JPH09269005A - 減衰機能を備えたダンピング軸受 - Google Patents

減衰機能を備えたダンピング軸受

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JPH09269005A
JPH09269005A JP8078720A JP7872096A JPH09269005A JP H09269005 A JPH09269005 A JP H09269005A JP 8078720 A JP8078720 A JP 8078720A JP 7872096 A JP7872096 A JP 7872096A JP H09269005 A JPH09269005 A JP H09269005A
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JP
Japan
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bearing
damping
bearing support
supports
support
Prior art date
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JP8078720A
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English (en)
Inventor
Shinji Abe
慎治 阿部
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Publication of JPH09269005A publication Critical patent/JPH09269005A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/04Ball or roller bearings, e.g. with resilient rolling bodies
    • F16C27/045Ball or roller bearings, e.g. with resilient rolling bodies with a fluid film, e.g. squeeze film damping
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/23Gas turbine engines

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設計変更や重量増加なしに、減衰力を調整で
きる減衰機能を備えたダンピング軸受を提供する。 【解決手段】 回転軸1を支持するラジアル軸受2と、
ラジアル軸受を支持する軸受サポート13と、軸受サポ
ートを支持する軸受ハウジング14とを備える。軸受サ
ポートは、軸受ハウジングにより半径方向に振動可能に
弾性的に支持され、かつその間に油を密封させて振動を
減衰させるようになっている。更に、軸受サポートに摩
擦部材16を軸方向に押付けるスラストダンパ装置18
を備える。このスラストダンパ装置18は、軸受ハウジ
ングの空洞14a内に軸方向に遊動可能に挿入された摩
擦部材16と、摩擦部材を軸受サポートの垂直面に押付
ける付勢部材17とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ジェットエンジン
におけるガスタービンの軸受支持構造に係わり、更に詳
しくは、減衰機能を備えたダンピング軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】ジェットエンジンには、高速回転するガ
スタービンの軸受として、スクイズ・フィルム・ダンパ
を備えた軸受が用いられている。図4はこの軸受の模式
図であり、(A)は部分断面図、(B)はスクイズ・フ
ィルム・ダンパ部(A部)の拡大図である。
【0003】図4(A)において、1は回転軸、2は軸
受、3は軸受サポート、4は軸受ハウジングである。軸
受サポート3には、軸受ハウジング4に隙間をもって嵌
合しているダンパ部3aと、軸受ハウジング4に一端
(図で右端)が固定されたバネ部3bが設けられてい
る。バネ部3bは、スリットにより間隔を隔てて板バネ
状に形成され、軸受2を半径方向に弾性的に支持してい
る。
【0004】図4(B)に示すように、スクイズ・フィ
ルム・ダンパは、軸受サポート3のダンパ部3aと軸受
ハウジング4の間に形成され、Oリング5等で密封され
た空間に潤滑油を圧送して隙間Cに充満させたものであ
る。回転軸1が振動すると、軸受2を支持する隙間Cが
変化し、内部の潤滑油により振動を減衰させるようにな
っている。
【0005】図5は、軸受2に作用する慣性力とスクイ
ズ・フィルム・ダンパによる減衰力との関係図である。
この図において横軸はダンパレイノルズ数Re(=ρω
2/μ..式)であり、ρは油密度、ωは軸の回転
角速度、Cはダンパ半径隙間、μは油の粘度である。図
5は、通常の場合には、減衰力F2が慣性力F1より十
分大きく、軸振動による慣性力F1を減衰力F2で抑制
(減衰)させることができることがわかる。しかし、こ
の図でダンパレイノルズ数Reが約2.5以上になる
と、慣性力F1の方が大きくなり、軸振動を十分に減衰
できなくなる。このRe=2.5は、回転角速度ωが約
320Hzに相当し、回転軸1が320×60=約1万
9000rpm以上で減衰が不十分になることを意味す
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の減衰機
能を備えたダンピング軸受では、ジェットエンジンの使
用範囲において、減衰力F2が常に慣性力F1より大き
く、軸振動による慣性力F1を減衰力F2で抑制(減
衰)させることができるように設定する。しかし、実際
に製作すると計算と相違して、使用範囲内で慣性力F1
の方が大きくなり、軸振動を十分に減衰できなくなるこ
とがある問題点があった。
【0007】ダンパによる減衰力F2は、F2=Bω
d..式で示され(dは軸の振幅)、減衰係数Bは、
(L/C)3 の関数fで与えられる。ここで、回転角速
度ω、軸の振幅d、及び隙間Cは使用条件で決まり自由
に変更できない。従って、上述した問題点が発生する
と、減衰力Fを大きくするためにダンパ幅Lを大きくす
る必要があるが、ダンパ幅Lの増加は、大幅な設計変更
を要すると共に相当の重量増を強いる問題点があった。
【0008】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、設計
変更や重量増加なしに、減衰力を調整できる減衰機能を
備えたダンピング軸受を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、回転軸
を支持するラジアル軸受と、ラジアル軸受を支持する軸
受サポートと、軸受サポートを支持する軸受ハウジング
とを備え、軸受サポートは、軸受ハウジングにより半径
方向に振動可能に弾性的に支持され、かつその間に油を
密封させて振動を減衰させるようになったダンピング軸
受において、軸受サポートに摩擦部材を軸方向に押付け
るスラストダンパ装置を更に備えた、ことを特徴とする
減衰機能を備えたダンピング軸受が提供される。
【0010】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
軸受サポートは、回転軸に直交する垂直面を有し、前記
軸受ハウジングは、軸受サポートの垂直面に面する側が
開口した空洞を有し、前記スラストダンパ装置は、軸受
ハウジングの空洞内に軸方向に遊動可能に挿入された摩
擦部材と、該摩擦部材を軸受サポートの垂直面に押付け
る付勢部材と、からなる。
【0011】上記本発明の構成によれば、軸受サポート
に摩擦部材を軸方向に押付けるスラストダンパ装置を備
えているので、このスラストダンパ装置により、減衰力
を付加し減衰力を高めることができる。また、このスラ
ストダンパ装置を、軸受ハウジングの空洞内に軸方向に
遊動可能に挿入された摩擦部材と、該摩擦部材を軸受サ
ポートの垂直面に押付ける付勢部材と、から構成するこ
とにより、摩擦係数の異なる摩擦部材、或いはバネ定数
の異なる付勢部材に交換することにより、設計変更や重
量増加なしに、減衰力をある程度自由に調整することが
できる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付して使用する。図1は、本発
明による減衰機能を備えたダンピング軸受の部分断面図
である。この図において、本発明のダンピング軸受10
は、回転軸1を支持するラジアル軸受2と、ラジアル軸
受2を支持する軸受サポート13と、軸受サポート13
を支持する軸受ハウジング14とを備えている。また、
軸受サポート13は、軸受ハウジング14により半径方
向に振動可能に弾性的に支持され、かつその間に油を密
封させてスクイズ・フィルム・ダンパを構成し振動を減
衰させるようになっている。すなわち、軸受サポート1
3には、軸受ハウジング14に隙間をもって嵌合してい
るダンパ部13aと、軸受ハウジング14に一端(図で
右端)が固定されたバネ部13bが設けられている。こ
のバネ部13bは、スリットにより間隔を隔てて板バネ
状に形成され、軸受2を半径方向に弾性的に支持してい
る。かかる構成は、従来のスクイズ・フィルム・ダンパ
(図4参照)と同様である。
【0013】なお、本発明は、この構成に限定されず、
スクイズ・フィルム・ダンパを備えた別の周知の軸受に
も適用することができる。
【0014】図2は、図1のB部の部分拡大図である。
図1及び図2に示すように、本発明のダンピング軸受1
0は、更に、軸受サポート13に摩擦部材16を軸方向
に押付けるスラストダンパ装置18を備えている。図2
に示すように、軸受サポート13は、回転軸1に直交す
る垂直面13cを有する。また、軸受ハウジング14
は、軸受サポート13の垂直面13cに面する側が開口
した空洞14aを有する。更に、この図において、スラ
ストダンパ装置18は、軸受ハウジング14の空洞14
a内に軸方向に遊動可能に挿入された摩擦部材16と、
摩擦部材16を軸受サポート13の垂直面13cに押付
ける付勢部材17とからなり、摩擦部材16を押付け力
Nで押し付けている。
【0015】空洞14aは、周方向に間隔を隔てて複数
設けるのがよい。また、空洞14aを円筒形に形成し、
この内部に円筒形の摩擦部材16を遊動するように挿入
するのがよい。また、同様に空洞14aをドーナツ状に
一体に形成し、摩擦部材16もドーナツ状に一体に形成
してもよい。
【0016】なお、スラストダンパ装置18の構成は、
図1,図2に示す構成に限定されず、例えば、軸受サポ
ート13に両面が垂直なディスク状部分を設け、この部
分を1対の摩擦部材で挟さみ込むように構成してもよ
い。
【0017】図3は、図1及び図2に示した本発明のダ
ンピング軸受10のモデル図である。この図において、
mは軸受サポート13の質量、Fcosωtは回転軸の
振動による慣性力、kdはバネ定数、cはスクイズフィ
ルム減衰係数、Nは押付け力、kはサポートバネ定数、
μは摩擦係数である。図3に示す2つの式は、このモデ
ルにおける基礎方程式であり、(1)は振動変位が微小
でダンパーがスリップしていない場合、(2)は振動変
位が大きくダンパーがスリップしている場合を示してい
る。この2つの式から、本発明のスラストダンパ装置1
8を設けることにより、慣性力Fcosωtを低減させ
ることができることがわかる。
【0018】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
【0019】
【発明の効果】上述したように本発明の構成によれば、
軸受サポート13に摩擦部材16を軸方向に押付けるス
ラストダンパ装置18を備えることにより、減衰力を付
加して減衰力を高めることができる。また、このスラス
トダンパ装置18を、軸受ハウジング14の空洞14a
内に軸方向に遊動可能に挿入された摩擦部材16と、摩
擦部材16を軸受サポート13の垂直面13cに押付け
る付勢部材17とから構成することにより、摩擦係数μ
の異なる摩擦部材16、或いはバネ定数kdの異なる付
勢部材17に交換することにより、設計変更や重量増加
なしに、減衰力をある程度自由に調整することができ
る。
【0020】従って、本発明の減衰機能を備えたダンピ
ング軸受は、設計変更や重量増加なしに、減衰力を調整
できる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による減衰機能を備えたダンピング軸受
の部分断面図である。
【図2】図1の部分拡大図である。
【図3】本発明の減衰機能を備えたダンピング軸受のモ
デル図である。
【図4】スクイズ・フィルム・ダンパを備えた従来のダ
ンピング軸受の模式図である。
【図5】軸受に作用する慣性力とスクイズ・フィルム・
ダンパによる減衰力との関係図である。
【符号の説明】
1 回転軸 2 軸受 3 軸受サポート 3a ダンパ部 3b バネ部 4 軸受ハウジング 5 Oリング 10 ダンピング軸受 13 軸受サポート 13a ダンパ部 13b バネ部 13c 垂直面 14 軸受ハウジング 14a 空洞 16 摩擦部材 17 付勢部材 18 スラストダンパ装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸を支持するラジアル軸受と、ラジ
    アル軸受を支持する軸受サポートと、軸受サポートを支
    持する軸受ハウジングとを備え、軸受サポートは、軸受
    ハウジングにより半径方向に振動可能に弾性的に支持さ
    れ、かつその間に油を密封させて振動を減衰させるよう
    になったダンピング軸受において、 軸受サポートに摩擦部材を軸方向に押付けるスラストダ
    ンパ装置を更に備えた、ことを特徴とする減衰機能を備
    えたダンピング軸受。
  2. 【請求項2】 前記軸受サポートは、回転軸に直交する
    垂直面を有し、前記軸受ハウジングは、軸受サポートの
    垂直面に面する側が開口した空洞を有し、前記スラスト
    ダンパ装置は、軸受ハウジングの空洞内に軸方向に遊動
    可能に挿入された摩擦部材と、該摩擦部材を軸受サポー
    トの垂直面に押付ける付勢部材と、からなる、ことを特
    徴とする請求項1に記載の減衰機能を備えたダンピング
    軸受。
JP8078720A 1996-04-01 1996-04-01 減衰機能を備えたダンピング軸受 Pending JPH09269005A (ja)

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