JP2659829B2 - 制振用軸受 - Google Patents
制振用軸受Info
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- bearing
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、すべり軸受に適用される制振用軸受に関
し、更に詳細には圧縮機、過給機、蒸気タービン、ガス
タービン又はポンプ等の軸の如く高回転数で運転される
回転体の支持に好適な制振用軸受に関する。
し、更に詳細には圧縮機、過給機、蒸気タービン、ガス
タービン又はポンプ等の軸の如く高回転数で運転される
回転体の支持に好適な制振用軸受に関する。
従来の技術 一般に、軸受は、回転体の安定回転のために、回転体
の重量を支持すると共に、回転体の形状不釣合等に起因
する強制振動力の吸収を必要とし、更に軸受部又はシー
ル部における流体の作用による自励的な振れ回りの抑制
を要求される。このためには、十分な減衰作用が軸受を
含めた回転軸系に生じることが必要である。この減衰作
用が生じる箇所は、回転体自身よりも軸受部が効果的で
あるとわかっている。そして、軸受部に減衰作用が生じ
るものとして、回転体が流体を介して支持されるすべり
軸受がある。このような構成のすべり軸受として、第２
図に示すようなティルティングパッド軸受が従来知られ
ている。
の重量を支持すると共に、回転体の形状不釣合等に起因
する強制振動力の吸収を必要とし、更に軸受部又はシー
ル部における流体の作用による自励的な振れ回りの抑制
を要求される。このためには、十分な減衰作用が軸受を
含めた回転軸系に生じることが必要である。この減衰作
用が生じる箇所は、回転体自身よりも軸受部が効果的で
あるとわかっている。そして、軸受部に減衰作用が生じ
るものとして、回転体が流体を介して支持されるすべり
軸受がある。このような構成のすべり軸受として、第２
図に示すようなティルティングパッド軸受が従来知られ
ている。
この第２図に示す従来の構成では、上部軸受ハウジン
グ１と下部軸受ハウジング２とが締付ボルト３によって
結合されて、軸受ハウジング４を形成している。この軸
受ハウジング４内には複数の円周方向に分割された軸受
パッド5,6,7,8が収容され、それぞれ回り止めされると
共に位置決めされている。これら軸受パッド5,6,7,8の
軸心側内部に回転体９が回転自在に支持されている。
グ１と下部軸受ハウジング２とが締付ボルト３によって
結合されて、軸受ハウジング４を形成している。この軸
受ハウジング４内には複数の円周方向に分割された軸受
パッド5,6,7,8が収容され、それぞれ回り止めされると
共に位置決めされている。これら軸受パッド5,6,7,8の
軸心側内部に回転体９が回転自在に支持されている。
そして、このような構成において、回転体９の作動に
より生じる静荷重及び変動荷重は、軸受ハウジング４内
に充填された流体10を介して軸受パッド5,6,7,8に伝達
される。この荷重を受けて、軸受パッド5,6,7,8はピボ
ット11に対して傾き運動し、その結果、軸受部に前記振
動減衰作用が生じるものである。
より生じる静荷重及び変動荷重は、軸受ハウジング４内
に充填された流体10を介して軸受パッド5,6,7,8に伝達
される。この荷重を受けて、軸受パッド5,6,7,8はピボ
ット11に対して傾き運動し、その結果、軸受部に前記振
動減衰作用が生じるものである。
しかして、このような従来のすべり軸受では、回転体
が一定の回転数を越えると、流体膜の作用により、自励
的に振れ回りすることが知られている（以下、この現象
をオイルホイップと称する）。
が一定の回転数を越えると、流体膜の作用により、自励
的に振れ回りすることが知られている（以下、この現象
をオイルホイップと称する）。
第３図を参照して、このオイルホイップの発生機構を
説明すると、軸受中心をＯBとし、回転体のジャーナル
中心をＯJとした場合、ジャーナルの偏心方向（J B
方向）の流体膜力の成分Ｆε及びこのＦεに直角で回転
方向の流体膜力の成分Ｆθは、それぞれ下記の（１）、
（２）式で示されることが知られている。
説明すると、軸受中心をＯBとし、回転体のジャーナル
中心をＯJとした場合、ジャーナルの偏心方向（J B
方向）の流体膜力の成分Ｆε及びこのＦεに直角で回転
方向の流体膜力の成分Ｆθは、それぞれ下記の（１）、
（２）式で示されることが知られている。
Ｆε＝μ（R/C）2RL［（ω−２）Ｆε (1)＋Ｆε
(2)］ ……（１） Ｆθ＝μ（R/C）2RL［（ω−２）Ｆθ (1)＋Ｆθ
(2)］ ……（２） μ：流体の粘度、R:軸受半径、L:軸受幅、C:軸受半径
すきま、 ω：回転角速度、ε：偏心率＝ＯBＯJ/C、：偏心率増
加速度、 θ：ジャーナルの偏心角、：偏心角増加速度 ここで、Ｆε (1),Fε (2),Fθ (1)，及びＦθ (2)は回転
体のジャーナル偏心率εの関数であり、軸受の形状によ
って決まる。（１）式及び（２）式は、いわゆる連成項
を含んでいること、及び（ω−２）なる項を含んでい
ることで、これらが軸受の流体膜力の特徴である。（ω
−２）の項は、流体膜内の流体が回転体のジャーナル
に引きずられ、平均してジャーナルの周速の1/2の速さ
で流れる傾向にあることを示している。また、回転体の
ジャーナルの中心が軸受の中心周りに振れ回る時、ωが
２よりも増加するほど流体膜力は大きくなることがわ
かる。
(2)］ ……（１） Ｆθ＝μ（R/C）2RL［（ω−２）Ｆθ (1)＋Ｆθ
(2)］ ……（２） μ：流体の粘度、R:軸受半径、L:軸受幅、C:軸受半径
すきま、 ω：回転角速度、ε：偏心率＝ＯBＯJ/C、：偏心率増
加速度、 θ：ジャーナルの偏心角、：偏心角増加速度 ここで、Ｆε (1),Fε (2),Fθ (1)，及びＦθ (2)は回転
体のジャーナル偏心率εの関数であり、軸受の形状によ
って決まる。（１）式及び（２）式は、いわゆる連成項
を含んでいること、及び（ω−２）なる項を含んでい
ることで、これらが軸受の流体膜力の特徴である。（ω
−２）の項は、流体膜内の流体が回転体のジャーナル
に引きずられ、平均してジャーナルの周速の1/2の速さ
で流れる傾向にあることを示している。また、回転体の
ジャーナルの中心が軸受の中心周りに振れ回る時、ωが
２よりも増加するほど流体膜力は大きくなることがわ
かる。
このような回転体のジャーナルの偏心方向の流体膜力
のＦε成分は、一般にスクイズ膜圧力と呼ばれ、ジャー
ナルの偏心率を小さくするように作用する力であり、軸
受の負荷容量及び減衰性能を増加するためには好ましい
ものである。一方、このＦε成分に直角で回転方向の流
体膜力のＦθ成分は、一般にくさび膜圧力と呼ばれ、オ
イルホイップを助長する力であり、回転体の安定した回
転のためには好ましくないものである。そして、第２図
に示した従来のティルティングパッド軸受では、前記構
成によって、Ｆε成分は発生するが、Ｆθ成分の抑制を
図るよう工夫されていた。
のＦε成分は、一般にスクイズ膜圧力と呼ばれ、ジャー
ナルの偏心率を小さくするように作用する力であり、軸
受の負荷容量及び減衰性能を増加するためには好ましい
ものである。一方、このＦε成分に直角で回転方向の流
体膜力のＦθ成分は、一般にくさび膜圧力と呼ばれ、オ
イルホイップを助長する力であり、回転体の安定した回
転のためには好ましくないものである。そして、第２図
に示した従来のティルティングパッド軸受では、前記構
成によって、Ｆε成分は発生するが、Ｆθ成分の抑制を
図るよう工夫されていた。
発明が解決しようとする課題 しかし、第２図に示した従来のティルティングパッド
軸受においても、回転体９の回転速度が増加し、軸受パ
ッド5,6,7,8のピボット11に対する質量慣性モーメント
に関する固有振動数を越えるような高回転数の領域で
は、第３図に示す流体膜力のＦθ成分の抑制を図ること
ができなくなり、オイルホイップが生じるという問題が
あった。
軸受においても、回転体９の回転速度が増加し、軸受パ
ッド5,6,7,8のピボット11に対する質量慣性モーメント
に関する固有振動数を越えるような高回転数の領域で
は、第３図に示す流体膜力のＦθ成分の抑制を図ること
ができなくなり、オイルホイップが生じるという問題が
あった。
本発明は、したがって、このような従来技術の課題を
解決するためになされたものであり、回転軸系にオイル
ホイップが発生する可能性がある高回転数の領域でも、
第３図に示す流体膜力のＦθ成分の抑制と同時にＦε成
分の増加を図ることができる制振用軸受を提供すること
を目的とする。
解決するためになされたものであり、回転軸系にオイル
ホイップが発生する可能性がある高回転数の領域でも、
第３図に示す流体膜力のＦθ成分の抑制と同時にＦε成
分の増加を図ることができる制振用軸受を提供すること
を目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、前記の目的を達成するために、軸受ハウジ
ングと、この軸受ハウジング内に設けられ回転体を回転
自在に支持する、複数の円周方向に分割された軸受パッ
ドとを備えた制振用軸受において、前記複数の各軸受パ
ッドを前記軸受ハウジング内に隙間を持たせて収容し、
その円周方向の一端側をラジアル方向に変位可能に固着
すると共に、その円周方向の他端側をラジアル方向に加
振する加振装置で支える構成としたものである。
ングと、この軸受ハウジング内に設けられ回転体を回転
自在に支持する、複数の円周方向に分割された軸受パッ
ドとを備えた制振用軸受において、前記複数の各軸受パ
ッドを前記軸受ハウジング内に隙間を持たせて収容し、
その円周方向の一端側をラジアル方向に変位可能に固着
すると共に、その円周方向の他端側をラジアル方向に加
振する加振装置で支える構成としたものである。
作用 このような手段によれば、加振装置で軸受パッドをラ
ジアル方向に加振することにより、回転体のジャーナル
と軸受パッドとの間の流体膜に、両者の相対振動に基づ
く変動圧力を発生させ、これにより、回転体のジャーナ
ルの偏心方向の流体膜の成分（第３図中のＦε成分）を
効果的に発生させると共に、このＦε成分に直角で回転
方向の流体膜力の成分（第３図中のＦθ成分）の発生を
抑えて、オイルホイップを抑制することができ、また軸
受の負荷容量及び減衰性能を加振される軸受パッドの振
幅及び振動数にそれぞれほぼ比例して増加させることが
できる。
ジアル方向に加振することにより、回転体のジャーナル
と軸受パッドとの間の流体膜に、両者の相対振動に基づ
く変動圧力を発生させ、これにより、回転体のジャーナ
ルの偏心方向の流体膜の成分（第３図中のＦε成分）を
効果的に発生させると共に、このＦε成分に直角で回転
方向の流体膜力の成分（第３図中のＦθ成分）の発生を
抑えて、オイルホイップを抑制することができ、また軸
受の負荷容量及び減衰性能を加振される軸受パッドの振
幅及び振動数にそれぞれほぼ比例して増加させることが
できる。
実施例 以下、本発明の実施例について第１図を参照して説明
する。
する。
第１図において、上部軸受ハウジング20と、下部軸受
ハウジング21とが、締付ボルト22によって結合されて、
軸受ハウジング23が形成されている。この軸受ハウジン
グ23内は複数の円周方向に分割された軸受パッド24,25,
26が隙間44を持たせて収容され、それぞれ回り止めされ
ると共に位置決めされている。これら軸受パッド24,25,
26の円周方向の一端側は、それぞれ位置決め治具27,28,
29によって軸受ハウジング23に取り付けられ、ラジアル
方向での微小変位が可能となっている。そして、軸受パ
ッド24,25,26の軸心側内部には、回転体30が回転自在に
支持されている。
ハウジング21とが、締付ボルト22によって結合されて、
軸受ハウジング23が形成されている。この軸受ハウジン
グ23内は複数の円周方向に分割された軸受パッド24,25,
26が隙間44を持たせて収容され、それぞれ回り止めされ
ると共に位置決めされている。これら軸受パッド24,25,
26の円周方向の一端側は、それぞれ位置決め治具27,28,
29によって軸受ハウジング23に取り付けられ、ラジアル
方向での微小変位が可能となっている。そして、軸受パ
ッド24,25,26の軸心側内部には、回転体30が回転自在に
支持されている。
また、軸受パッド24,25,26の円周方向の他端側は、各
々その軸心外側面にて加振力増幅装置31,32,33を介し
て、軸受ハウジング23外の積層圧電型加振装置34,35,36
で支えられた構成とされている。加振力増幅装置31,32,
33及び加振装置34,35,36は、それぞれ、取り付け治具3
7,38,39によって軸受ハウジング23に固定されている。
流体40は、軸受ハウジング23に設けた供給口41,42,43か
ら軸受ハウジング23の内部に供給され、軸受パッド24,2
5,26と回転体30との隙間44に充填される。積層圧電型加
振装置34,35,36は高周波数で加振可能であり、これら加
振装置で軸受パッド24,25,26をラジアル方向に加振する
ことにより、回転体30のジャーナルと軸受パッド24,25,
26との間の流体40に、両者の相対振動に基づく変動圧力
が発生することになる。
々その軸心外側面にて加振力増幅装置31,32,33を介し
て、軸受ハウジング23外の積層圧電型加振装置34,35,36
で支えられた構成とされている。加振力増幅装置31,32,
33及び加振装置34,35,36は、それぞれ、取り付け治具3
7,38,39によって軸受ハウジング23に固定されている。
流体40は、軸受ハウジング23に設けた供給口41,42,43か
ら軸受ハウジング23の内部に供給され、軸受パッド24,2
5,26と回転体30との隙間44に充填される。積層圧電型加
振装置34,35,36は高周波数で加振可能であり、これら加
振装置で軸受パッド24,25,26をラジアル方向に加振する
ことにより、回転体30のジャーナルと軸受パッド24,25,
26との間の流体40に、両者の相対振動に基づく変動圧力
が発生することになる。
これにより、回転体30のジャーナルの偏心方向の成分
（第３図中のＦε成分）を効果的に発生させると共に、
このＦε成分に直角で回転方向の流体膜力の成分（第３
図中のＦθ成分）の発生を抑えて、オイルホイップを抑
制することができ、また軸受の負荷容量及び減衰性能を
加振される軸受パッドの振幅及び振動数にそれぞれほぼ
比例して増加させることができる。
（第３図中のＦε成分）を効果的に発生させると共に、
このＦε成分に直角で回転方向の流体膜力の成分（第３
図中のＦθ成分）の発生を抑えて、オイルホイップを抑
制することができ、また軸受の負荷容量及び減衰性能を
加振される軸受パッドの振幅及び振動数にそれぞれほぼ
比例して増加させることができる。
そして、これらの作用効果は回転体の回転数の1/2以
上の定常的な軸受パッドの振動を保つこと（相対的に
は、回転体のジャーナルの振れ回りが発生していること
と等しい）により有効に達成されるので、加振装置によ
る加振速度を回転体の回転数の1/2以上の振動数とする
ことが好ましい。
上の定常的な軸受パッドの振動を保つこと（相対的に
は、回転体のジャーナルの振れ回りが発生していること
と等しい）により有効に達成されるので、加振装置によ
る加振速度を回転体の回転数の1/2以上の振動数とする
ことが好ましい。
なお、第１図に示した実施例では、加振装置34,35,36
を積層圧電型加振装置としたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、他の油圧型あるいは電磁型加振装置
等を適用してもよい。また、前記実施例では軸受パッド
は３個として説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、軸受パッドの数量、大きさ、配置、更に加
振装置の取り付け位置等は、所望に応じて選択可能であ
る。
を積層圧電型加振装置としたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、他の油圧型あるいは電磁型加振装置
等を適用してもよい。また、前記実施例では軸受パッド
は３個として説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、軸受パッドの数量、大きさ、配置、更に加
振装置の取り付け位置等は、所望に応じて選択可能であ
る。
発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、軸受ハウジング
と、この軸受ハウジング内に設けられ回転体を回転自在
に支持する、複数の円周方向に分割された軸受パッドと
を備えた制振用軸受において、前記複数の各軸受パッド
を前記軸受ハウジング内に隙間を持たせて収容し、その
円周方向の一端側をラジアル方向に変位可能に固着する
と共に、その円周方向の他端側をラジアル方向に加振す
る加振装置で支える構成とし、この加振装置で軸受パッ
ドをラジアル方向に加振することにより、回転体のジャ
ーナルと軸受パッドとの間の流体膜に、両者の相対振動
に基づく変動圧力を発生させ、これにより、回転体のジ
ャーナルの偏心方向の流体膜の成分（第３図中のＦε成
分）を効果的に発生させると共に、このＦε成分に直角
で回転方向の流体膜力の成分（第３図中のＦθ成分）の
発生を抑えて、オイルホイップを抑制することができ、
また軸受の負荷容量及び減衰性能を加振される軸受パッ
ドの振幅及び振動数にそれぞれほぼ比例して増加させる
ことができ、したがって、回転体の高速化を容易に可能
とできる。
と、この軸受ハウジング内に設けられ回転体を回転自在
に支持する、複数の円周方向に分割された軸受パッドと
を備えた制振用軸受において、前記複数の各軸受パッド
を前記軸受ハウジング内に隙間を持たせて収容し、その
円周方向の一端側をラジアル方向に変位可能に固着する
と共に、その円周方向の他端側をラジアル方向に加振す
る加振装置で支える構成とし、この加振装置で軸受パッ
ドをラジアル方向に加振することにより、回転体のジャ
ーナルと軸受パッドとの間の流体膜に、両者の相対振動
に基づく変動圧力を発生させ、これにより、回転体のジ
ャーナルの偏心方向の流体膜の成分（第３図中のＦε成
分）を効果的に発生させると共に、このＦε成分に直角
で回転方向の流体膜力の成分（第３図中のＦθ成分）の
発生を抑えて、オイルホイップを抑制することができ、
また軸受の負荷容量及び減衰性能を加振される軸受パッ
ドの振幅及び振動数にそれぞれほぼ比例して増加させる
ことができ、したがって、回転体の高速化を容易に可能
とできる。
第１図は本発明の一実施例による制振用軸受（すべり軸
受）を示す断面図、第２図は従来の制振用軸受を示す断
面図、第３図はオイルホイップの発生機構を説明するた
めの図である。 23……軸受ハウジング、24,25,26……軸受パッド、30…
…回転体、34,35,36……加振装置。
受）を示す断面図、第２図は従来の制振用軸受を示す断
面図、第３図はオイルホイップの発生機構を説明するた
めの図である。 23……軸受ハウジング、24,25,26……軸受パッド、30…
…回転体、34,35,36……加振装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 岩男 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−303214（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−11423（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−11424（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】軸受ハウジングと、この軸受ハウジング内
に設けられ回転体を回転自在に支持する、複数の円周方
向に分割された軸受パッドとを備えた制振用軸受におい
て、前記複数の各軸受パッドを前記軸受ハウジング内に
隙間を持たせて収容し、その円周方向の一端側をラジア
ル方向に変位可能に固着すると共に、その円周方向の他
端側をラジアル方向に加振する加振装置で支える構成と
したことを特徴とする制振用軸受。 - 【請求項２】加振装置による加振速度を回転体の回転数
の1/2以上の振動数としたことを特徴とする請求項１記
載の制振用軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1289347A JP2659829B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 制振用軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1289347A JP2659829B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 制振用軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03149412A JPH03149412A (ja) | 1991-06-26 |
| JP2659829B2 true JP2659829B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=17742035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1289347A Expired - Lifetime JP2659829B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 制振用軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2659829B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5397183A (en) * | 1993-07-26 | 1995-03-14 | Westinghouse Electric Corporation | Active bearing |
| US6889803B2 (en) * | 2002-10-11 | 2005-05-10 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Torsional active vibration control system |
| JP5284020B2 (ja) * | 2008-09-16 | 2013-09-11 | 株式会社東芝 | すべり軸受ユニット及び回転陽極型ｘ線管装置 |
| US8308366B2 (en) * | 2009-06-18 | 2012-11-13 | Eaton Industrial Corporation | Self-aligning journal bearing |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0625698Y2 (ja) * | 1987-07-11 | 1994-07-06 | 株式会社島津製作所 | ティルティングパッド軸受 |
-
1989
- 1989-11-07 JP JP1289347A patent/JP2659829B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03149412A (ja) | 1991-06-26 |
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