JP2016142310A - Bearing apparatus and bearing apparatus installation method - Google Patents
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Abstract
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,
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
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.
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
FIG. 1 is a cross-sectional view along the axial direction of a
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
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
Here, the
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
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
The
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
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
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
In the example shown in FIG. 2, when the
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
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
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
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
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
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
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
As shown in these drawings, a
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
The
The
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
Further, since the
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
As a result, when the
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
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
FIG. 5 is a partially enlarged view of the bearing
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
The
The
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
Further, the
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
Accordingly, when the
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
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
Next, in step S2, the lower region of the outer peripheral surface of the
In step S <b> 3, the upper
Subsequently, in step S4, the
In step S4, the upper
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
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
Thereby, the load received from the rotor shaft at the upper bearing portion is appropriately transmitted from the upper
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
Thus, the durability of the upper bearing portion can be improved by the
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
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
Moreover, in this embodiment, although illustrated about the case where the one
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
25 to 29
Claims (10)
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.
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