JPH0932848A

JPH0932848A - ティルティングパッド軸受

Info

Publication number: JPH0932848A
Application number: JP20408695A
Authority: JP
Inventors: Takashi Soga; 隆志曽我
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1995-07-19
Publication date: 1997-02-04

Abstract

(57)【要約】【目的】パッド３を十分に冷却して温度上昇を防止
し、もって軸受メタル８に焼損等が生じることを防止す
る。【構成】パッド３の背面に複数のフィン状凹凸３ｆを
形成し、このフィン状凹凸３ｆに潤滑油が接触して冷却
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ティルティング
パッド軸受が回転する軸又はロータを支持することにと
もない軸受面に発生する摩擦熱により高温になることを
防止する手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のティルティングパッド軸受
を示す。回転軸２は、図では４個のティルティングパッ
ド又はシュー（以下「パッド」という）３によって支持
され、パッド３は、ピボット４，５で傾斜自由に支持環
体６に支持されている。図３（Ｂ）に示すように、パッ
ド３の軸方向両端の外側には、パッド３の軸方向逸脱や
潤滑油の逸脱を止めるため、油止め支持材７が設けられ
ている。回転軸２に対面するパッド３の内周面には軸受
メタル８が付着して設けられている。回転軸２の周面と
軸受メタル８の内周面との間に油膜を形成させるための
潤滑油を導く油入口６ｉ，油通路６ｐ及び油出口７ｅが
形成されている。

【０００３】図３において、図示しない潤滑油供給手段
により油入口６ｉ，油通路６ｐを経て潤滑油を供給すれ
ば、回転軸２の回転にともない回転軸２と軸受メタル８
との間に潤滑油の油膜が形成され、流通した潤滑油は油
出口７ｅから流出する。ピボット４，５により支持され
たパッド３は、回転軸２の周面に対応するように自由に
傾斜（ティルティング）して片当りなどしないように回
転軸２を支持する。このティルティングパッド軸受内を
流通する潤滑油は滑り摩擦を低減すると共に、発生する
熱を受け取って搬出し、軸受メタル８の軸受面が高温に
なって焼損等が生じることを防止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のティルティング
パッド軸受は上記のようであるが、大形の蒸気タービン
やガスタービン等の軸受では、装置全般の温度が高く、
軸受付近の温度も高いので、上記のように潤滑油を流通
させて冷却しても軸受メタル８が高温になって焼損等が
生じるおそれがあるというような問題があった。

【０００５】この発明は上記課題を解消するためになさ
れたもので、流通する潤滑油によってパッド３を十分に
冷却させて温度上昇を防止し、もって軸受メタル８に焼
損等が生じることを防止したティルティングパッド軸受
を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るティルテ
ィングパッド軸受は、パッドの背面に複数のフィン状凹
凸を形成したものである。また、このフィン状凹凸に接
触して流通する潤滑油によって冷却させるようにしたも
のである。

【０００７】この発明におけるティルティングパッド軸
受のパッドは、背面に複数のフィン状凹凸が形成されて
いるので、軸受面に発生してパッドに伝達してきた熱は
このフィン状凹凸の広い表面積から放散する。このパッ
ドのフィン状凹凸に接触して流通する潤滑油は、フィン
状凹凸から放散した熱を受け取って搬出する。潤滑油冷
却器を通して潤滑油を循環させれば、潤滑油がパッドか
ら熱を奪って軸受面の温度上昇を防止することができ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図について説明する。図１において、２は回転軸又はロ
ータ、３は回転軸２を支持するティルティングパッド軸
受のパッドであり、パッド３は、図３に示すように、回
転軸２の外周面を支持するように複数個（図では４個）
配置され、各々球面状のピボット４，５により傾斜（テ
ィルティング）自由に支持環体６に支持されている。図
３（Ｂ）に示すように、パッド３の軸方向両端の外側に
は、パッド３の軸方向逸脱や潤滑油の逸脱を止めるた
め、油止め支持材７が設けられている。回転軸２に対面
するパッド３の内周面には軸受メタル８が付着して設け
られている。軸受メタル８としては、錫，鉛などを主材
とした軸受用合金であるホワイトメタル、ケルメットな
ど各種のものがあり、適当な特性のものを用いればよ
い。回転軸２の周面と軸受メタル８の内周面との間に油
膜を形成させるため潤滑油を導くように、支持環体６に
油入口６ｉ及び油通路６ｐが形成され、油止め支持材７
に油出口７ｅが形成されている。

【０００９】図１に示すように、パッド３の裏面の中央
部にはピボット４を収容する凹部が形成され、このパッ
ド３の裏面の中央部を除く部分には、円周方向に切り込
み加工が多数条（図では１５条）施されて、図では１６
枚のフィン状部３ｆが形成されている。切り込みの深さ
は両側部（図の上下部）で深く、中央部に向かって浅く
なるように形成されている。ピボット４で支持されるパ
ッド３の強度を損なわせないためである。

【００１０】次に、図１に示すこの発明によるティルテ
ィングパッド軸受の実施の一形態の作用について説明す
る。図３に示すように、ピボット４，５を介して支持環
体６に支持されたパッド３は、球面状のピボット４と５
との接点を中心として回転軸２の周面に対応するように
自由に傾斜（ティルティング）して片当りなどしないよ
うに回転軸２を支持する。図示しない潤滑油ポンプなど
の潤滑油供給手段により油入口６ｉ，油通路６ｐを経て
潤滑油を供給すれば、回転軸２の回転にともない、回転
軸２とパッド３の軸受メタル８との間に潤滑油の油膜が
形成され、パッド３はこの油膜を介して回転軸２を支持
するので、回転軸２と軸受メタル８との金属接触が殆ど
避けられ、回転軸２を小さい摩擦抵抗で支持させること
ができ、発生する摩擦熱もそれ相当に少なくなる。この
軸受内を流通した潤滑油は油出口７ｅから流出する。図
示しない潤滑油供給手段には潤滑油冷却器が設けられて
いて、潤滑油は図示しない潤滑油冷却器を通過させて循
環させるようにしてあるのが普通である。このティルテ
ィングパッド軸受内を流通する潤滑油は滑り摩擦を低減
するとともに、軸受面に発生する摩擦熱を受け取って搬
出することによって冷却し、軸受面が高温になることを
防止する。

【００１１】しかしながら、大形の回転機械では軸受荷
重も大きくなり、軸受面に発生する摩擦熱も多くなる。
また、蒸気タービンやガスタービンなどの軸受では、装
置全般の温度が高いので、従来、パッド３の軸受メタル
８が高温になって焼損等が生じるおそれがあった。この
問題に対して、図１に示すこの発明によるティルティン
グパッド軸受では、パッド３の裏面に切り込みを施して
多数枚のフィン状部３ｆを形成したので、パッド３の表
面積が増加し、フィン状部３ｆの間を流通する潤滑油が
パッド３から熱を奪って搬出する。これにより、パッド
３が冷却され、軸受面が高温になることが防止される。
なお、パッド３はピボット４，５を介して傾斜自由に支
持環体６に支持されるので、パッド３の背面と支持環体
６の内周面との間には潤滑油を流通させるための十分な
隙間をとることができる。

【００１２】次に、図２に示すこの発明によるティルテ
ィングパッド軸受の実施の他の形態について説明する。
図２に示すティルティングパッド軸受では、パッド３の
背面に円周方向に全通する図では１２条の切り込みを削
成して円周方向に全通する１３枚のフィン状部３ｆを形
成した。切り込みの深さは両端部で深く中央部では浅く
削成した。

【００１３】図２に示すパッド３のフィン状部３ｆは円
周方向に全通しているので、このフィン状部３ｆにより
増加する表面積は、フィン状部３ｆの枚数を同じにすれ
ば、図１に示すものより大きくなる。また、フィン状部
３ｆの間の切り込み溝も全通しているので、潤滑油の流
通が容易でありパッド３の熱をよりよく奪うことができ
る。ただし、この切り込み溝を潤滑油が容易に流通する
ため、潤滑油がパッド３の背面へ流れてしまって、肝腎
の軸受面（回転軸２と軸受メタル８の内周面との間）に
入る潤滑油量が不足する心配がある場合は、潤滑油の供
給量又は圧力を増加するとか、パッド３の背面への潤滑
油の流通量を制限するようにフィン状部３ｆの間の切り
込みに堰を設けるなどの手段を施す必要がある。

【００１４】なお、図３において、ロータの重量がかか
る回転軸２をこの軸受が支持する場合は、回転軸２の荷
重の大部分は下側に配置したパッド３によって支持さ
れ、また、軸受面の油膜厚さは下側から回転軸２の回転
方向下流側に配置したパッド３の部分が薄くなり、この
部分の軸受面に特に摩擦熱が多く発生するので、このよ
うな部分に配置したパッド３が特に高温になる。したが
って、図３で上側に配置するパッド３は従来の形状のも
のとし、下側又は下側から回転軸２の回転方向下流側に
配置するパッド３の１個又は２個又は３個にのみ、図１
又は図２に示すように裏面にフィン状部３ｆを形成した
パッド３を採用してもよい。なお、軸受に荷重がかか
り、これを軸で支持する場合は、上記説明における上下
は逆になることは当然である。

【００１５】

【実施例】図１（Ａ）において、軸受メタル８の内周面
の曲率半径が１５３．５ｍｍ、パッド３の厚さが７５ｍ
ｍであり、図１（Ｂ），（Ｃ）において、パッド３の軸
方向幅が２１４ｍｍであるものについて、図１（Ａ）に
おいて、切り込み溝の端部の切り込み深さを６５ｍｍと
し、切り込み溝の底面の端面に対する角度を７０度とし
て、１５条の切り込み溝により１６枚のフィン状部３ｆ
を形成した。各切り込み溝の幅と各フィン状部３ｆの厚
さはほぼ同じとした。

【００１６】フィン状部３ｆを形成しない従来のパッド
３（軸受メタル８は除く）の表面積は約２７４２平方ｃ
ｍであり、フィン状部３ｆを形成したために増加した表
面積は約１８６０平方ｃｍとなるので、表面積の増加率
は約６８％となる。これにより、流通する潤滑油に伝達
され搬出される熱量は約４７％増加する。

【００１７】なお、以上の説明及び図面は一例を示すも
のであり、パッド３の裏面に形成する切り込み溝及びフ
ィン状部３ｆの数や形状等は、その軸受の形状，寸法や
使用条件などに応じて適当に設定することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、パッ
ドの裏面にフィン状部を形成して、流通する潤滑油に接
触するパッドの表面積を増加させたので、パッドの熱の
潤滑油への伝達と搬出が増加し、パッド及び軸受メタル
の温度上昇が防止され、軸受メタルの焼損などが防止さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるティルティングパッド軸受の実
施の一態様を示し、（Ａ）は軸方向に見たパッドの図、
（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ矢視図
である。

【図２】この発明によるティルティングパッド軸受の実
施の他の態様を示し、（Ａ）は軸方向に見たパッドの
図、（Ｂ）は背面から見たパッドの図である。

【図３】従来のティルティングパッド軸受を示し、
（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面図である。

【符号の説明】

２：回転軸、３：パッド、３ｆ：フィン状部、４，
５：ピボット、６：支持環体、６ｉ：油入口、６
ｐ：油通路、７：油止め支持材、７ｅ：油出口、８：
軸受メタル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸を支持するティルティングパッド
（シュー）の背面に複数のフィン状凹凸を形成したこと
を特徴とするティルティングパッド軸受。
【請求項２】回転軸を支持するティルティングパッド
（シュー）の背面に複数のフィン状凹凸を形成し、この
フィン状凹凸に接触して流通する潤滑油によって冷却さ
せるようにしたことを特徴とするティルティングパッド
軸受。