JPH0139933Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、軸側の回転部を固定側の複数の軸受
シユーで回転自在に支持する推力軸受の改良に関
する。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to an improvement in a thrust bearing in which a rotating part on the shaft side is rotatably supported by a plurality of bearing shoes on the stationary side.

〈従来の技術〉 堅型水車発電機などで使われている推力軸受
は、回転軸側の回転部を固定側の複数の軸受シユ
ーで回転自在に支持するものであり、軸受シユー
の支持方法は２つに分類される。その１つは剛体
支持であり、通常スクリユーピボツトを用いて組
立調整時に各軸受シユーのレベルを均一として荷
重を平均に分担するように調整している。しか
し、この方法では、調整完了時点の残留誤差や運
転中の熱変形等により、各軸受シユーの負荷が均
一とならず、回転子の軸振れや振動の原因とな
る。一方、このような剛体支持に比べ優れた特性
を有するものとして弾性支持の方法が知られてい
る。この方法は、各軸受シユーを弾性体を介して
支持するものであり、各軸受シユーのレベル偏差
やスラストランナーの回転中の面振れを弾性体に
より吸収して荷重分担を均等にすることができる
ものである。このような弾性支持の方法を採用し
た従来の推力軸受について第７図を参照して説明
する。同図に示す推力軸受は、堅型水車発電機に
適用されているもので、回転軸１には一体的にシ
ヤフトカラー２が取付けられ、その下部には軸側
の回転部としてランナ３が設けられている。一
方、ケーシング側の固定部材である油槽底板４上
にはピボツト５を具えた板ばね６が設けられ、前
記ランナ３に摺接し得るセクターパツド（軸受シ
ユー）７がセクター座（サポート）８を介して前
記ピボツト５により傾動自在に支持されている。
セクターパツド７等は前記ランナ３に対して複数
設けられ、又これらは油槽９内の油中に浸漬され
る。<Prior art> Thrust bearings used in rigid water turbine generators, etc., rotatably support the rotating part on the rotating shaft side with multiple bearing shoes on the stationary side. It is classified into two types. One of these is rigid body support, in which a screw pivot is usually used to adjust the level of each bearing shoe to be uniform during assembly and adjustment so that the load is shared evenly. However, with this method, the load on each bearing shoe is not uniform due to residual errors at the time of completion of adjustment, thermal deformation during operation, etc., which causes shaft runout and vibration of the rotor. On the other hand, an elastic support method is known to have superior properties compared to such rigid support. In this method, each bearing shoe is supported through an elastic body, and the elastic body absorbs the level deviation of each bearing shoe and the surface runout during rotation of the thrust runner, making it possible to evenly share the load. It is something. A conventional thrust bearing employing such an elastic support method will be described with reference to FIG. 7. The thrust bearing shown in the figure is applied to a rigid water turbine generator, in which a shaft collar 2 is integrally attached to a rotating shaft 1, and a runner 3 is provided below the shaft collar as a rotating part on the shaft side. It is being On the other hand, a leaf spring 6 equipped with a pivot 5 is provided on the oil tank bottom plate 4, which is a fixed member on the casing side, and a sector pad (bearing shoe) 7 that can come into sliding contact with the runner 3 is connected via a sector seat (support) 8. It is supported by the pivot 5 so as to be tiltable.
A plurality of sector pads 7 and the like are provided for the runner 3, and these are immersed in oil in an oil tank 9.

この推力軸受によれば、回転軸１と共に回転す
るランナ３にセクターパツド７が油膜を介して摺
接し、複数のセクターパツド７が回転軸１にかか
る荷重を負担するのである。 According to this thrust bearing, the sector pads 7 come into sliding contact with the runner 3 rotating together with the rotating shaft 1 via an oil film, and the plurality of sector pads 7 bear the load applied to the rotating shaft 1.

〈考案が解決しようとする問題点〉 このように弾性支持を採用した従来の推力軸受
は、各軸受シユーを支持する弾性体として板ばね
６、あるいはコイルバネが単独で用いられている
ため、バネ特性としては一次系である。このため
ばね定数をあまり高くとりすぎると荷重変動に対
する追従性が悪くなり、逆に低すぎると回転子の
回転周波数とバネ系の共振周波数の問題や、たわ
み量が多くなるため、相手機械とのエンドプレ
ー、即ちあそびの許容値が少ない場合の不都合が
生じてくる。<Problems to be solved by the invention> In conventional thrust bearings that employ elastic support in this way, the leaf spring 6 or coil spring is used alone as the elastic body to support each bearing shoe. It is a first-order system. For this reason, if the spring constant is too high, the ability to follow load fluctuations will be poor, and if it is too low, problems with the rotor's rotational frequency and the resonance frequency of the spring system, as well as an increase in the amount of deflection, will occur, causing problems with the mating machine. Inconveniences arise when the allowable value of end play, that is, play is small.

〈問題点を解決するための手段及び作用〉 本考案の推力軸受では、弾性変形しうる最大荷
重の異なる２種以上のサラバネから構成される弾
性体を介して複数の軸受シユーを支持しているの
で、例えばサラバネとして２種類のものを用いる
場合、第８図に示すように、これらのサラバネの
弾性変しうる最大荷重のうち小さい方W₁を越え
た荷重Ｗが加わるとバネ定数が大きく変化する。
即ち、W₁を越えるまでは、いずれものサラバネ
（各バネ定数をK₁、K₂とする）も弾性変形するの
で、この範囲のバネ定数は２つのサラバネのバネ
定数の和（K₁＋K₂）であるのに対し、W₁を越え
ると弾性変形しうる最大荷重の小さなサラバネ
（このバネ定数をK₁とする）はたわみきつている
ので、この範囲のバネ定数は残りのサラバネのバ
ネ定数K₂と等しくなる。このように、弾性体と
してのバネ定数が一定値を越えると大きく変化す
るので、軸受の運転中の変動荷重を適度に吸収す
るとともに、過大なエンドプレーを抑えることが
できるのである。<Means and effects for solving the problems> In the thrust bearing of the present invention, a plurality of bearing shoes are supported via an elastic body composed of two or more types of springs with different maximum loads that can be elastically deformed. Therefore, for example, when two types of springs are used, as shown in Figure 8, if a load W exceeding the smaller of the maximum loads that can change the elasticity of these springs _W1 is applied, the spring constant will change significantly. do.
That is, until W ₁ is exceeded, both countersunk springs (each spring constant is K ₁ and K ₂ ) are elastically deformed, so the spring constant in this range is the sum of the spring constants of the two countersunk springs (K ₁ + K ₂ ), on the other hand, a small countermeasure spring with a small maximum load that can be elastically deformed when W ₁ is exceeded (this spring constant is K ₁ ) has a tight deflection, so the spring constant in this range is the spring constant of the remaining countermeasure springs. equals K ₂ . In this way, since the spring constant of the elastic body changes significantly when it exceeds a certain value, it is possible to appropriately absorb the fluctuating load during operation of the bearing and to suppress excessive end play.

〈実施例〉 本考案の第１の実施例を第１図及び第２図に示
す。同図に示すように回転軸１１にはリングキー
１２及びリングキー抑え１３にてスラストボス１
４が固定され、このスラストボス１４の下部には
環状のスラストランナ１５が取り付けられてい
る。このスラストランナ１５の下方には、このス
ラストランナ１５を回転支持に支持する複数のス
ラストセクターメタル（軸受シユー）１６が配置
されている。即ち、各スラストセクターメタル１
６は、スラストランナ１５に摺接すると共にセク
ター座１７を介してピボツト軸１８に傾動自在に
支持されている。ピボツト軸１８は、油槽１９に
スラストリングベース２０にて固定されたピボツ
ト軸案内２１に上下動可能に嵌合しており、この
ピボツト軸案内２１とピボツト１８との間には弾
性体２５としてサラバネ２２，２３，２４が直列
に介装されている。サラバネ２３，２４は相互に
重ね合わされているのに対し、サラバネ２２はス
ペーサ２６の上方においてサラバネ２３，２５と
凹凸を逆にして配置されている。これら３つのサ
ラバネ２２，２３，２４の弾性変形しうる最大荷
重は少なくとも１つは異なつており、従つて負荷
する荷重Ｗに対する弾性体２５としてのたわみδ
（すなわちサラバネ２２，２３，２４のたわみの
合計）は第８図に示すように折れ線状に変化する
こととなる。しかも、相互に重ね合わされたサラ
バネ２３，２４は変形する際、相互に摩擦するの
で、そのたわみの合計は荷重に対してヒステリシ
スカーブを描くこととなり、このため振動が速や
かに減衰することとなる。<Example> A first example of the present invention is shown in FIGS. 1 and 2. As shown in the figure, a thrust boss 1 is attached to the rotating shaft 11 with a ring key 12 and a ring key retainer 13.
4 is fixed, and an annular thrust runner 15 is attached to the lower part of the thrust boss 14. A plurality of thrust sector metals (bearing shoes) 16 that rotatably support the thrust runner 15 are arranged below the thrust runner 15 . That is, each thrust sector metal 1
6 is in sliding contact with the thrust runner 15 and is tiltably supported by a pivot shaft 18 via a sector seat 17. The pivot shaft 18 is fitted in a pivot shaft guide 21 fixed to an oil tank 19 by a thrust ring base 20 so as to be movable up and down. 22, 23, and 24 are interposed in series. While the springs 23 and 24 are stacked on top of each other, the spring 22 is arranged above the spacer 26 with the unevenness of the springs 23 and 25 being reversed. At least one of the maximum loads at which these three springs 22, 23, and 24 can be elastically deformed is different, and therefore the deflection δ of the elastic body 25 with respect to the applied load W is
(That is, the total deflection of the counter springs 22, 23, and 24) changes in a polygonal line as shown in FIG. Moreover, when the springs 23 and 24 superimposed on each other are deformed, they rub against each other, so the sum of their deflections draws a hysteresis curve with respect to the load, so that vibrations are quickly attenuated.

上記実施例では弾性体２５として３つのサラバ
ネ２２，２３，２４を組み合せていたが、本考案
はこのようなものに限定されるものではない。例
えば、第３図に示す第２の実施例のように２つの
サラバネ２７，２８を組み合せてもよく、第４図
に示す第３の実施例のように５つのサラバネ２
９，３０，３１，３２，３３を組み合せても良
く、第５図に示す第４の実施例のように４つのサ
ラバネ３４，３５，３６，３７を組み合せてもよ
く、更に第６図に示す第５の実施例のように６つ
のサラバネ３８，３９，４０，４１，４２，４３
を組み合わせても良い。 In the above embodiment, three springs 22, 23, and 24 were combined as the elastic body 25, but the present invention is not limited to this. For example, two flat springs 27 and 28 may be combined as in the second embodiment shown in FIG. 3, or five flat springs 2 as in the third embodiment shown in FIG.
9, 30, 31, 32, 33 may be combined, or four counter springs 34, 35, 36, 37 may be combined as in the fourth embodiment shown in Fig. 5, and further as shown in Fig. 6. Six counter springs 38, 39, 40, 41, 42, 43 as in the fifth embodiment
may be combined.

〈考案の効果〉 以上、詳細に説明したように、本考案の推力軸
受では、弾性変形しうる最大荷重の異なる２種以
上のサラバネから弾性体を構成したので、弾性体
としてのバネ特性は折れ線状となり、軸受の運転
中の変動荷重を適度に吸収すると共に過大なエン
ドプレーを抑えることができる。<Effects of the invention> As explained above in detail, in the thrust bearing of the invention, the elastic body is composed of two or more types of springs with different maximum loads that can be elastically deformed, so the spring characteristics of the elastic body are as follows. This makes it possible to appropriately absorb fluctuating loads during bearing operation and suppress excessive end play.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図及び第２図は本考案の第１の実施例に係
り、第１図はその全体断面図、第２図はその要部
断面図、第３図、第４図、第５図、第６図は各々
本考案の第２、第３、第４、第５の実施例に係る
要部断面図、第７図は従来の推力軸受の断面図、
第８図は荷重Ｗに対する弾性体としてのたわみδ
の変化を示すグラフである。 図面中、１１は回転軸、１４はスラストボス、
１５はスラストランナ、１６はスラストセクター
メタル（軸受シユー）、１７はセクター座、１８
はピボツト軸、１９はピボツト軸案内、２２，２
３，２４，２７〜４３はサラバネ、２５は弾性体
である。 1 and 2 relate to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an overall sectional view thereof, FIG. 2 is a sectional view of essential parts thereof, FIGS. 3, 4, 5, FIG. 6 is a sectional view of main parts according to the second, third, fourth, and fifth embodiments of the present invention, and FIG. 7 is a sectional view of a conventional thrust bearing.
Figure 8 shows the deflection δ as an elastic body against the load W.
It is a graph showing changes in. In the drawing, 11 is a rotating shaft, 14 is a thrust boss,
15 is a thrust runner, 16 is a thrust sector metal (bearing shoe), 17 is a sector seat, 18
is the pivot shaft, 19 is the pivot shaft guide, 22, 2
3, 24, 27 to 43 are springs, and 25 is an elastic body.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 複数の軸受シユーを弾性体を介して支持する推
力軸受において、上記各弾性体は、弾性変形しう
る最大荷重の異なる２種以上のサラバネから構成
されて、一定荷重を越えるとバネ定数が変化する
ことを特徴とする推力軸受。 In a thrust bearing that supports a plurality of bearing shoes via elastic bodies, each of the elastic bodies is composed of two or more types of springs with different maximum loads that can be elastically deformed, and the spring constant changes when a certain load is exceeded. A thrust bearing characterized by: