JPH07180721A - Tilting pad journal bearing device - Google Patents
Tilting pad journal bearing deviceInfo
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- JPH07180721A JPH07180721A JP32785993A JP32785993A JPH07180721A JP H07180721 A JPH07180721 A JP H07180721A JP 32785993 A JP32785993 A JP 32785993A JP 32785993 A JP32785993 A JP 32785993A JP H07180721 A JPH07180721 A JP H07180721A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ティルティングパッド
ジャーナル軸受装置に係わり、特にタービンや電動機な
どの様に比較的高荷重の加わる回転軸に使用されるティ
ルティングパッドジャーナル軸受装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tilting pad journal bearing device, and more particularly to a tilting pad journal bearing device used for a rotating shaft to which a relatively high load is applied such as a turbine or an electric motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】タービンやタービン発電機およビ電動機
などの高速回転機の回転軸は、ジャーナル軸受によって
支持されており、このジャーナル軸受には多円弧軸受や
ティルディングパッド軸受が採用されている。これらの
非真円軸受は、大きな制振力を有すると共に高い安定性
を備えている。中でもティルティングパッドジャーナル
軸受は他の軸受と比較して、自励振動に対して極めて高
い安定性を有しているが、負荷容量に若干難点があるこ
とが知られている。図５に従来技術（６枚ロードオン
形）のティルティングパッドジャーナル軸受を示す。円
筒形軸受と比較して負荷容易に劣る理由は、１．受圧面
が分割されている。２．特定のパッド（No．４パッド）
に荷重が集中するなどの点にあり、特に２は許容荷重を
大きく制約している。通常、無負荷側のパッド（No．
１、No．２およびNo．６）には、予圧（プリセット：軸
受加工半径すき間より内側にパッドを組む）を与えなけ
れば、圧力は発生しない。また、大形の実機において
は、これらのパッドには逃げ溝が加工されているため、
圧力の発生は無い。従って下半のパッドにて荷重を支え
ているが、荷重の大部分はNo．４のパッドに集中し、運
転時には図６に示すような圧力分布が生じている。この
ことより許容される荷重は、No. ４パッドの負荷容量に
大きく制約される。2. Description of the Related Art A rotary shaft of a high speed rotating machine such as a turbine, a turbine generator or a bi-electric motor is supported by a journal bearing, and a multi-arc bearing or a tilting pad bearing is adopted as the journal bearing. . These non-round bearings have high vibration damping force and high stability. Among them, the tilting pad journal bearing has extremely high stability against self-excited vibration as compared with other bearings, but it is known that the load capacity has some drawbacks. FIG. 5 shows a conventional tilting pad journal bearing (six pieces of load-on type). The reasons why the load is inferior to the cylindrical bearing are as follows. The pressure receiving surface is divided. 2. Specific pad (No.4 pad)
The load is concentrated on the point where the load is concentrated. Especially, 2 greatly restricts the allowable load. Normally, the pad (No.
1, No. 2 and No. No pressure is generated in 6) unless a preload (preset: a pad is assembled inside the bearing machining radius gap) is applied. Also, in large machines, these pads have relief grooves, so
No pressure is generated. Therefore, the lower half of the pad supports the load, but most of the load is no. 4 is concentrated on the pad No. 4 and a pressure distribution as shown in FIG. 6 is generated during operation. Therefore, the allowable load is largely restricted by the load capacity of No. 4 pad.
【０００３】一方、無負荷側のパッドにはほとんど圧力
が生じないため、これらのパッドに運転中時々不安定な
振動が発生することがあり、この振動が回転軸を励振し
て軸系の振動を引き起こすことがある。On the other hand, since almost no pressure is generated in the pads on the unloaded side, unstable vibrations may sometimes occur in these pads during operation. This vibration excites the rotating shaft and causes vibration of the shaft system. May cause
【０００４】また、通常電動機などの回転軸は両端２箇
所で、軸受によって支持されるが、これらの高さレベル
があっていないと片当たりなどの不具合を生ずることが
ある。Further, a rotating shaft of an electric motor or the like is usually supported by bearings at two ends, but if the height levels of these are not correct, a problem such as a one-sided contact may occur.
【０００５】従来このような問題点を解決するために、
組立時に荷重の集中するパッドをオフセット（軸受加工
半径すき間より外側にパッドを組む）したり、また逆に
前後のパッド（No．３とNo．５）をプリセットして図４
に示すような圧力の均等化を図っている。また、センサ
ーを用いて均等になるように制御する方法も考えられて
いる（例えば、特開昭６１−２３８８６７号公報等）。
しかしながら、組立による調整では全ての運転域で同一
のオフセット量（プリセット量）が与えられるため、昇
速時や低速ホールド時などでは、充分な均等化を図るこ
とができない。一方、センサーによる制御方法は、この
ような運転状態に応じた調整が可能であるが、制御系補
器とその点検・調整が必要となりコスト・メンテナンス
面に難点を有する。また、上半のパッドにおいても、同
様に運転状態に応じた適正なプリセット量を調整するこ
とは困難である。Conventionally, in order to solve such problems,
When assembling, the pad where the load is concentrated is offset (the pad is assembled to the outside of the bearing processing radius gap), or conversely, the front and rear pads (No. 3 and No. 5) are preset and shown in FIG.
The pressure is equalized as shown in. Further, a method of using a sensor to control so as to be even has been considered (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-238867).
However, since the same offset amount (preset amount) is given in all operating ranges in the adjustment by assembly, sufficient equalization cannot be achieved at the time of speed-up or low-speed hold. On the other hand, the control method using a sensor can be adjusted in accordance with such an operating state, but it requires a control system auxiliary device and its inspection / adjustment, which is difficult in terms of cost and maintenance. Further, also in the upper half pad, similarly, it is difficult to adjust an appropriate preset amount according to the operating state.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明はティ
ルティングパッドジャーナル軸受において、特定のパッ
ドに荷重が集中することを避けるためのパッドの支持構
造、ならびに無負荷側パッドの不安定な振動を抑制する
支持構造、更に回転軸を平行に支えるための支持構造を
有するティルティングパッドジャーナル軸受装置を提供
することを目的とする。Therefore, in the tilting pad journal bearing according to the present invention, the pad support structure for avoiding the concentration of the load on a specific pad and the unstable vibration of the unloaded side pad are provided. An object of the present invention is to provide a tilting pad journal bearing device having a supporting structure for restraining and further a supporting structure for supporting a rotating shaft in parallel.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては １．荷重を受ける下半３枚の各々のパッドを支持する支
持台とこの支持台を支えるために油を内蔵したポケット
を設け、更にこれら３個のポケット間に連通管を設け
る。 ２．この連通管のポケット入口近傍にオリフィスを設け
る。 ３．上半３枚のパッドにも各々下半と同じ支持台ならび
にポケットを設け、それらのポケット入口に各々内圧を
調整する圧力調整弁を設ける。 ４．以上の構造を持つ軸受装置を回転軸の両端に取付
け、かつ両端軸受下半のポケット間に連通管を設けるこ
とを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides: A support base for supporting each of the lower three pads that receive a load, a pocket containing oil for supporting the support base, and a communication pipe are provided between these three pockets. 2. An orifice is provided near the pocket inlet of this communication pipe. 3. The upper half three pads are also provided with the same supporting base and pockets as the lower half, and pressure regulating valves for adjusting the internal pressures are provided at the pocket inlets, respectively. 4. The bearing device having the above structure is attached to both ends of the rotary shaft, and a communicating pipe is provided between the pockets of the lower half of the bearings at both ends.
【０００８】[0008]
【作用】各々の作用を請求毎に説明する。 １．荷重が特定のパッドに集中し、図６のような圧力を
発生すると、このパッドを支持しているポケット内部の
圧力が上昇する。しかしながらこのポケットは、他の荷
重を受けるパッドのポケットと連通管によってつながっ
ているので、圧力がバランスするまで支持台が上下して
自動的に調整される。これにより各パッドに掛かる荷重
は均等化する。 ２．ポケットの入口近傍にオリフィスを設けることによ
って流動抵抗を与え、油が移動し支持台が上下する時の
振動を防止する。 ３．上半の各パッドに適量な予圧を与えて、圧力を発生
させ、不安定な振動を抑える。 ４．回転軸両端の負荷側パッドのポケット部を連通管で
導通させることにより、圧力のバランスが図れ、回転軸
両端の軸受の高さレベルが自動調整される。[Operation] Each operation will be described for each claim. 1. When the load is concentrated on a specific pad and a pressure as shown in FIG. 6 is generated, the pressure inside the pocket supporting the pad rises. However, since this pocket is connected to the pocket of the pad that receives another load by the communication pipe, the support base is automatically moved up and down until the pressure is balanced. Thereby, the load applied to each pad is equalized. 2. An orifice is provided near the entrance of the pocket to provide flow resistance and prevent vibration when oil moves and the support moves up and down. 3. An appropriate amount of preload is applied to each pad in the upper half to generate pressure and suppress unstable vibration. 4. By connecting the pockets of the load side pads at both ends of the rotating shaft with the communicating pipes, the pressure is balanced and the height level of the bearings at both ends of the rotating shaft is automatically adjusted.
【０００９】[0009]
【実施例】以下に、本発明によるティルティングパッド
ジャーナル軸受装置の一実施例を図１から図４に従い、
具体的に説明する。図１は本発明の一実施例を示す構造
図であり、回転軸１を軸受台座２に収納された６枚のテ
ィルティングパッド３で支えている。ここで、請求項１
および請求項２に対応する実施例について説明する。下
半３枚のパッドは支持台４とこの支持台を支えるために
油を内蔵して支持台の高さを調整するポケット５に支持
され、この支持台はポケット内を上下できるようにポケ
ット内径より若干小さく製作され、かつ油が軸受内部に
漏れないようにシール６が取り付けられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of a tilting pad journal bearing device according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
This will be specifically described. FIG. 1 is a structural view showing an embodiment of the present invention, in which a rotating shaft 1 is supported by six tilting pads 3 housed in a bearing pedestal 2. Here, claim 1
An embodiment corresponding to claim 2 will be described. The lower three pads are supported by a support base 4 and a pocket 5 that contains oil to support the support base and adjusts the height of the support base. The support base has a pocket inner diameter so that the pocket can be moved up and down. It is made slightly smaller, and a seal 6 is attached so that oil does not leak inside the bearing.
【００１０】各ポケットは連通管10によってつながれて
いる。支持台表面が軸受台座内周面と一致するように調
整弁８を開けて油を排出しながら組み立て、その後調整
弁は全閉しておく。油漏れにより油量が減少したときに
はポンプ９を駆動して微量ずつ調整弁８より供給する。
供給は軸心を監視するセンサーによって初期位置に軸心
が復帰するまで行う。荷重がNo．４パッドに集中する
と、この支持台を支えるポケット内部の圧力が上昇する
が、連通管によってNo．３とNo．５のポケットと導通し
ているので、これらの圧力がバランスするように支持台
が上下する。この際連通管を通した液面の振動を防止す
るために、オリフィス７を各々のポケット入口近傍に設
けた。Each pocket is connected by a communication pipe 10. The adjustment valve 8 is opened so that the surface of the support base coincides with the inner peripheral surface of the bearing pedestal, and the assembly is performed while discharging oil, and then the adjustment valve is fully closed. When the amount of oil decreases due to oil leakage, the pump 9 is driven to supply a minute amount from the adjusting valve 8.
Supply is performed until the axis returns to the initial position by a sensor that monitors the axis. The load is No. When concentrated on the 4th pad, the pressure inside the pocket that supports this support rises. 3 and No. Since it is in conduction with the pocket of 5, the support base moves up and down so that these pressures are balanced. At this time, in order to prevent the liquid surface from vibrating through the communicating pipe, the orifices 7 were provided near the respective pocket inlets.
【００１１】これらの効果を有する他の実施例を図２に
示す。油圧の替わりにばねを用いる方法でばねの圧縮を
利用して圧力の均等化を図る。単位面積当たりのばね定
数Ｋは、軸受平均面圧をＰとした場合および Ｋ＝Ｐ／
（Ｃｒ×0.05〜0.10）程度にとる。ここでＣｒは軸受半
径すき間である。Another embodiment having these effects is shown in FIG. By using a spring instead of hydraulic pressure, compression of the spring is used to equalize the pressure. The spring constant K per unit area is K when the bearing average surface pressure is P and K = P /
(Cr × 0.05 to 0.10) Here, Cr is the bearing radius clearance.
【００１２】次に請求項３について図１を用いて説明す
る。上半の各パッドは下半と同様に支持台とポケットに
よって支持され、その各々に圧力調整弁１１が設けられ
ている。回転中パッドに不安定な振動が発生したとき
に、加圧ポンプ１２−ａを駆動し、弁１３−ａを開にし
て振動の発生したパッドの調整弁により、適量な予圧を
該パッドに与えて振動を抑制する。予圧を掛け過ぎた
り、回転を停止したりするときは減圧ポンプ１２−ｂを
駆動し、弁１３−ｂを開けて調整弁によって予圧を解除
する。Next, claim 3 will be described with reference to FIG. Similar to the lower half, each pad in the upper half is supported by a support base and pockets, and a pressure adjusting valve 11 is provided in each of them. When unstable vibration occurs in the pad during rotation, the pressurizing pump 12-a is driven, the valve 13-a is opened, and an appropriate amount of preload is applied to the pad by the adjusting valve of the pad in which the vibration occurs. Suppress vibration. When excessive preload is applied or rotation is stopped, the pressure reducing pump 12-b is driven, the valve 13-b is opened, and the preload is released by the adjusting valve.
【００１３】図３に請求項４に対応する実施例を示す。
上記の構造のティルティングパッドジャーナル軸受装置
２−ａおよび２−ｂを回転軸の両端に配置し、これらの
下半のポケットを連通管１４にて導通させる。これによ
りレベルの高い軸受と低い軸受との間で請求項１と同様
にポケット内の圧力のバランスがとられて、微少な高さ
レベルが自動的に調整される。FIG. 3 shows an embodiment corresponding to claim 4.
The tilting pad journal bearing devices 2-a and 2-b having the above structure are arranged at both ends of the rotary shaft, and the lower half pockets of these are connected by the communication pipe 14. As a result, the pressure in the pocket is balanced between the high-level bearing and the low-level bearing, and the minute height level is automatically adjusted.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上述べたように、負荷側のパッドを支
持台とこの支持台を支えるために油を内蔵して支持台の
高さを調整するポケットで支持し、更にこれらのポケッ
トを連通管で導通させることによって、負荷側のパッド
に均等に荷重を分担させて負荷容量の大きなティルティ
ングパッドジャーナル軸受装置を提供することができ
る。As described above, the pad on the load side is supported by the support base and the pocket for adjusting the height of the support base by incorporating oil to support the support base, and the pockets are communicated with each other. It is possible to provide a tilting pad journal bearing device having a large load capacity by allowing the load-side pad to share the load evenly by making the pipe conductive.
【００１５】また、無負荷側のパッドの各々に油圧を利
用して適量な予圧をかけることにより、これらのパッド
の振動を抑制して軸系を安定化するティルティングパッ
ドジャーナル軸受装置を提供することができる。Further, there is provided a tilting pad journal bearing device for stabilizing the shaft system by suppressing the vibration of these pads by applying an appropriate amount of preload to each of the pads on the unloaded side by utilizing hydraulic pressure. be able to.
【００１６】更に回転軸両端の軸受下半のポケット部を
連通管で導通させ、両端軸受の微少な高さレベルを自動
調整して安定した回転状態を与えるティルティングパッ
ドジャーナル軸受装置を提供することができる。Further, there is provided a tilting pad journal bearing device in which pockets in the lower half of the bearing at both ends of the rotary shaft are electrically connected by a communicating pipe to automatically adjust a minute height level of the bearings at both ends to provide a stable rotation state. You can
【図１】請求項１ないし３に対応する実施例によるティ
ルティングパッドジャーナル軸受装置の構造図。FIG. 1 is a structural diagram of a tilting pad journal bearing device according to an embodiment corresponding to claims 1 to 3. FIG.
【図２】請求項１の他実施例によるティルティングパッ
ドジャーナル軸受装置の構造図。FIG. 2 is a structural view of a tilting pad journal bearing device according to another embodiment of claim 1.
【図３】請求項４に対応する一実施例によるティルティ
ングパッドジャーナル軸受装置の構造図。FIG. 3 is a structural diagram of a tilting pad journal bearing device according to an embodiment corresponding to claim 4;
【図４】本発明により改良されたティルティングパッド
ジャーナル軸受の負荷側に発生する圧力分布の説明図。FIG. 4 is an explanatory view of pressure distribution generated on the load side of the tilting pad journal bearing improved by the present invention.
【図５】従来のティルティングパッドジャーナル軸受装
置の構造図。FIG. 5 is a structural diagram of a conventional tilting pad journal bearing device.
【図６】従来のティルティングパッドジャーナル軸受の
負荷側に発生する圧力分布の説明図。FIG. 6 is an explanatory view of a pressure distribution generated on the load side of a conventional tilting pad journal bearing.
１…回転軸、２…軸受台座、３…パッド、４…支持台、
５…ポケット、６…シール、７…オリフィス、８…調整
弁、９…加圧ポンプ、10…連通管、11…調整弁、12−ａ
…加圧ポンプ、12−ｂ…減圧ポンプ、13−ａ…開閉弁、
13−ｂ…開閉弁、14…ばね、15…連通管。1 ... Rotating shaft, 2 ... Bearing pedestal, 3 ... Pad, 4 ... Supporting base,
5 ... Pocket, 6 ... Seal, 7 ... Orifice, 8 ... Regulator valve, 9 ... Pressurizing pump, 10 ... Communication pipe, 11 ... Regulator valve, 12-a
... Pressurizing pump, 12-b ... Decompression pump, 13-a ... Open / close valve,
13-b ... open / close valve, 14 ... spring, 15 ... communication pipe.
Claims (4)
パッドを内蔵したティルティングパッドジャーナル軸受
装置において、荷重を受ける下半３枚の各々のパッドを
支持する支持台とこの支持台を支えるために油を内蔵し
て支持台の高さを調整するポケットを設け、更にこれら
３個のポケット内圧を均等にするための連通管を設けた
ことを特徴とするティルティングパッドジャーナル軸受
装置。1. In a tilting pad journal bearing device in which a plurality of pads divided into arcs are built in a bearing pedestal, a support base for supporting each of the lower three pads receiving a load and the support base are provided. A tilting pad journal bearing device, characterized in that a pocket for adjusting the height of the support base is provided with a built-in oil for supporting, and a communication pipe for equalizing the internal pressures of these three pockets is further provided.
乱から保護し、安定化させるために連通管のポケット入
口近傍にオリフィスを設けたことを特徴とする請求項１
記載のティルティングパッドジャーナル軸受装置。2. An orifice is provided in the vicinity of the pocket inlet of the communication pipe to protect and stabilize the pressure inside the pocket from disturbance such as vibration.
The tilting pad journal bearing device described.
パッドを内蔵したティルティングパッドジャーナル軸受
装置において、上半３枚の各々のパッドに各々下半と同
じ支持台ならびにポケットを設け、それらのポケット各
々に内圧を調整する圧力調整弁を設けたことを特徴とす
る請求項１記載のティルティングパッドジャーナル軸受
装置。3. A tilting pad journal bearing device in which a plurality of pads divided into an arc shape are built in a bearing pedestal, wherein each of the upper half three pads is provided with the same support base and pocket as that of the lower half. 2. The tilting pad journal bearing device according to claim 1, wherein a pressure adjusting valve for adjusting the internal pressure is provided in each of the pockets.
端に取付け、かつ両端軸受下半のポケットの内圧を均等
にするための連通管を設けたことを特徴とするティルテ
ィングパッドジャーナル軸受装置。4. A tilting pad journal, wherein the bearing device according to claim 1 is attached to both ends of a rotary shaft, and communication pipes are provided to equalize the internal pressure of the pockets in the lower half of the bearings on both ends. Bearing device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32785993A JPH07180721A (en) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | Tilting pad journal bearing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32785993A JPH07180721A (en) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | Tilting pad journal bearing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07180721A true JPH07180721A (en) | 1995-07-18 |
Family
ID=18203775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32785993A Pending JPH07180721A (en) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | Tilting pad journal bearing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07180721A (en) |
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-
1993
- 1993-12-24 JP JP32785993A patent/JPH07180721A/en active Pending
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