めされるため、下側軸受胴の位置に応じて決定される上側軸受と軸受ハウジングとの距離が大きくなってしまう可能性がある。その場合、上側軸受がロータ軸から上方への荷重を受けたとき、上側軸受は上方に移動する余地があるため、危急時において上側軸受によってロータ軸を確実に押さえ込むことが難しくなる。 In this regard, in Patent Document 1, when the rotor shaft springs up, the rotor shaft comes into contact with the upper bearing to prevent upward displacement. However, since the lower bearing cylinder is positioned in consideration of the alignment of the rotor shaft, the distance between the upper bearing and the bearing housing, which is determined according to the position of the lower bearing cylinder, may increase. is there. In this case, when the upper bearing receives an upward load from the rotor shaft, there is room for the upper bearing to move upward, so that it is difficult to reliably press the rotor shaft by the upper bearing in an emergency.

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、危急時におけるロータ軸の跳ね上がりを確実に防止できる軸受装置および軸受装置の据付方法を提供することを目的とする。 In view of the above-described circumstances, at least one embodiment of the present invention aims to provide a bearing device and a bearing device installation method that can reliably prevent the rotor shaft from jumping up in an emergency.

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る軸受装置は、
軸受部と、
前記軸受部の外周側に設けられ、前記軸受部を保持するように構成されたキャリアリングと、
前記キャリアリングの外周側に設けられる軸受ハウジングと、
前記キャリアリングの上半領域と前記軸受ハウジングとの間に位置するように、前記キャリアリングの前記上半領域に取り付けられる少なくとも一つの上側キーと、
前記キャリアリングの前記上半領域又は前記軸受ハウジングの何れか一方と前記上側キーとの間に位置するように、前記キャリアリングの前記上半領域に取り付けられる少なくとも一つの上側シムと、
を備えることを特徴とする。 (1) A bearing device according to at least one embodiment of the present invention includes:
A bearing portion;
A carrier ring provided on the outer peripheral side of the bearing portion and configured to hold the bearing portion;
A bearing housing provided on the outer peripheral side of the carrier ring;
At least one upper key attached to the upper half region of the carrier ring so as to be located between the upper half region of the carrier ring and the bearing housing;
At least one upper shim attached to the upper half region of the carrier ring so as to be located between either the upper half region of the carrier ring or the bearing housing and the upper key;
It is characterized by providing.

上記（１）の軸受装置は、キャリアリングの上半領域又は軸受ハウジングの何れか一方と上側キーとの間に位置するように、キャリアリングの上半領域に取り付けられる少なくとも一つの上側シムを備えている。このため、上側シムの厚さ調節によって、キャリアリングの上半領域と軸受ハウジングとの間の隙間を上側キーおよび上側シムで埋めることができる。これにより、キャリアリングの上半領域から軸受ハウジングへ向けて、上側キーおよび上側シムを介した荷重伝達経路が形成される。そのため、軸受部でロータ軸から受けた荷重を、キャリアリングから上側キーおよび上側シムを介して確実に軸受ハウジングに伝達することができる。よって、危急時におけるロータ軸の跳ね上がりを上半領域の軸受部によって確実に押さえ込むことができる。 The bearing device of (1) includes at least one upper shim attached to the upper half region of the carrier ring so as to be positioned between either the upper half region of the carrier ring or the bearing housing and the upper key. ing. For this reason, the gap between the upper half region of the carrier ring and the bearing housing can be filled with the upper key and the upper shim by adjusting the thickness of the upper shim. Thereby, a load transmission path via the upper key and the upper shim is formed from the upper half region of the carrier ring toward the bearing housing. Therefore, the load received from the rotor shaft at the bearing portion can be reliably transmitted from the carrier ring to the bearing housing via the upper key and the upper shim. Therefore, the jumping of the rotor shaft during an emergency can be reliably suppressed by the bearing portion in the upper half area.

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記キャリアリングの前記上半領域の外周面には、凹溝が形成されており、
前記上側シム又は前記上側キーは、前記上側シム又は前記上側キーの少なくとも一方が前記凹溝に嵌合した状態で、前記キャリアリングの前記上半領域に取り付けられている。
上記（２）の構成によれば、キャリアリングへの上側シム及び上側キーの取付時に、上側シム又は上側キーの脱落を防止でき、作業効率の向上が図れる。 (2) In some embodiments, in the configuration of (1) above,
A concave groove is formed on the outer peripheral surface of the upper half region of the carrier ring,
The upper shim or the upper key is attached to the upper half region of the carrier ring with at least one of the upper shim or the upper key fitted in the concave groove.
According to the configuration of (2) above, when the upper shim and the upper key are attached to the carrier ring, the upper shim or the upper key can be prevented from falling off, and the working efficiency can be improved.

（３）一実施形態では、上記（２）の構成において、
前記上側シムは、前記キャリアリングの前記上半領域と前記上側キーによって挟み込まれるように前記凹溝に嵌合しており、
前記上側キーは、前記凹溝から一部が突出して前記軸受ハウジングに当接している。
上記（３）の構成によれば、キャリアリングへの上側シム及び上側キーの取付時に、上側シムの脱落を防止でき、作業効率の向上が図れる。 (3) In one embodiment, in the configuration of (2) above,
The upper shim is fitted in the groove so as to be sandwiched between the upper half region of the carrier ring and the upper key,
A part of the upper key protrudes from the concave groove and is in contact with the bearing housing.
According to the configuration of (3) above, when the upper shim and the upper key are attached to the carrier ring, the upper shim can be prevented from falling off, and the working efficiency can be improved.

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記キャリアリングの下半領域と前記軸受ハウジングとの間に位置するように、前記キャリアリングの前記下半領域に取り付けられる少なくとも一つの下側キーと、
前記キャリアリングの前記下半領域又は前記軸受ハウジングの何れか一方と前記下側キーとの間に位置するように、前記キャリアリングの前記下半領域に取り付けられる少なくとも一つの下側シムと、をさらに備える。
キャリアリングが下側シムにより軸受ハウジングに対して位置決めされる場合、キャリアリングの位置によって、キャリアリングの上半領域と軸受ハウジングとの距離が異なることがある。その場合、上側シムの厚さを調節すれば、キャリアリングの上半領域と軸受ハウジングとの間の荷重伝達経路を確実に形成することができる。 (4) In some embodiments, in any one of the above configurations (1) to (3),
At least one lower key attached to the lower half region of the carrier ring so as to be located between the lower half region of the carrier ring and the bearing housing;
At least one lower shim attached to the lower half region of the carrier ring so as to be positioned between either the lower half region of the carrier ring or the bearing housing and the lower key; Further prepare.
When the carrier ring is positioned with respect to the bearing housing by the lower shim, the distance between the upper half region of the carrier ring and the bearing housing may differ depending on the position of the carrier ring. In that case, by adjusting the thickness of the upper shim, a load transmission path between the upper half region of the carrier ring and the bearing housing can be reliably formed.

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記軸受部は、
前記キャリアリングの下半領域によって保持され、ロータ軸を下方から支えるように構成された下側軸受部と、
前記キャリアリングの上半領域によって保持され、前記ロータ軸の跳ね上がりを上方から押さえ込むように構成された上側軸受部と、
を含む。
上記（５）の構成によれば、上側軸受部でロータ軸から受けた荷重は、キャリアリングから上側キーおよび上側シムを介して軸受ハウジングへ適切に伝達される。そのため、上側軸受部によってロータ軸の跳ね上がりを確実に押さえ込むことができる。 (5) In some embodiments, in any one of the above configurations (1) to (4),
The bearing portion is
A lower bearing portion held by the lower half region of the carrier ring and configured to support the rotor shaft from below;
An upper bearing portion that is held by the upper half region of the carrier ring and configured to hold down the spring shaft from above;
including.
According to the configuration of (5) above, the load received from the rotor shaft at the upper bearing portion is appropriately transmitted from the carrier ring to the bearing housing via the upper key and the upper shim. For this reason, the upper bearing portion can surely suppress the jumping of the rotor shaft.

（６）一実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、
前記上側軸受部は、前記キャリアリングの前記上半領域の内周側に設けられた半円環状軸受部を含む。
上記（６）の構成によれば、キャリアリングの上半領域の内周側に設けられた半円環状軸受部によって、キャリアリングの上半領域にスリーブ軸受のように機能する上側軸受部を形成することができる。これにより、上側軸受部によるロータ軸の跳ね上がり抑制効果を高めることができる。 (6) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (5),
The upper bearing portion includes a semi-annular bearing portion provided on the inner peripheral side of the upper half region of the carrier ring.
According to the configuration of (6) above, the upper ring bearing portion functioning like a sleeve bearing is formed in the upper half region of the carrier ring by the semi-annular bearing portion provided on the inner peripheral side of the upper half region of the carrier ring. can do. Thereby, the effect of suppressing the jumping of the rotor shaft by the upper bearing portion can be enhanced.

（７）本発明の少なくとも一実施形態に係る軸受装置の据付方法は、
軸受部と、前記軸受部の外周側に設けられて前記軸受部を保持するように構成されたキャリアリングと、前記キャリアリングの外周側に設けられる軸受ハウジングと、を備える軸受装置の据付方法であって、
前記キャリアリングの下半領域が下側キーを介して前記軸受ハウジングの内周側に位置し、且つ、前記キャリアリングの前記下半領域によって保持された下側軸受部にロータ軸の外周面の下側領域が対向するように、前記キャリアリングの前記下半領域および前記ロータ軸を配置するステップと、
前記キャリアリングの前記下半領域又は前記軸受ハウジングの何れか一方と前記下側キーとの間に位置する少なくとも一つの下側シムを用いて、前記キャリアリングの前記下半領域および前記下側軸受部の高さを調節するステップと、
前記高さを調節するステップの後、前記キャリアリングの上半領域がロータ軸の外周面の上側領域が対向するように、前記キャリアリングの前記上半領域を配置するステップと、
前記上半領域を配置するステップの後、前記キャリアリングの前記上半領域又は前記軸受ハウジングの何れか一方と前記上側キーとの間に位置する少なくとも一つの上側シムを用いて、前記上側キーおよび前記上側シムを介した前記キャリアリングの前記上半領域から前記軸受ハウジングへの荷重伝達経路が形成されるように、前記上側シムの厚さを調節するステップと、
を備えることを特徴とする。 (7) A method for installing a bearing device according to at least one embodiment of the present invention includes:
A bearing device installation method comprising: a bearing portion; a carrier ring provided on an outer peripheral side of the bearing portion and configured to hold the bearing portion; and a bearing housing provided on an outer peripheral side of the carrier ring. There,
The lower half region of the carrier ring is located on the inner peripheral side of the bearing housing via the lower key, and the outer bearing surface of the rotor shaft is held on the lower bearing portion held by the lower half region of the carrier ring. Arranging the lower half region of the carrier ring and the rotor shaft such that the lower regions face each other;
Using at least one lower shim located between either the lower half region of the carrier ring or the bearing housing and the lower key, the lower half region of the carrier ring and the lower bearing Adjusting the height of the part,
After the step of adjusting the height, arranging the upper half region of the carrier ring so that the upper half region of the carrier ring faces the upper region of the outer peripheral surface of the rotor shaft;
After the step of placing the upper half region, using at least one upper shim located between either the upper half region of the carrier ring or the bearing housing and the upper key, the upper key and Adjusting the thickness of the upper shim so that a load transmission path from the upper half region of the carrier ring to the bearing housing via the upper shim is formed;
It is characterized by providing.

上記（７）の軸受装置の据付方法では、少なくとも一つの下側シムを用いて、キャリアリングの下半領域および下側軸受部の高さを調節するようになっている。このように、キャリアリングが下側シムにより軸受ハウジングに対して位置決めされる場合、キャリアリングの位置によって、キャリアリングの上半領域と軸受ハウジングとの距離が異なることがある。そこで、キャリアリングの下半領域および下側軸受部の高さを調節した後、キャリアリングの上半領域を配置し、キャリアリングの上半領域又は軸受ハウジングの何れか一方と上側キーとの間に位置する少なくとも一つの上側シムを用いて、上側シムの厚さを調節するようになっている。これにより、キャリアリングの上半領域から軸受ハウジングへ向けて、上側キーおよび上側シムを介した荷重伝達経路が形成され、軸受部でロータ軸から受けた荷重を、キャリアリングから上側キーおよび上側シムを介して確実に軸受ハウジングに伝達することができる。よって、危急時におけるロータ軸の跳ね上がりを上半領域の軸受部によって確実に押さえ込むことができる。 In the bearing device installation method of (7) above, the height of the lower half region of the carrier ring and the lower bearing portion is adjusted using at least one lower shim. Thus, when the carrier ring is positioned with respect to the bearing housing by the lower shim, the distance between the upper half region of the carrier ring and the bearing housing may differ depending on the position of the carrier ring. Therefore, after adjusting the height of the lower half area of the carrier ring and the lower bearing portion, the upper half area of the carrier ring is arranged, and between the upper half area of the carrier ring or the bearing housing and the upper key. The thickness of the upper shim is adjusted using at least one upper shim located in As a result, a load transmission path via the upper key and the upper shim is formed from the upper half region of the carrier ring toward the bearing housing, and the load received from the rotor shaft at the bearing portion is transferred from the carrier ring to the upper key and the upper shim. Can be reliably transmitted to the bearing housing. Therefore, the jumping of the rotor shaft during an emergency can be reliably suppressed by the bearing portion in the upper half area.

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の方法において、
前記軸受部は、
前記キャリアリングの上半領域によって保持され、前記ロータ軸の跳ね上がりを上方から押さえ込むように構成された上側軸受部を含む。
上記（８）の方法によれば、上側軸受部でロータ軸から受けた荷重は、キャリアリングから上側キーおよび上側シムを介して軸受ハウジングへ適切に伝達される。そのため、上側軸受部によってロータ軸の跳ね上がりを確実に押さえ込むことができる。 (8) In some embodiments, in the method of (7) above,
The bearing portion is
The upper bearing part is comprised by the upper half area | region of the said carrier ring, and it comprised so that the bounce of the said rotor shaft might be suppressed from upper direction.
According to the method (8), the load received from the rotor shaft at the upper bearing portion is appropriately transmitted from the carrier ring to the bearing housing via the upper key and the upper shim. For this reason, the upper bearing portion can surely suppress the jumping of the rotor shaft.

（９）一実施形態では、上記（８）の方法において、
前記上側軸受部は、前記キャリアリングの前記上半領域の内周側に設けられた半円環状軸受部を含む。
上記（９）の方法によれば、キャリアリングの上半領域の内周側に設けられた半円環状軸受部によって、上側軸受部の耐久性を向上させることができる。 (9) In one embodiment, in the method of (8) above,
The upper bearing portion includes a semi-annular bearing portion provided on the inner peripheral side of the upper half region of the carrier ring.
According to the above method (9), the durability of the upper bearing portion can be improved by the semi-annular bearing portion provided on the inner peripheral side of the upper half region of the carrier ring.

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る回転機械は、
上記（１）乃至（６）の何れかに記載の軸受装置と、
前記軸受装置によって支持される回転軸と、を備えることを特徴とする (10) A rotating machine according to at least one embodiment of the present invention includes:
The bearing device according to any one of (1) to (6) above;
A rotating shaft supported by the bearing device.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、キャリアリングの上半領域又は軸受ハウジングの何れか一方と上側キーとの間に位置するように、キャリアリングの上半領域に取り付けられる少なくとも一つの上側シムを備えているので、上側キーおよび上側シムを介して、軸受部でロータ軸から受けた荷重を確実に軸受ハウジングに伝達することができる。よって、危急時におけるロータ軸の跳ね上がりを上半領域の軸受部によって確実に押さえ込むことができる。 According to at least one embodiment of the present invention, at least one upper shim attached to the upper half region of the carrier ring so as to be located between either the upper half region of the carrier ring or the bearing housing and the upper key. Thus, the load received from the rotor shaft at the bearing portion can be reliably transmitted to the bearing housing via the upper key and the upper shim. Therefore, the jumping of the rotor shaft during an emergency can be reliably suppressed by the bearing portion in the upper half area.

一実施形態に係る軸受装置の軸方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the axial direction of the bearing apparatus which concerns on one Embodiment. 図１のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 一実施形態に係る軸受装置の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the bearing apparatus which concerns on one Embodiment. 図４のＢ−Ｂ線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line of FIG. 一実施形態に係る軸受装置の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the bearing apparatus which concerns on one Embodiment. 図５のＣ−Ｃ線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of FIG. 一実施形態に係る軸受装置の据付方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the installation method of the bearing apparatus which concerns on one Embodiment.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.

最初に、図１及び図２を参照して、幾つかの実施形態に係る軸受装置１０に共通の全体構成について説明する。
図１は、一実施形態に係る軸受装置１０の軸方向に沿った断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、図２は軸方向に直交する断面である。また、本実施形態において軸方向とは、軸受装置１０に支持されるロータ軸２の中心軸線Ｏの方向であり、径方向とはロータ軸２の半径方向であり、周方向とはロータ軸２の周方向である。 First, an overall configuration common to the bearing device 10 according to some embodiments will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a cross-sectional view along the axial direction of a bearing device 10 according to an embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 2 is a cross section orthogonal to the axial direction. In the present embodiment, the axial direction is the direction of the central axis O of the rotor shaft 2 supported by the bearing device 10, the radial direction is the radial direction of the rotor shaft 2, and the circumferential direction is the rotor shaft 2. In the circumferential direction.

図１及び図２に示す軸受装置１０は、潤滑方式（給油方式）として直接潤滑方式を採用したティルティングパッド軸受（ジャーナル軸受）であり、下半領域に第１軸受パッド３０及び第２軸受パッド３２が配置された構成を有している。以下、図示される軸受装置１０について例示的に説明するが、本実施形態に係る軸受装置１０はこの構成に限定されるものではない。例えば、他の実施形態に係る軸受装置１０は、スラスト軸受であってもよいし、潤滑方式として、油浴方式や他の潤滑方式を採用してもよい。また、他の実施形態においては、上半領域にもさらに２個の軸受パッドが配置され、周方向に計４個の軸受パッドが取り付けられた構成であってもよいし、下半領域に３個以上の軸受パッドが取り付けられた構成であってもよい。 A bearing device 10 shown in FIGS. 1 and 2 is a tilting pad bearing (journal bearing) that employs a direct lubrication method as a lubrication method (oil supply method), and a first bearing pad 30 and a second bearing pad are disposed in a lower half region. 32 is arranged. Hereinafter, the illustrated bearing device 10 will be described as an example, but the bearing device 10 according to the present embodiment is not limited to this configuration. For example, the bearing device 10 according to another embodiment may be a thrust bearing, or may employ an oil bath method or another lubrication method as a lubrication method. In another embodiment, two additional bearing pads may be arranged in the upper half region, and a total of four bearing pads may be attached in the circumferential direction. A configuration in which more than one bearing pad is attached may be used.

なお、本実施形態に係る軸受装置１０が適用される回転機械１としては、ガスタービンや蒸気タービン（例えば原子力プラントの蒸気タービン）や機械駆動用タービン等のタービン、風力発電装置等の風力機械、または過給機などが挙げられる。
ここで、回転機械１は、回転駆動されるロータ軸２と、ロータ軸２を収容する軸受ハウジング３と、ロータ軸２を支持するための軸受装置１０と、を備える。具体的には、軸受ハウジング３は、上半部軸受ハウジング４及び下半部軸受ハウジング５を含む。上半部軸受ハウジング４及び下半部軸受ハウジング５は、それぞれ、軸方向に直交する断面が半円弧状となるような内周面を有する。 The rotating machine 1 to which the bearing device 10 according to the present embodiment is applied includes a turbine such as a gas turbine or a steam turbine (for example, a steam turbine of a nuclear power plant) or a turbine for driving a machine, a wind machine such as a wind power generator, Or a supercharger etc. are mentioned.
Here, the rotary machine 1 includes a rotor shaft 2 that is rotationally driven, a bearing housing 3 that houses the rotor shaft 2, and a bearing device 10 that supports the rotor shaft 2. Specifically, the bearing housing 3 includes an upper half bearing housing 4 and a lower half bearing housing 5. Each of the upper half bearing housing 4 and the lower half bearing housing 5 has an inner peripheral surface such that a cross section perpendicular to the axial direction has a semicircular arc shape.

幾つかの実施形態において、軸受装置１０は、軸受部としての軸受パッド３０，３２と、キャリアリング１１と、軸受ハウジング３と、上側キー４０と、上側シム４１と、を備えている。 In some embodiments, the bearing device 10 includes bearing pads 30 and 32 serving as bearing portions, a carrier ring 11, a bearing housing 3, an upper key 40, and an upper shim 41.

以下、軸受装置１０の各部材の具体的な構成例について説明する。
キャリアリング１１は、上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３を含む。上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３は、それぞれ、軸方向に直交する断面が半円弧状となるような内周面１２ａ，１３ａ及び外周面１２ｂ，１３ｂを有している。なお、図示される例では、キャリアリング１１が上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３に分割された構成を示しているが、キャリアリング１１は一体構造であってもよい。 Hereinafter, a specific configuration example of each member of the bearing device 10 will be described.
The carrier ring 11 includes an upper half carrier ring 12 and a lower half carrier ring 13. The upper half carrier ring 12 and the lower half carrier ring 13 have inner circumferential surfaces 12a and 13a and outer circumferential surfaces 12b and 13b, respectively, such that the cross section perpendicular to the axial direction is a semicircular arc. In the illustrated example, the carrier ring 11 is divided into an upper half carrier ring 12 and a lower half carrier ring 13. However, the carrier ring 11 may be an integral structure.

キャリアリング１１の軸方向の両端側には、ロータ軸２の外周に沿って、一対のサイドプレート１７，１８が配置されている。サイドプレート１７，１８は、円板状に形成されており、中央にロータ軸２が貫通する穴１７ａ，１８ａが形成されている。これらのサイドプレート１７，１８によって、後述する給油ノズル２５〜２９から供給される潤滑油の外部への漏出を適度に抑制するようになっている。 A pair of side plates 17 and 18 are disposed along the outer periphery of the rotor shaft 2 on both ends of the carrier ring 11 in the axial direction. The side plates 17 and 18 are formed in a disc shape, and holes 17a and 18a through which the rotor shaft 2 passes are formed in the center. These side plates 17 and 18 moderately suppress the leakage of lubricating oil supplied from oil supply nozzles 25 to 29 described later to the outside.

上半部キャリアリング１２は、主としてロータ軸２の跳ね上がりを上方から押え込むために、内周面１２ａにガイドメタル（半円環軸受部）２０，２１が取り付けられている。例えば、上半部キャリアリング１２の軸方向の両端側で且つサイドプレート１７，１８よりも軸方向において内側に、一対のガイドメタル２０，２１が取り付けられている。ガイドメタル２０，２１は、半円形状に形成されている。なお、本実施形態において、軸受部とは、軸受パッド３０，３２又はガイドメタル２０，２１を含む。 In the upper half carrier ring 12, guide metals (semi-annular bearing portions) 20 and 21 are attached to the inner peripheral surface 12a in order to mainly suppress the bounce of the rotor shaft 2 from above. For example, a pair of guide metals 20 and 21 are attached to both ends of the upper half carrier ring 12 in the axial direction and inside the side plates 17 and 18 in the axial direction. The guide metals 20 and 21 are formed in a semicircular shape. In the present embodiment, the bearing portion includes bearing pads 30 and 32 or guide metals 20 and 21.

上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３には、少なくとも一本の給油ノズル２５〜２９が設けられている。
図２に示す例では、ロータ軸２が図中矢印Ｓに示すように時計回りに回転する場合、ロータ軸２の回転方向Ｓにおいて上流側から第１給油ノズル２５、第２給油ノズル２６、第３給油ノズル２７、第４給油ノズル２８、第５給油ノズル２９を含む計５本の給油ノズルが設けられている。第１給油ノズル２５及び第２給油ノズル２６は、上流側に位置する第１軸受パッド３０よりも上流側に、周方向に並んで配置されている。第２給油ノズル２６と軸受パッド３０の上流側端部との間には間隙が設けられていてもよい。第３給油ノズル２７及び第４給油ノズル２８は、第１軸受パッド３０と、該第１軸受パッド３０よりも下流側に位置する第２軸受パッド３２との間に、周方向に並んで配置されている。第１軸受パッド３０の下流側端部と第３給油ノズル２７との間には間隙が設けられていてもよい。第４給油ノズル２８と第２軸受パッド３２の上流側端部との間には間隙が設けられていてもよい。第５給油ノズル２９は、第２軸受パッド３２よりも下流側に配置されている。第５給油ノズル２９と第２軸受パッド３２との間には間隙が設けられていてもよい。
なお、図２に示す例では５本の給油ノズル２５〜２９が設けられた構成となっているが、給油ノズルの配置構成はこれに限定されるものではない。 The upper half carrier ring 12 and the lower half carrier ring 13 are provided with at least one oil supply nozzle 25 to 29.
In the example shown in FIG. 2, when the rotor shaft 2 rotates clockwise as indicated by an arrow S in the figure, the first oil supply nozzle 25, the second oil supply nozzle 26, A total of five oil supply nozzles including three oil supply nozzles 27, a fourth oil supply nozzle 28, and a fifth oil supply nozzle 29 are provided. The first oil supply nozzle 25 and the second oil supply nozzle 26 are arranged side by side in the circumferential direction on the upstream side of the first bearing pad 30 located on the upstream side. A gap may be provided between the second oil supply nozzle 26 and the upstream end of the bearing pad 30. The third oil supply nozzle 27 and the fourth oil supply nozzle 28 are arranged side by side in the circumferential direction between the first bearing pad 30 and the second bearing pad 32 located on the downstream side of the first bearing pad 30. ing. A gap may be provided between the downstream end portion of the first bearing pad 30 and the third oil supply nozzle 27. A gap may be provided between the fourth oil supply nozzle 28 and the upstream end portion of the second bearing pad 32. The fifth oil supply nozzle 29 is disposed on the downstream side of the second bearing pad 32. A gap may be provided between the fifth oil supply nozzle 29 and the second bearing pad 32.
In addition, in the example shown in FIG. 2, although it has the structure provided with the five oil supply nozzles 25-29, the arrangement structure of the oil supply nozzle is not limited to this.

キャリアリング１１の内部には、潤滑油供給路（不図示）が形成されている。潤滑油供給路に供給された潤滑油は各給油ノズル２５〜２９に送られて、各給油ノズル２５〜２９から軸受パッド３０，３２の近傍に噴出される。 A lubricating oil supply path (not shown) is formed inside the carrier ring 11. The lubricating oil supplied to the lubricating oil supply path is sent to each of the oil supply nozzles 25 to 29, and is ejected from the oil supply nozzles 25 to 29 in the vicinity of the bearing pads 30 and 32.

上半部キャリアリング１２と上半部軸受ハウジング４との間には、少なくとも一つの上側キー４０及び少なくとも一枚の上側シム４１が配置されている。同様に、下半部キャリアリング１３と下半部軸受ハウジング５との間には、少なくとも一つの下側キー５０及び少なくとも一枚の下側シム５１が配置されている。図示されるように、キャリアリング１１が上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３に２分割された構造ではなく一体構造である場合、あるいは３以上に分割された構造である場合、ガイドメタル２０，２１や上側キー４０及び上側シム４１は、キャリアリング１１の上半領域に設けられていればよい。またこの場合、下側キー５０及び下側シム５１は、キャリアリング１１の過半領域に設けられていればよい。なお、上側キー４０及び上側シム４１と、下側キー５０及び下側シム５１の具体的な構成については後述する。 At least one upper key 40 and at least one upper shim 41 are disposed between the upper half carrier ring 12 and the upper half bearing housing 4. Similarly, at least one lower key 50 and at least one lower shim 51 are disposed between the lower half carrier ring 13 and the lower half bearing housing 5. As shown in the drawing, when the carrier ring 11 is not a structure divided into two parts, ie, an upper half carrier ring 12 and a lower half carrier ring 13, but is a single structure or a structure divided into three or more guides The metals 20 and 21, the upper key 40, and the upper shim 41 may be provided in the upper half area of the carrier ring 11. In this case, the lower key 50 and the lower shim 51 may be provided in the majority region of the carrier ring 11. The specific configurations of the upper key 40 and the upper shim 41, and the lower key 50 and the lower shim 51 will be described later.

下半部キャリアリング１３の外周面１３ｂには、径方向外側へ突出した周り止め用凸部１５が設けられている。周り止め用凸部１５は、ロータ軸２の回転方向Ｓにおいて下半部キャリアリング１３の上流側端部に位置する。一方、下半部軸受ハウジング５には、周り止め用凹部５ｂが形成されている。周り止め用凹部５ｂは、周り止め用凸部１５に対応するように、ロータ軸２の回転方向Ｓにおいて下半部軸受ハウジング５の上流側端部に位置する。下半部キャリアリング１３の周り止め用凸部１５は、下半部軸受ハウジング５の周り止め用凹部５ｂに係合することによって、ロータ軸２と共に下半部キャリアリング１３が回転してしまうことを防止できる。 On the outer peripheral surface 13 b of the lower half carrier ring 13, there is provided an anti-rotation convex portion 15 protruding outward in the radial direction. The rotation preventing projection 15 is located at the upstream end of the lower half carrier ring 13 in the rotation direction S of the rotor shaft 2. On the other hand, the lower half bearing housing 5 is formed with a recess 5b for preventing rotation. The rotation stopper recess 5 b is positioned at the upstream end of the lower half bearing housing 5 in the rotational direction S of the rotor shaft 2 so as to correspond to the rotation stopper protrusion 15. The lower half carrier ring 13 rotates together with the rotor shaft 2 by engaging the rotation stopper convex portion 15 of the lower half carrier ring 13 with the rotation stopper concave portion 5 b of the lower half bearing housing 5. Can be prevented.

軸受パッド３０，３２は、下半部キャリアリング１３の内周側に設けられ、ロータ軸２を下方から支えるように構成されている。一方の軸受パッド３０は、下半部キャリアリング１３の内周側においてロータ軸２の外周に沿って設けられている。他方の軸受パッド３２は、下半部キャリアリング１３の内周側において軸受パッド３０よりもロータ軸２の回転方向Ｓの下流側にロータ軸２の外周に沿って設けられている。 The bearing pads 30 and 32 are provided on the inner peripheral side of the lower half carrier ring 13 and are configured to support the rotor shaft 2 from below. One bearing pad 30 is provided along the outer periphery of the rotor shaft 2 on the inner peripheral side of the lower half carrier ring 13. The other bearing pad 32 is provided along the outer periphery of the rotor shaft 2 on the inner peripheral side of the lower half carrier ring 13 and downstream of the bearing pad 30 in the rotational direction S of the rotor shaft 2.

軸受パッド３０，３２は、ロータ軸２に対向する内周面と、下半部キャリアリング１３に対向する外周面と、を有する。内周面及び外周面は、それぞれ、周方向においては、ロータ軸２に対応した曲率を有するように湾曲した形状を有しており、軸方向においては、ロータ軸２の軸方向に沿って直線状に形成されている。 The bearing pads 30 and 32 have an inner peripheral surface facing the rotor shaft 2 and an outer peripheral surface facing the lower half carrier ring 13. Each of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface has a curved shape so as to have a curvature corresponding to the rotor shaft 2 in the circumferential direction, and in the axial direction, a straight line along the axial direction of the rotor shaft 2. It is formed in a shape.

ここで、図３乃至図６を参照して、上側キー４０及び上側シム４１と、下側キー５０及び下側シム５１の具体的な構成例についてそれぞれ説明する。 Here, specific configuration examples of the upper key 40 and the upper shim 41 and the lower key 50 and the lower shim 51 will be described with reference to FIGS.

図３及び図４は、上半部キャリアリング１２と上半部軸受ハウジング４との間に配置される上側キー４０及び上側シム４１を示している。なお、図３は、一実施形態に係る軸受装置の部分拡大図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。なお、図３及び図５は、図２と同一の方向から視た軸受装置１０におけるキー構造を示している。
これらの図に示すように、上半部キャリアリング１２の外周面１２ｂには、凹溝１２ｃが形成されている。例えば、凹溝１２ｃは、上半部キャリアリング１２の外周面１２ｂを径方向外側から視たとき、円形状をなしている。また、軸方向に直交する断面（図３参照）及び軸方向を含む断面（図４参照）において、矩形状をなしている。 3 and 4 show an upper key 40 and an upper shim 41 disposed between the upper half carrier ring 12 and the upper half bearing housing 4. FIG. 3 is a partially enlarged view of the bearing device according to the embodiment. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 3 and 5 show the key structure of the bearing device 10 as viewed from the same direction as FIG.
As shown in these drawings, a concave groove 12 c is formed on the outer peripheral surface 12 b of the upper half carrier ring 12. For example, the concave groove 12c has a circular shape when the outer peripheral surface 12b of the upper half carrier ring 12 is viewed from the outside in the radial direction. Further, the cross section perpendicular to the axial direction (see FIG. 3) and the cross section including the axial direction (see FIG. 4) are rectangular.

上側キー４０は、上半部キャリアリング１２と上半部軸受ハウジング４との間に位置するように、上半部キャリアリング１２に取り付けられる。図２に示される例では、上半部キャリアリング１２に対して周方向に並んで２つの上側キー４０が取り付けられている。但し、上側キー４０の配置及び設置数はこれに限定されるものではない。
上側シム４１は、上半部キャリアリング１２と上側キー４０との間に位置するように、上半部キャリアリング１２に取り付けられる。図示される例では、上側キー４０に対応して、上半部キャリアリング１２に対して周方向に並んで２つの上側シム４１が取り付けられている。但し、上側シム４１の配置及び設置数はこれに限定されるものではない。また、図示は省略するが他の実施形態では、上側シム４１は、上側キー４０と下半部軸受ハウジング５との間に位置するように、上半部キャリアリング１２に取り付けられる。
上側シム４１又は上側キー４０は、上側シム４１又は上側キー４０の少なくとも一方が凹溝１２ｃに嵌合した状態（図３及び図４に示す例では、上側シム４１および上側キー４０が嵌合した状態）で、上半部キャリアリング１２に取り付けられている。 The upper key 40 is attached to the upper half carrier ring 12 so as to be positioned between the upper half carrier ring 12 and the upper half bearing housing 4. In the example shown in FIG. 2, two upper keys 40 are attached to the upper half carrier ring 12 in the circumferential direction. However, the arrangement and the number of installation of the upper key 40 are not limited to this.
The upper shim 41 is attached to the upper half carrier ring 12 so as to be positioned between the upper half carrier ring 12 and the upper key 40. In the illustrated example, two upper shims 41 are attached to the upper half carrier ring 12 in a circumferential direction corresponding to the upper key 40. However, the arrangement and number of the upper shims 41 are not limited to this. Although not shown, in another embodiment, the upper shim 41 is attached to the upper half carrier ring 12 so as to be positioned between the upper key 40 and the lower half bearing housing 5.
The upper shim 41 or the upper key 40 is in a state in which at least one of the upper shim 41 or the upper key 40 is fitted in the concave groove 12c (in the example shown in FIGS. 3 and 4, the upper shim 41 and the upper key 40 are fitted). Is attached to the upper half carrier ring 12.

この構成では、上半部キャリアリング１２と上半部軸受ハウジング４との間には、これらに対して径方向に互いに接触するように上側キー４０および上側シム４１が配置されている。これにより、上半部キャリアリング１２から下半部軸受ハウジング５へ向けて、上側キー４０および上側シム４１を介した荷重伝達経路４８が形成される。そのため、ガイドメタル２１でロータ軸２から受けた荷重を、上半部キャリアリング１２から上側キー４０及び上側シム４１を介して確実に上半部軸受ハウジング４に伝達することができる。よって、危急時におけるロータ軸２の跳ね上がりをガイドメタル２１によって確実に押さえ込むことができる。
また、上側シム４１又は上側キー４０は、上側シム４１又は上側キー４０の少なくとも一方が凹溝１２ｃに嵌合した状態で、上半部キャリアリング１２に取り付けられていることから、上半部キャリアリング１２への上側キー４０および上側シム４１の取付時に、上側キー４０および上側シム４１の脱落を防止でき、作業効率の向上が図れる。 In this configuration, an upper key 40 and an upper shim 41 are arranged between the upper half carrier ring 12 and the upper half bearing housing 4 so as to contact each other in the radial direction. As a result, a load transmission path 48 via the upper key 40 and the upper shim 41 is formed from the upper half carrier ring 12 toward the lower half bearing housing 5. Therefore, the load received from the rotor shaft 2 by the guide metal 21 can be reliably transmitted from the upper half carrier ring 12 to the upper half bearing housing 4 via the upper key 40 and the upper shim 41. Therefore, the jumping of the rotor shaft 2 in an emergency can be reliably suppressed by the guide metal 21.
Further, since the upper shim 41 or the upper key 40 is attached to the upper half carrier ring 12 with at least one of the upper shim 41 or the upper key 40 fitted in the concave groove 12c, the upper half carrier When the upper key 40 and the upper shim 41 are attached to the ring 12, the upper key 40 and the upper shim 41 can be prevented from falling off, and the working efficiency can be improved.

さらに、上側シム４１は、上半部キャリアリング１２と上側キー４０によって挟み込まれるように凹溝１２ｃに嵌合しており、上側キー４０は、凹溝１２ｃから一部が突出して下半部軸受ハウジング５に当接していてもよい。
これにより、上半部キャリアリング１２への上側シム４１及び上側キー４０の取付時に、上側シム４１の脱落を防止でき、作業効率の向上が図れる。 Further, the upper shim 41 is fitted in the concave groove 12c so as to be sandwiched between the upper half carrier ring 12 and the upper key 40, and the upper key 40 is partially protruded from the concave groove 12c so as to protrude to the lower half bearing. It may be in contact with the housing 5.
As a result, when the upper shim 41 and the upper key 40 are attached to the upper half carrier ring 12, the upper shim 41 can be prevented from falling off, and the working efficiency can be improved.

上側キー４０は、軸方向に直交する面（図３参照）において下半部軸受ハウジング５に接触する面が湾曲していてもよい。また、上側キー４０は、軸方向を含む面（図４参照）において下半部軸受ハウジング５に接触する面が湾曲していてもよい。これにより、ロータ軸２のアライメント調節も可能となる。例えば、上側キー４０は、球面キーである。上側キー４０及び上側シム４１は、上半部キャリアリング１２に対してボルト（不図示）によって締結されてもよい。 The upper key 40 may have a curved surface in contact with the lower half bearing housing 5 on a surface orthogonal to the axial direction (see FIG. 3). Further, the upper key 40 may have a curved surface in contact with the lower half bearing housing 5 on a surface including the axial direction (see FIG. 4). Thereby, alignment adjustment of the rotor shaft 2 is also possible. For example, the upper key 40 is a spherical key. The upper key 40 and the upper shim 41 may be fastened to the upper half carrier ring 12 by bolts (not shown).

図５及び図６は、下半部キャリアリング１３と下半部軸受ハウジング５との間に配置される下側キー５０及び下側シム５１を示している。
図５は、一実施形態に係る軸受装置１０の部分拡大図である。図６は、図５のＣ−Ｃ線断面図である。 5 and 6 show a lower key 50 and a lower shim 51 disposed between the lower half carrier ring 13 and the lower half bearing housing 5.
FIG. 5 is a partially enlarged view of the bearing device 10 according to the embodiment. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.

下側キー５０は、下半部キャリアリング１３と下半部軸受ハウジング５との間に位置するように、下半部キャリアリング１３に取り付けられる。図示される例では、下半部キャリアリング１３に対して周方向に並んで２つの下側キー５０が取り付けられている。但し、下側キー５０の配置及び設置数はこれに限定されるものではない。
下側シム５１は、下半部キャリアリング１３と下側キー５０との間に位置するように、下半部キャリアリング１３に取り付けられる。図示される例では、下側キー５０に対応して、下半部キャリアリング１３に対して周方向に並んで２つの下側シム５１が取り付けられている。但し、下側シム５１の配置及び設置数はこれに限定されるものではない。また、図示は省略するが他の実施形態では、下側シム５１は、下側キー５０と下半部軸受ハウジング５との間に位置するように、下半部キャリアリング１３に取り付けられる。
下側シム５１又は下側キー５０は、下側シム５１又は下側キー５０の少なくとも一方が凹溝１３ｃに嵌合した状態（図３及び図４に示す例では、下側シム５１および下側キー５０が嵌合した状態）で、下半部キャリアリング１３に取り付けられている。 The lower key 50 is attached to the lower half carrier ring 13 so as to be positioned between the lower half carrier ring 13 and the lower half bearing housing 5. In the illustrated example, two lower keys 50 are attached to the lower half carrier ring 13 side by side in the circumferential direction. However, the arrangement and the number of installation of the lower key 50 are not limited to this.
The lower shim 51 is attached to the lower half carrier ring 13 so as to be positioned between the lower half carrier ring 13 and the lower key 50. In the illustrated example, two lower shims 51 are attached to the lower half carrier ring 13 in a circumferential direction corresponding to the lower key 50. However, the arrangement and the number of the lower shims 51 are not limited to this. Although not shown, in other embodiments, the lower shim 51 is attached to the lower half carrier ring 13 so as to be positioned between the lower key 50 and the lower half bearing housing 5.
The lower shim 51 or the lower key 50 is in a state where at least one of the lower shim 51 or the lower key 50 is fitted in the concave groove 13c (in the example shown in FIGS. 3 and 4, the lower shim 51 and the lower key 50 are With the key 50 fitted), it is attached to the lower half carrier ring 13.

この構成では、下半部キャリアリング１３と下半部軸受ハウジング５との間には、これらに対して径方向に互いに接触するように下側キー５０および下側シム５１が配置されている。これにより、下側シム５１の厚さを調節することによって、下半部軸受ハウジング５に対する下半部キャリアリング１３の位置決めをすることができる。すなわち、下半部キャリアリング１３が下側シム５１により下半部軸受ハウジング５に対して位置決めされる場合、下半部キャリアリング１３の位置によって、下半部キャリアリング１３の上半領域と下半部軸受ハウジング５との距離が異なることがある。その場合、上側シムの厚さを調節すれば、下半部キャリアリング１３と下半部軸受ハウジング５との間の荷重伝達経路を確実に形成することができる。
また、下側シム５１又は下側キー５０は、下側シム５１又は下側キー５０の少なくとも一方が凹溝１３ｃに嵌合した状態で、下半部キャリアリング１３に取り付けられていることから、下半部キャリアリング１３への下側キー５０および下側シム５１の取付時に、下側キー５０および下側シム５１の脱落を防止でき、作業効率の向上が図れる。 In this configuration, the lower key 50 and the lower shim 51 are disposed between the lower half carrier ring 13 and the lower half bearing housing 5 so as to contact each other in the radial direction. Thus, the lower half carrier ring 13 can be positioned with respect to the lower half bearing housing 5 by adjusting the thickness of the lower shim 51. That is, when the lower half carrier ring 13 is positioned with respect to the lower half bearing housing 5 by the lower shim 51, the upper half region and the lower half of the lower half carrier ring 13 depend on the position of the lower half carrier ring 13. The distance from the half bearing housing 5 may be different. In that case, if the thickness of the upper shim is adjusted, the load transmission path between the lower half carrier ring 13 and the lower half bearing housing 5 can be reliably formed.
Further, the lower shim 51 or the lower key 50 is attached to the lower half carrier ring 13 with at least one of the lower shim 51 or the lower key 50 fitted in the concave groove 13c. When the lower key 50 and the lower shim 51 are attached to the lower half carrier ring 13, the lower key 50 and the lower shim 51 can be prevented from falling off, and the working efficiency can be improved.

さらに、下側シム５１は、下半部キャリアリング１３と下側キー５０によって挟み込まれるように凹溝１２ｃに嵌合しており、下側キー５０は、凹溝１２ｃから一部が突出して下半部軸受ハウジング５に当接していてもよい。
これにより、下半部キャリアリング１３への下側シム５１及び下側キー５０の取付時に、下側シム５１の脱落を防止でき、作業効率の向上が図れる。 Further, the lower shim 51 is fitted in the concave groove 12c so as to be sandwiched between the lower half carrier ring 13 and the lower key 50, and the lower key 50 is partially protruded from the concave groove 12c to be lowered. It may be in contact with the half bearing housing 5.
Accordingly, when the lower shim 51 and the lower key 50 are attached to the lower half carrier ring 13, the lower shim 51 can be prevented from falling off, and the working efficiency can be improved.

下側キー５０は、軸方向に直交する面（図５参照）において下半部軸受ハウジング５に接触する面が湾曲していてもよい。また、下側キー５０は、軸方向を含む面（図６参照）において下半部軸受ハウジング５に接触する面が湾曲していてもよい。これにより、ロータ軸２のアライメント調節が可能となる。例えば、下側キー５０は、球面キーである。下側キー５０及び下側シム５１は、下半部キャリアリング１３に対してボルト（不図示）によって締結されてもよい。 The lower key 50 may have a curved surface that contacts the lower half bearing housing 5 on a surface (see FIG. 5) orthogonal to the axial direction. Further, the lower key 50 may have a curved surface in contact with the lower half bearing housing 5 on the surface including the axial direction (see FIG. 6). As a result, the alignment of the rotor shaft 2 can be adjusted. For example, the lower key 50 is a spherical key. The lower key 50 and the lower shim 51 may be fastened to the lower half carrier ring 13 by bolts (not shown).

次に、図７を参照して、一実施形態に係る軸受装置の据付方法について説明する。なお、図７は、一実施形態に係る軸受装置の据付方法を示すフローチャートである。ここでは、適宜、図１乃至図６で説明した符号を用いて説明する。 Next, with reference to FIG. 7, the installation method of the bearing apparatus which concerns on one Embodiment is demonstrated. FIG. 7 is a flowchart showing a method of installing the bearing device according to one embodiment. Here, description will be made using the symbols described in FIGS. 1 to 6 as appropriate.

最初に、ステップＳ１において、下半部軸受ハウジング５を配置する。
次いで、ステップＳ２において、下半部キャリアリング１３によって保持された下側軸受部（図１及び図２に示す例では軸受パッド３０，３２）にロータ軸２の外周面の下側領域が対向するように、下半部キャリアリング１３およびロータ軸２を配置する。このとき、下半部キャリアリング１３又は下半部軸受ハウジング５の何れか一方と下側キー５０との間に位置する少なくとも一つの下側シム５１を用いて、下半部キャリアリング１３および下側軸受部の高さを調節する。
ステップＳ３において、上半部キャリアリング１２がロータ軸２の外周面の上側領域が対向するように、上半部キャリアリング１２を配置する。
続いて、ステップＳ４において、上半部キャリアリング１２又は上半部軸受ハウジング４の何れか一方と上側キー４０との間に位置する少なくとも一つの上側シム４１を用いて、上側キー４０および上側シム４１を介した上半部キャリアリング１２から上半部軸受ハウジング４への荷重伝達経路４８が形成されるように、上側シム４１の厚さを調節する。
そして、ステップＳ４において、上半部軸受ハウジング４を配置する。 First, in step S1, the lower half bearing housing 5 is disposed.
Next, in step S2, the lower region of the outer peripheral surface of the rotor shaft 2 faces the lower bearing portion (the bearing pads 30 and 32 in the example shown in FIGS. 1 and 2) held by the lower half carrier ring 13. Thus, the lower half carrier ring 13 and the rotor shaft 2 are arranged. At this time, at least one lower shim 51 located between either the lower half carrier ring 13 or the lower half bearing housing 5 and the lower key 50 is used to lower the lower half carrier ring 13 and the lower half carrier ring 13. Adjust the height of the side bearing.
In step S <b> 3, the upper half carrier ring 12 is arranged so that the upper half carrier ring 12 faces the upper region of the outer peripheral surface of the rotor shaft 2.
Subsequently, in step S4, the upper key 40 and the upper shim are used by using at least one upper shim 41 positioned between either the upper half carrier ring 12 or the upper half bearing housing 4 and the upper key 40. The thickness of the upper shim 41 is adjusted so that a load transmission path 48 from the upper half carrier ring 12 to the upper half bearing housing 4 is formed via 41.
In step S4, the upper half bearing housing 4 is disposed.

上記の軸受装置１０の据付方法では、下半部キャリアリング１３およびロータ軸２を配置した後、少なくとも一つの下側シム５１を用いて、下半部キャリアリング１３および下側軸受部の高さを調節するようになっている。このように、下半部キャリアリング１３が下側シム５１により下半部軸受ハウジング５に対して位置決めされる場合、下半部キャリアリング１３の位置によって、上半部キャリアリング１２と上半部軸受ハウジング４との距離が異なることがある。そこで、下半部キャリアリング１３および下側軸受部の高さを調節した後、上半部キャリアリング１２を配置し、上半部キャリアリング１２又は上半部軸受ハウジング４の何れか一方と上側キー４０との間に位置する少なくとも一つの上側シム４１を用いて、上側シム４１の厚さを調節するようになっている。これにより、上半部キャリアリング１２から上半部軸受ハウジング４へ向けて、上側キー４０および上側シム４１を介した荷重伝達経路４８が形成され、軸受部（軸受パッド３０，３２）でロータ軸２から受けた荷重を、上半部キャリアリング１２から上側キー４０および上側シム４１を介して確実に上半部軸受ハウジング４に伝達することができる。よって、危急時におけるロータ軸２の跳ね上がりを上半領域の軸受部によって確実に押さえ込むことができる。 In the installation method of the bearing device 10 described above, after the lower half carrier ring 13 and the rotor shaft 2 are disposed, the height of the lower half carrier ring 13 and the lower bearing portion is set using at least one lower shim 51. Is to adjust. In this way, when the lower half carrier ring 13 is positioned with respect to the lower half bearing housing 5 by the lower shim 51, the upper half carrier ring 12 and the upper half are dependent on the position of the lower half carrier ring 13. The distance from the bearing housing 4 may be different. Therefore, after adjusting the height of the lower half carrier ring 13 and the lower bearing portion, the upper half carrier ring 12 is disposed, and either the upper half carrier ring 12 or the upper half bearing housing 4 and the upper side are arranged. The thickness of the upper shim 41 is adjusted by using at least one upper shim 41 located between the key 40 and the key 40. As a result, a load transmission path 48 through the upper key 40 and the upper shim 41 is formed from the upper half carrier ring 12 to the upper half bearing housing 4, and the rotor shaft is formed by the bearing portions (bearing pads 30, 32). 2, the load received from the upper half carrier ring 12 can be reliably transmitted to the upper half bearing housing 4 via the upper key 40 and the upper shim 41. Therefore, the jumping of the rotor shaft 2 at the time of emergency can be reliably suppressed by the bearing portion in the upper half area.

上記した軸受装置１０の据付方法において、軸受部は、上半部キャリアリング１２によって保持され、ロータ軸２の跳ね上がりを上方から押さえ込むように構成された上側軸受部（ガイドメタル２０，２１）を含んでいてもよい。
これにより、上側軸受部でロータ軸から受けた荷重は、上半部キャリアリング１２から上側キー４０および上側シム４１を介して上半部軸受ハウジング４へ適切に伝達される。そのため、上側軸受部によってロータ軸２の跳ね上がりを確実に押さえ込むことができる。 In the above-described method for installing the bearing device 10, the bearing portion includes the upper bearing portion (guide metal 20, 21) that is held by the upper half carrier ring 12 and configured to suppress the jumping of the rotor shaft 2 from above. You may go out.
Thereby, the load received from the rotor shaft at the upper bearing portion is appropriately transmitted from the upper half carrier ring 12 to the upper half bearing housing 4 via the upper key 40 and the upper shim 41. For this reason, the upper bearing portion can surely suppress the jumping of the rotor shaft 2.

また、上記した軸受装置１０の据付方法において、上側軸受部は上半部キャリアリング１２の内周側に設けられたガイドメタル（半円環状軸受部）２０，２１であり、ガイドメタル２０，２１の内周側に軸受合金の層が形成されていてもよい。あるいは、ガイドメタル２０，２１は全体が軸受合金によって構成されてもよい。
このように、上半部キャリアリング１２の内周側に設けられたガイドメタル２０，２１によって、上側軸受部の耐久性を向上させることができる。 Further, in the above-described method for installing the bearing device 10, the upper bearing portion is guide metal (semi-annular bearing portion) 20, 21 provided on the inner peripheral side of the upper half carrier ring 12. A bearing alloy layer may be formed on the inner peripheral side of the bearing. Alternatively, the guide metals 20 and 21 may be entirely made of a bearing alloy.
Thus, the durability of the upper bearing portion can be improved by the guide metals 20 and 21 provided on the inner peripheral side of the upper half carrier ring 12.

上述したように、本発明の実施形態によれば、上半部キャリアリング１２又は上半部軸受ハウジング４の何れか一方と上側キー４０との間に位置するように、上半部キャリアリング１２に取り付けられる少なくとも一つの上側シム４１を備えているので、上側キー４０および上側シム４１を介して、軸受部（例えばガイドメタル２０，２１）でロータ軸２から受けた荷重を確実に上半部軸受ハウジング４に伝達することができる。よって、危急時におけるロータ軸２の跳ね上がりを上半領域の軸受部によって確実に押さえ込むことができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the upper half carrier ring 12 is positioned between either the upper half carrier ring 12 or the upper half bearing housing 4 and the upper key 40. At least one upper shim 41 to be attached to the upper half of the upper half of the upper shaft 40, and the upper half of the load received from the rotor shaft 2 by the bearing portion (for example, the guide metal 20, 21) via the upper key 40 and the upper shim 41. It can be transmitted to the bearing housing 4. Therefore, the jumping of the rotor shaft 2 at the time of emergency can be reliably suppressed by the bearing portion in the upper half area.

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、本実施形態では、軸受装置１０としてティルティングパッド軸受を例示したが、軸受装置１０はこれに限定されるものではなく、スリーブ軸受等の他のタイプの軸受であってもよい。
また、本実施形態では、一つの凹溝１２ｃ，１３ｃに一つの上側キー４０又は下側キー４１が配置される場合について例示したが、一つの凹溝１２ｃ，１３ｃに、複数の上側キー４０又は複数の下側キー４１が配置されていてもよい。例えば、一つの凹溝１２ｃ，１３ｃ内に、軸方向に分割された２つ以上の上側キー４０又は下側キー４１が配置されてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by modifying the above-described embodiments and forms obtained by appropriately combining these forms.
For example, in the present embodiment, a tilting pad bearing is illustrated as the bearing device 10, but the bearing device 10 is not limited to this, and may be another type of bearing such as a sleeve bearing.
Moreover, in this embodiment, although illustrated about the case where the one upper key 40 or the lower key 41 is arrange | positioned at one concave groove 12c, 13c, several upper key 40 or A plurality of lower keys 41 may be arranged. For example, two or more upper keys 40 or lower keys 41 divided in the axial direction may be disposed in one concave groove 12c, 13c.

例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。 For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
For example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
On the other hand, the expression “comprising”, “including”, or “having” one constituent element is not an exclusive expression that excludes the presence of the other constituent elements.

１回転機械
２ロータ軸
３軸受ハウジング
４上半部軸受ハウジング
５下半部軸受ハウジング
１０軸受装置
１１キャリアリング
１２上半部キャリアリング
１３下半部キャリアリング
１７，１８サイドプレート
２０，２１ガイドメタル（半円環状軸受部）
２５〜２９給油ノズル
３０，３２軸受パッド
４０上側キー
４１上側シム
５０下側キー
５１下側シム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating machine 2 Rotor shaft 3 Bearing housing 4 Upper half bearing housing 5 Lower half bearing housing 10 Bearing device 11 Carrier ring 12 Upper half carrier ring 13 Lower half carrier ring 17, 18 Side plate 20, 21 Guide metal ( (Semi-annular bearing)
25 to 29 Lubrication nozzles 30 and 32 Bearing pad 40 Upper key 41 Upper shim 50 Lower key 51 Lower shim

Claims

軸受部と、
前記軸受部の外周側に設けられ、前記軸受部を保持するように構成されたキャリアリングと、
前記キャリアリングの外周側に設けられる軸受ハウジングと、
前記キャリアリングの上半領域と前記軸受ハウジングとの間に位置するように、前記キャリアリングの前記上半領域に取り付けられる少なくとも一つの上側キーと、
前記キャリアリングの前記上半領域又は前記軸受ハウジングの何れか一方と前記上側キーとの間に位置するように、前記キャリアリングの前記上半領域に取り付けられる少なくとも一つの上側シムと、
を備えることを特徴とする軸受装置。 A bearing portion;
A carrier ring provided on the outer peripheral side of the bearing portion and configured to hold the bearing portion;
A bearing housing provided on the outer peripheral side of the carrier ring;
At least one upper key attached to the upper half region of the carrier ring so as to be located between the upper half region of the carrier ring and the bearing housing;
At least one upper shim attached to the upper half region of the carrier ring so as to be located between either the upper half region of the carrier ring or the bearing housing and the upper key;
A bearing device comprising:

前記キャリアリングの前記上半領域の外周面には、凹溝が形成されており、
前記上側シム又は前記上側キーは、前記上側シム又は前記上側キーの少なくとも一方が前記凹溝に嵌合した状態で、前記キャリアリングの前記上半領域に取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。 A concave groove is formed on the outer peripheral surface of the upper half region of the carrier ring,
The upper shim or the upper key is attached to the upper half region of the carrier ring in a state where at least one of the upper shim or the upper key is fitted in the concave groove. The bearing device described in 1.

前記上側シムは、前記キャリアリングの前記上半領域と前記上側キーによって挟み込まれるように前記凹溝に嵌合しており、
前記上側キーは、前記凹溝から一部が突出して前記軸受ハウジングに当接していることを特徴とする請求項２に記載の軸受装置。 The upper shim is fitted in the groove so as to be sandwiched between the upper half region of the carrier ring and the upper key,
The bearing device according to claim 2, wherein a part of the upper key protrudes from the concave groove and is in contact with the bearing housing.

前記キャリアリングの下半領域と前記軸受ハウジングとの間に位置するように、前記キャリアリングの前記下半領域に取り付けられる少なくとも一つの下側キーと、
前記キャリアリングの前記下半領域又は前記軸受ハウジングの何れか一方と前記下側キーとの間に位置するように、前記キャリアリングの前記下半領域に取り付けられる少なくとも一つの下側シムと、をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の軸受装置。 At least one lower key attached to the lower half region of the carrier ring so as to be located between the lower half region of the carrier ring and the bearing housing;
At least one lower shim attached to the lower half region of the carrier ring so as to be positioned between either the lower half region of the carrier ring or the bearing housing and the lower key; The bearing device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a bearing device.

前記軸受部は、
前記キャリアリングの下半領域によって保持され、ロータ軸を下方から支えるように構成された下側軸受部と、
前記キャリアリングの上半領域によって保持され、前記ロータ軸の跳ね上がりを上方から押さえ込むように構成された上側軸受部と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の軸受装置。 The bearing portion is
A lower bearing portion held by the lower half region of the carrier ring and configured to support the rotor shaft from below;
An upper bearing portion that is held by the upper half region of the carrier ring and configured to hold down the spring shaft from above;
The bearing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the bearing device is included.

前記上側軸受部は、前記キャリアリングの前記上半領域の内周側に設けられた半円環状軸受部を含むことを特徴とする請求項５に記載の軸受装置。 The bearing device according to claim 5, wherein the upper bearing portion includes a semi-annular bearing portion provided on an inner peripheral side of the upper half region of the carrier ring.

軸受部と、前記軸受部の外周側に設けられて前記軸受部を保持するように構成されたキャリアリングと、前記キャリアリングの外周側に設けられる軸受ハウジングと、を備える軸受装置の据付方法であって、前記キャリアリングの下半領域が下側キーを介して前記軸受ハウジングの内周側に位置し、且つ、前記キャリアリングの前記下半領域によって保持された下側軸受部にロータ軸の外周面の下側領域が対向するように、前記キャリアリングの前記下半領域および前記ロータ軸を配置するステップと、
前記キャリアリングの前記下半領域又は前記軸受ハウジングの何れか一方と前記下側キーとの間に位置する少なくとも一つの下側シムを用いて、前記キャリアリングの前記下半領域および前記下側軸受部の高さを調節するステップと、
前記高さを調節するステップの後、前記キャリアリングの上半領域がロータ軸の外周面の上側領域が対向するように、前記キャリアリングの前記上半領域を配置するステップと、
前記上半領域を配置するステップの後、前記キャリアリングの前記上半領域又は前記軸受ハウジングの何れか一方と前記上側キーとの間に位置する少なくとも一つの上側シムを用いて、前記上側キーおよび前記上側シムを介した前記キャリアリングの前記上半領域から前記軸受ハウジングへの荷重伝達経路が形成されるように、前記上側シムの厚さを調節するステップと、
を備えることを特徴とする軸受装置の据付方法。 A bearing device installation method comprising: a bearing portion; a carrier ring provided on an outer peripheral side of the bearing portion and configured to hold the bearing portion; and a bearing housing provided on an outer peripheral side of the carrier ring. A lower half region of the carrier ring is located on an inner peripheral side of the bearing housing via a lower key, and a rotor shaft is attached to a lower bearing portion held by the lower half region of the carrier ring. Arranging the lower half region of the carrier ring and the rotor shaft such that the lower region of the outer peripheral surface is opposed;
Using at least one lower shim located between either the lower half region of the carrier ring or the bearing housing and the lower key, the lower half region of the carrier ring and the lower bearing Adjusting the height of the part,
After the step of adjusting the height, arranging the upper half region of the carrier ring so that the upper half region of the carrier ring faces the upper region of the outer peripheral surface of the rotor shaft;
After the step of placing the upper half region, using at least one upper shim located between either the upper half region of the carrier ring or the bearing housing and the upper key, the upper key and Adjusting the thickness of the upper shim so that a load transmission path from the upper half region of the carrier ring to the bearing housing via the upper shim is formed;
A method for installing a bearing device, comprising:

前記軸受部は、
前記キャリアリングの上半領域によって保持され、前記ロータ軸の跳ね上がりを上方から押さえ込むように構成された上側軸受部を含むことを特徴とする請求項７に記載の軸受装置の据付方法。 The bearing portion is
The bearing apparatus installation method according to claim 7, further comprising an upper bearing portion that is held by an upper half region of the carrier ring and configured to suppress the jumping of the rotor shaft from above.

前記上側軸受部は、前記キャリアリングの前記上半領域の内周側に設けられた半円環状軸受部を含むことを特徴とする請求項８に記載の軸受装置の据付方法。 The bearing device installation method according to claim 8, wherein the upper bearing portion includes a semi-annular bearing portion provided on an inner peripheral side of the upper half region of the carrier ring.

請求項１乃至６の何れか一項に記載の軸受装置と、
前記軸受装置によって支持される回転軸と、を備えることを特徴とする回転機械。
A bearing device according to any one of claims 1 to 6,
And a rotating shaft supported by the bearing device.