JPH05508902A - 回転ロール用ラジアル滑り軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 回転ロール用ラジアル滑り軸受 技術分野 本発明は、固定されている円筒状の内側部分と、該内側部分の上を回転可能なス リーブと、液膜のために該スリーブと該内側部分の間に設けられている間隙とを 具備し、同液膜が作動時に該スリーブのための軸受を形成し、酸液が該内側部分 の周面におけるノズル開口の第１及び第２の長手方向列を通って該間隙に供給さ れ、前記内側部分を通る鉛直な直径方向平面のそれぞれの側に前記の列が配置さ れている回転ロール用ラジアル滑り軸受（ｒａｄｉａｌ　ａｌｉｄｉｎｇ　ｃｏ ｎｔａｃｔ　ｂｅａｒｉｎｇｆｏｒ　ｒｏｔａｒｙ　ｒｏｌｌｓ）に関する。

背景技術 この形式の軸受は米国特許第４５５８９６０号明細書により公知である０例えば 製紙又は繊維工業での搬送ロール又は処理ロールとして用いられる、湾曲ロール （ｃｕｒｖｅｄ　ｒｏｌｌ）をそなえたロール組立において、この軸受を使用す ることができる。ロールは、冒頭に記載された形式で回転可能なスリーブから成 る複数のスリーブモジュールを、端部と端部の間を密封してかつトルク伝達可能 に接続して組立てられる。端部同士を接して配設されて、同様に冒頭に定義され た形式の内側部分から成る複数の円筒状モジエールから組立てられている固定シ ャフトの回りをこのロールは回転し、これにより各スリーブは、対応する円筒状 モジュールの回りを回転する。詳細に言えば、円筒状モジュール或は内側部分は 僅かに傾斜した端部表面を有し、所望の湾曲形状をロールに与えるように適切に 向きを定められて端部同士を接して配設されている。前記円筒状モジュールを通 過する鋼棒は、撓み難いシャフト体を得るために緊張され、かつ、端部が固定取 付されている。

内側部分の周面内の前記複数の凹部には、軸方向に延在しシャフト体（ｓｈａｆ ｔ　ｂｏｄｙ）の周囲に分散配置されている多数の表面溝と、該表面溝を互いに 接続する横方向溝と、台形状に形成されている、複数の浅いポケットを含む、ポ ケットはそれらの台形底辺すなわち長辺で長手方向溝に連通する０作動時に形成 される水膜のための水は長手方向溝の一端から供給され、他端から排出される。

ラジアル軸受及び前述のタイプのロールの導入は多（の面でこの技術分野での改 善をもたらしたが、実際の利用の際にいくつかの欠点も認められた。軸受が停止 している時には上側の軸受面間に水膜が無いので、ロールは始動が非常に緩慢で ありかつ大きい電力を消費することがわかった。また、作動中にも、不当と思え るほどの電力消費量の増加と、軸受面部における不可解な摩耗とが認められた。

米国特許第３３８６１４９号明細書により、管状の固定シャフト鉛直な中心線か ら同一の距離で同シャフトの壁を這って延在している二つの列、すなわち半径方 向に向いている開口から成る二つの列を有する、回転ロール用ラジアル軸受が公 知である。このシャフトにロールが回転可能なスリーブとして配設されている。

加圧された液体が管状シャフトを通って半径方向開口から流出して該シャフトと 該スリーブの間の間隙の中に導入される０間隙の中に開口から噴出する半径方向 の液体噴流は二つのスリーブ支持ラインを形成すると述べられており、スリーブ を停止状態から始動するのを容易にするために用いられ、スリーブ上を送られる 織布の形での負荷に抗する支持手段として述べられている。

発明の開示 本発明の目的は始動時及び作動時での所要消費電力が従来の技術におけるよりも 小さい軸受を提供することにある。

本発明によれば上記目的は冒頭に記載の形式の軸受において、ノズル開口の前記 二つの列が前記内側部分の内部の液体供給チャネルを介して互いにつながってお り、 一方では始動時に前記間隙の中に前記第１の列の開口から流出する液体が前記ス リーブを該内側部分から持上げるように、他方では始動時及び作動時に生じる接 線力により前記第１の開口が、前記回転可能なスリーブにより閉塞される傾向を 生じ、これにより前記第２の列の該開口からの流出液量が増加するように前記第 １の列の開口が、垂直な直径方向平面に関して配置され、 該スリーブの水平な半径方向平面の領域の前に配置されている第２の列の該開口 が、回転方向に無視できない成分を有する流出方向を有し、これにより前記液圧 増加に起因して第２の列の開口からのこの流出液体が、前記接線力によって生ず る反力により生ずる、該内側部分に向かっての該スリーブの傾動に抗し、作動中 に前記接線力とその反力とが動的平衡状態に維持されることにより該スリーブと 該内側部分との間の摩擦力が最小化されるように該二つの開口列が更に互いに対 して配置されていることにより達成される。

始動時にロール全長に沿っての、ノズル列による直接の加圧給水は、複数の円筒 状内側部分から組立てられている固定シャフトから、複数のスリーブがら組立て られているロールをただちに持上げ、従ってロールは、米国特許第４５５８９６ ０号明細書記載の軸受付きロールに可能なものと比して始動時の所要消費電力が 非常に小さい、さらにロール作動時の必要消費電力も予想外に大幅に減少した０ 例えば米国特許４５５８９６０号明細書記載の軸受を有するロール組立は１０Ｑ 　Ｏｎ　／　ｍのロール速度で１８ｋＷの電力を必要とするのに対して、本発明 の軸受の配役により改善された前記の組立は前記の速度において、ただ４ｋＷの 電力を必要とするにすぎないことが判明した。

これは次のように説明可能である。公知のロール組立では負荷により接線力が発 生すると、これによりスリーブは内側部分のある特定の領域に押しつけられる。

この領域は第１Ｓｌ域と呼ばれ、内側部分の鉛直な半径方向平面の前方にある。

該接線力に対する反力によりスリーブは傾動し、これにより、水膜の存在にもか かわらずスリーブは内側部分のある特定の領域に摩擦が増すように接触する。こ の特定の領域は第２ｔｉｉ域と呼ばれ、内側部分の鉛直な半径方向平面の後ろに 位置し、内側部分の水平な半径方向平面の近傍に実質的に位置する。後に米国特 許第４５５８９６０号明細書に記載のラジアル軸受の摩耗模様を調査した結果、 摩耗は主に前記第２の領域に生じることが分かった。

本発明の軸受では第１の開口列は前記第１の領域内に配置され、第２の開口列は 前記第２の領域の前にある。前述の接線力に起因してスリーブが第１の領域に向 かって押されると第１の開口上の間隙は幅を狭められ、これにより該開口が閉塞 される傾向になる。開口の二つの列はつながっているので第２の開口で圧力が増 加し、該開口から前記第２の領域に向かう方向に流れる水量が、該方向への、こ れら開口の傾斜によって増加する。この増加した流量は、スリーブが、摩擦が増 すようには第２の領域で内側部分に接触しなくなる程度に、スリーブの前述の傾 動に抗する０作動中は開口の二つの列の間には平衡状態が存在し、第１の開口列 は、ラジアル軸受の水膜に給水するだけの役割しか本質的には果たさず、第２の 開口列は、スリーブの運動を制御する役割しか本質的には果たさない。

図面の簡単な説明 次に本発明の一実施例を添付図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明によるラジアル軸受の円筒状内側部分の斜視図であり、第２図は 第１図の１４と１６とを通る一点鎖線に沿った、半径方向断面の一部を示し、前 記内側部分の回りを回転する一つのスリーブの対応部分をも示す図である。

発明を実施するための最良の形態 重要な部分のみが図示されている本発明のラジアル滑り軸受（ｒａｄｉａｌ　ｓ ｌｉｄｉｎｇ−ｃｏｎｔａｃｔ　ｂｅａｒｉｎｇ）は・円筒状の、固定された内 側部分２を有する。内側部分２の上には（第１図では、わかり易くするために省 かれている）スリーブ４が回転可能に配設されている。スリーブ４と内側部分２ ０間には、動作中にはスリーブ４のための軸受（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ　ｂｅａ ｒｉｎｇ）の役目を果たす水膜を形成するための間隙６が設けられている。内側 部分２はその周面に、動作中に内側部分２の表面に水を一様に分布させ易くする 複数の凹部を有する。これら凹部には、軸方向に延在しシャフト体の周囲に分散 配置されている多数の表面溝８と、該表面溝を互いに接続する横方向溝１０と、 台形状に形成されている、複数の浅いポケット１２を含み得る。ポケット１２は それらの台形底辺すなわち長辺で長手方向溝８に連通ずる。

前述の軸受の細部は、米国特許第４５５８９６０号の軸受の細部に対応するとこ ろがある。

しかしこの公知の軸受とは異なり水が、内側部分２の周面内に設けられ、チャネ ル２０及び２２のそれぞれを介して内側部分２の内側の一つの共通の吸水チャネ ル１８に接続されているノズル開口１４及び１６の、第１及び第２の長手方向列 のそれぞれを貫流して間隙６に供給される。これらノズル開口の位置を内側部分 ２の周面上の凹部８．１０．１２の系に関連づけて示すために、軸受が仮想の動 作位置にあるとして、鉛直な、及び水平な半径方向平面が、それぞれ一点鎖線Ａ 及びＢにより図示されている。第２図で２４により示されているスリーブ回転方 向に見て、開口１４及び１６は、それぞれ内側部分の周囲において、一つの長手 方向表面溝（ここではわかり易くするために８′により示されている）の前で一 方が、後ろで他方が終っている。第２列の複数のノズル開口１６は、通常はスリ −ブ４における水平な半径方向平面Ｂの領域の前に配置され、さらに詳細には、 図示の実施例では次の長手方向表面溝８の前に配置されている。チャネル２２ひ いてはノズル開口１６の水流出方向は、第２図で矢印２６により示され、回転方 向２４に無視できない成分を存して一方向に向かう、すなわち方向２６は開口１ ６を通る仮想半径からかなりずれる。

スリーブ４が動作中に回転すると接線力が生じ、その影響下でスリーブ４は内側 部分２のある特定の領域に接触しようとする。この領域は第１の領域と呼ばれる 。この第１領域に本発明による前述の軸受の開口１４の列は配置されている。ス リーブ４は前述の動きに対する反作用として内側部分２の特定の領域に向かって 傾動しようとする。この領域は第２の領域と呼ばれる。この第２の領域の前に開 口１６の列は配置されて・いる、第１図において第２の領域は、溝８′に後続す る二つの表面溝８の間に通常位置し、いずれにせよ水平な半径方向の平面Ｂの前 に位置すると考えてよい。

スリーブ４が接線力により第１表面領域に向かって押されると開口１４上の間隙 は幅を狭められ、これにより開口１４が閉塞される傾向になる。開口の二つの列 はチャネル２０．２２を介してつながっているので開口１６で圧力が増加し、該 開口から間隙６の中に前記第２の領域に向かう方向２６に流れる水量が増加する 。

この増加した流量は、スリーブ４が摩擦が増すようには第２表面領域で内側部分 ２に接触しなくなる程度に、スリーブ４の前述の傾動に抗する０作動中は開口の 二つの列の間には平衡状態が存在し、第１の開口列１４は、ラジアル軸受の水膜 に給水するだけの役割しか本質的には果たさず、第２の開口列１Ｇは、スリーブ ４の運動を制御する役割しか本質的には果たさない。

本発明の軸受は、例えば製紙又は繊維工業での搬送ロール又は処理ロールとして 用いられる湾曲ロール付きロール組立において、本質的に伝統的な方法で使用で きる。ロールは、スリーブ４から成る複数のスリーブモジュールを、端部と端部 の間を密封してかつトルク伝達可能に接続して組立てられる。端部同士を接して 配設されて内側部分２から成る複数の円筒状モジュールから組立てられている固 定シャフトの回りをこのロールは回転し、これにより各スリーブ４は、対応する 円筒状モジュール２の回りを回転する。詳細に言えば、円筒状モジュール或は内 側部分２は僅かに傾斜した端部表面を有し、所望の湾曲形状をロールに与えるよ うに適切に向きを定められて端部同士を接して配設されている。前記円筒状モジ ュールを通過する鋼棒は、撓み難いシャフト体を得るために緊張され、かつ、端 部が固定取付されている。内側部分２の前記の向きを可能にするために、一対の 開口列１４及び１６のそれぞれが、一つおきの表面溝８と対応して存在する０作 動時にはつねにただ１対のみが動作する。すなわち内側部分２の実際の向きに依 存して、ある特定の１対のみがしばらくの開動作する。この１対は、第２図に示 されているように内側部分２の上側と関連して配置されている。

必要ならば逆方向に回転することを可能にするために開口１４と１６との二つの 列は、表面溝８′に対して実質的に鏡対称的に配置されることも可能である。

要約書 回転ロール用ラジアル滑り軸受は、固定されている円筒状の内側部分（２）と、 同部分上を回転可能なスリーブ（４）と、スリーブのための軸受を作動時に形成 する水膜のための、スリーブと内側部分との間の間隙（６）とを有する。内側部 分はその周面に、作動時に内側部分（２）の表面に広がる水の一様な分布を容易 にするための複数の凹部（８′）を有する。水は、内側部分（２）の周面中のノ ズル開口（１４，１６）の第１及び第２の長手方向列を介して間隙（６）に供給 される。これらは、内側部分の内部の、一つの共通ノ給水チャネル（１８）に接 続されている。詳細には、内側部分周面上部でかつスリーブの回転方向に見て、 長手方向表面溝（８′）の前でいずれか一方が、後ろで他方が終っている０表面 溝（８′）は、第１の開口列（１４）から来る水を搬送するために用いられ、前 述の複数の凹部の一部を形成する。スリーブの水平な半径方向平面の領域の前に 配置されている第２の列における開口（１６）は、回転方向（２４）に無視でき ない成分を有する水流出方向（２６）を有する。

国際調査報告 国際調査報告 にＴ／Ｓε９１１００３５３

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．固定されている円筒状の内側部分（２）と、内側部分（２）の上を回転可能 なスリーブ（４）と、液膜のためにスリーブ（４）と内側部分（２）の間に設け られている間隙（６）とを具備し、同液膜が作動時にスリーブ（４）のための軸 受を形成し、該液が内側部分（２）の周面におけるノズル開口（１４、１６）の 第１及び第２の長手方向列を通って間隙（６）に供給され、前記内側部分を通る 鉛直な直径方向平面（Ａ）のそれぞれの側に前記の列が配置されている回転ロー ル用ラジアル滑り軸受において、ノズル開口の二つの列（１４、１６）が内側部 分（２）の内部の液体供給チャネル（１８）を介して互いにつながっており、 一方では始動時に間隙（６）の中に第１の列（１４）の開口から流出する液体が スリーブ（４）を内側部分（２）から持上げるように、他方では始動時及び作動 時に生じる接線力により第１の開口（１４）が、回転可能なスリーブ（４）によ り閉塞される傾向を生じ、これにより第２の列の開口からの流出液量が増加する ように第１の列（１４）の開口が、鉛直な直径方向平面に関して配置され、 スリーブ（４）の水平な半径方向平面（Ｂ）の領域の前に配置されている第２の 列の開口（１６）が、回転方向に無視できない成分を有する流出方向（２６）を 有し、これにより前記液圧増加に起因して第２の列（１６）の開口からのこの流 出液体が、前記接線力によって生ずる、反力により生ずる内側部分（２）に向か ってのスリーブ（４）の傾動に抗し、作動中に前記接線力とその反力とが動的平 衡状態に維持されることによりスリーブ（４）と内側部分（２）との間の摩擦力 が最小化されるように二つの開口列（１４、１６）が更に互いに対して配置され ていることを特徴とする回転ロール用ラジアル滑り軸受。
2. ２．開口（それぞれ１４及び１６）の第１及び第２の長手方向列が、内側部分（ ２）の周面上部でかつスリーブ（４）の回転方向に見て長手方向表面溝（８′） の前でいずれか一方の列端が、後ろで他方の列端が終り、前記長手方向表面溝（ ８′）が、開口（１４）の第１の列から来る液体を搬送するために用いられ、内 側部分（２）の表面内に同様に液体搬送のために設けられている凹部（８、１０ 、１２）の一部を形成することをことを特徴とする請求の範囲第１項記載のラジ アル滑り軸受。
3. ３．希望に応じて逆方向での回転を可能にするために、開口（１４、１６）の二 つの列が表面溝（８′）に対して実質的に鏡対称的に配置されていることを特徴 とする請求の範囲第２項記載のラジアル滑り軸受。
4. ４．内側部分（２）がその周面に、対応する長手方向表面溝（８′）と協働する 第１及び第２のノズル開口（１４及び１６のそれぞれ）の少なくとも二つの組を 有することを特徴とする請求の範囲第２項又は第３項に記載のラジアル滑り軸受 。