JPS60263723A - 圧搾フイルム・ダンパ - Google Patents
圧搾フイルム・ダンパInfo
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- JPS60263723A JPS60263723A JP60116870A JP11687085A JPS60263723A JP S60263723 A JPS60263723 A JP S60263723A JP 60116870 A JP60116870 A JP 60116870A JP 11687085 A JP11687085 A JP 11687085A JP S60263723 A JPS60263723 A JP S60263723A
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- Japan
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- rotor
- damper
- annular portion
- compressed film
- film damper
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
- F01D25/162—Bearing supports
- F01D25/164—Flexible supports; Vibration damping means associated with the bearing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
- F16C27/04—Ball or roller bearings, e.g. with resilient rolling bodies
- F16C27/045—Ball or roller bearings, e.g. with resilient rolling bodies with a fluid film, e.g. squeeze film damping
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/04—Bearings 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
- F16C19/06—Bearings 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/23—Gas turbine engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
発明の分野
本発明は、ロータの振動を制御する圧搾フィルム・ダン
パに関するものであり、一層詳しく言えば、ロータ振動
変位量の全範囲にわたってほぼ一定に留まる減衰係数を
持つ改良圧搾フィルム・ダンパに関する。
パに関するものであり、一層詳しく言えば、ロータ振動
変位量の全範囲にわたってほぼ一定に留まる減衰係数を
持つ改良圧搾フィルム・ダンパに関する。
従来技術の説明
高速ロータ、たとえ゛ば、ガスタービンのガス化器ロー
タでは、ロータ回転中VCfih的不釣合いが生じる。
タでは、ロータ回転中VCfih的不釣合いが生じる。
これは、普通、圧搾フィルム式ダンパによって制御ある
いは減衰される。
いは減衰される。
代表的な普通の圧搾フィルム・ダンパでは、静止した円
筒形のプレン面とロータと一緒に振動する円筒形のプレ
ン面との間にオイルを充填した環状部を形成してあり、
減衰係数は圧搾フィルム環状部の利用間隙あるいは深さ
の約50%までの半径方向の振動変位量に対しては比較
的一定である。変位量が50%を超えると、減衰係数は
非線形となり、ダンパが目的に反して固くなる。したが
って、実用上の点では、プレン圧搾フィルム・ダンパの
利用間隙の50%は、減衰を行なうという意味では無益
であり、エンジン内でロータとそれを囲む固定要素(た
とえば、シール)の間に相当する間隙を必要とするとい
う意味では無駄である。エンジンの内部間隙を最小、限
にするためには、成る種の普通のダンパにばねを組込み
、ロータが停止するか、あるいは、ダンパ離昇速度以下
で回転してい゛るときに、ロータをノb決めする。また
、成る種の普通のダンパでハ外部スナツバを組合わせて
ロータの半径方向変位量を物理的に制限している。しか
しながら、これらの提案は複雑、高価であり、エンジン
の貴重なスペースを大きく占有する。
筒形のプレン面とロータと一緒に振動する円筒形のプレ
ン面との間にオイルを充填した環状部を形成してあり、
減衰係数は圧搾フィルム環状部の利用間隙あるいは深さ
の約50%までの半径方向の振動変位量に対しては比較
的一定である。変位量が50%を超えると、減衰係数は
非線形となり、ダンパが目的に反して固くなる。したが
って、実用上の点では、プレン圧搾フィルム・ダンパの
利用間隙の50%は、減衰を行なうという意味では無益
であり、エンジン内でロータとそれを囲む固定要素(た
とえば、シール)の間に相当する間隙を必要とするとい
う意味では無駄である。エンジンの内部間隙を最小、限
にするためには、成る種の普通のダンパにばねを組込み
、ロータが停止するか、あるいは、ダンパ離昇速度以下
で回転してい゛るときに、ロータをノb決めする。また
、成る種の普通のダンパでハ外部スナツバを組合わせて
ロータの半径方向変位量を物理的に制限している。しか
しながら、これらの提案は複雑、高価であり、エンジン
の貴重なスペースを大きく占有する。
発明の概要
本発明によれば、支持体上にその仮想軸線(nomin
al axis ) iわりに回転できるように配置し
たロータの振動を減衰するための圧搾フィルム・ダンパ
は、前記ロータ上に設けてあって前記支持体に関して回
転できないが、前記9−タと一体に振動できる円筒形の
平らな外面を構成する手段と、前記支持体上に設けてあ
って前記ロータが前記仮想軸線と整合したときに前記外
面と同心になり、この外面と協働してそれとの間に所定
の軸線方向長さおよび前記ロータの最大半径方向振動変
位量に相当する半径方向深さを有する小さい環状部を構
成する円筒形のプレン内面を構成する手段と、前記内外
面の一方に設けた環状の溝であって前記小さい環状部の
軸線方向長さの1/2から2/3の軸線方向長さを有す
る円筒形のプレン底面を包含し、この底面が前記ロータ
が前記仮想軸線と整合したときに前記内外面の他方と協
働して前記小さい環状部の半径方向深さの少なくとも3
倍の半径方向深さを有する大きな環状部を構成する環状
溝を画成する手段と、前記大小の環状部を加圧流体で
満たし続ける手段とを包含する。
al axis ) iわりに回転できるように配置し
たロータの振動を減衰するための圧搾フィルム・ダンパ
は、前記ロータ上に設けてあって前記支持体に関して回
転できないが、前記9−タと一体に振動できる円筒形の
平らな外面を構成する手段と、前記支持体上に設けてあ
って前記ロータが前記仮想軸線と整合したときに前記外
面と同心になり、この外面と協働してそれとの間に所定
の軸線方向長さおよび前記ロータの最大半径方向振動変
位量に相当する半径方向深さを有する小さい環状部を構
成する円筒形のプレン内面を構成する手段と、前記内外
面の一方に設けた環状の溝であって前記小さい環状部の
軸線方向長さの1/2から2/3の軸線方向長さを有す
る円筒形のプレン底面を包含し、この底面が前記ロータ
が前記仮想軸線と整合したときに前記内外面の他方と協
働して前記小さい環状部の半径方向深さの少なくとも3
倍の半径方向深さを有する大きな環状部を構成する環状
溝を画成する手段と、前記大小の環状部を加圧流体で
満たし続ける手段とを包含する。
本発明による圧搾フィルム・ダンパは公知の普通の圧搾
フィルム・ダンパ以上の改良が行なわれ、はぼ金利用間
隙にわたってロータの半径方向振動変位に対して線形の
、すなわち、一定の減衰係数特性を持つ。
フィルム・ダンパ以上の改良が行なわれ、はぼ金利用間
隙にわたってロータの半径方向振動変位に対して線形の
、すなわち、一定の減衰係数特性を持つ。
したがって、本発明は動的に不釣合いなロータの振動を
制御する新規で改良された圧搾フィルム・ダンパである
。本発明の一特徴は、ロータの最大半径方向振動変位に
対応する半径方向深さを有する小さい環状部と最大変形
方向変位のところでの最適な減衰作用に相当する半径方
向深さを有する大きな環状部とからなり、小さい環状部
が静的な半径方向変位を制限してエンジン間隙を最小限
に抑え、大きい環状部が小さい環状部の深さまでの半径
方向変位について効果的な線形減衰係数を与える新規で
改良されたダンパを提供することにある。本発明の別の
特徴は、一方が固定され、他方がロータと一緒に振動す
る一対の円筒形の平らな面の間に形成した小さい環状部
を有する新規で改良されたダンパを提供することにあり
、また、固定面において小さい環状部の長さの1/2か
ら273まで延びており、他方の平らな面と共に小さい
環状部の半径方向長さの少なくとも3倍の半径方向長さ
を有し、小さい環状部の長さ方向に位置決めされた大き
い環状部を構成している溝を提供することにある。本発
明の好ましい実施例では、小さい環状部はロータと一緒
に振動する外側軸受レース上の円筒形の平らな外面とこ
の外面と同心の支持体上の円筒形の平らな内面との間に
設けられ、内面が矩形の溝を有し、この溝が大きい環状
部の半径方向外側部分を画成している。
制御する新規で改良された圧搾フィルム・ダンパである
。本発明の一特徴は、ロータの最大半径方向振動変位に
対応する半径方向深さを有する小さい環状部と最大変形
方向変位のところでの最適な減衰作用に相当する半径方
向深さを有する大きな環状部とからなり、小さい環状部
が静的な半径方向変位を制限してエンジン間隙を最小限
に抑え、大きい環状部が小さい環状部の深さまでの半径
方向変位について効果的な線形減衰係数を与える新規で
改良されたダンパを提供することにある。本発明の別の
特徴は、一方が固定され、他方がロータと一緒に振動す
る一対の円筒形の平らな面の間に形成した小さい環状部
を有する新規で改良されたダンパを提供することにあり
、また、固定面において小さい環状部の長さの1/2か
ら273まで延びており、他方の平らな面と共に小さい
環状部の半径方向長さの少なくとも3倍の半径方向長さ
を有し、小さい環状部の長さ方向に位置決めされた大き
い環状部を構成している溝を提供することにある。本発
明の好ましい実施例では、小さい環状部はロータと一緒
に振動する外側軸受レース上の円筒形の平らな外面とこ
の外面と同心の支持体上の円筒形の平らな内面との間に
設けられ、内面が矩形の溝を有し、この溝が大きい環状
部の半径方向外側部分を画成している。
本発明のこれらの目的および他の目的は以下の説明およ
び添付図面から容易に明らかとなろう。
び添付図面から容易に明らかとなろう。
1ず第1図を参照して、ここには軸流カスタービン・エ
ンジン10の高温部分の一部が示しである。エンジン1
0はハウジング・ブロック12を包含しており、このハ
ウジング・ブ′ロックにはほぼ円筒形の充気カバー14
が取付けである。この充気カバー14はエンジンのコン
プレッサ(図示せず)から加圧空気の供給を受ける充気
室16を構成している。
ンジン10の高温部分の一部が示しである。エンジン1
0はハウジング・ブロック12を包含しており、このハ
ウジング・ブ′ロックにはほぼ円筒形の充気カバー14
が取付けである。この充気カバー14はエンジンのコン
プレッサ(図示せず)から加圧空気の供給を受ける充気
室16を構成している。
環状出口22と共に燃焼室20を構成している略円筒形
の燃焼器18が充気室16内に配置しである。充気室の
加圧空気は燃焼器の壁を通って燃焼室20に入り、燃焼
器の反対端から伝播しできだ燃料の燃焼を支える。燃焼
生成物は環状出口22を通して燃焼室から排出する。出
口22から排出した燃焼生成物はそれが移動する環状流
路26の上流端のところでハウジング・ブロック12上
に支えられたノズル・リング24内の複数の羽根23を
通って流れる。ハウジング・ブロック12の剛性部分を
成している複数の部分的に示すスポーク27が出口22
お工び環状流路26の半径方向内方へ突出し、エンジン
・ブロックのウェブ部28をその中に支えている。この
ウェブ部は孔31を設けたほぼ円筒形のフランジ30と
、円形孔34を形成した半径方向のフランジ32とを有
し、これらの孔31.34はエンジンの仮想回転軸線3
6上に位置決め、あるいは、それと整合している。
の燃焼器18が充気室16内に配置しである。充気室の
加圧空気は燃焼器の壁を通って燃焼室20に入り、燃焼
器の反対端から伝播しできだ燃料の燃焼を支える。燃焼
生成物は環状出口22を通して燃焼室から排出する。出
口22から排出した燃焼生成物はそれが移動する環状流
路26の上流端のところでハウジング・ブロック12上
に支えられたノズル・リング24内の複数の羽根23を
通って流れる。ハウジング・ブロック12の剛性部分を
成している複数の部分的に示すスポーク27が出口22
お工び環状流路26の半径方向内方へ突出し、エンジン
・ブロックのウェブ部28をその中に支えている。この
ウェブ部は孔31を設けたほぼ円筒形のフランジ30と
、円形孔34を形成した半径方向のフランジ32とを有
し、これらの孔31.34はエンジンの仮想回転軸線3
6上に位置決め、あるいは、それと整合している。
エンジンのガス化器ロータ38はタービン端40とコン
プレッサ端(図示せず)とを有し、これらの端は軸線3
6と整合している軸42によって相互連結しである。タ
ービン端40は軸42と一体のホイール44を包含し、
このホイールは複数の羽根46を有する。これらの羽根
はノズル・リング24の下流で運動流体流路26内にホ
イールの円周方向に配置しである。エンジン・ブロック
上に装着したシュラウド・リング48が羽根46の先端
まわりに密接に配置しである。運動流体はノズル羽根2
3によってタービン羽根46に向って送られ、ホイール
44、ロータ38を回転させ、次に流路26を下って続
くタービン羽根段(図示せず)を通して方向転換、膨張
を行なう。
プレッサ端(図示せず)とを有し、これらの端は軸線3
6と整合している軸42によって相互連結しである。タ
ービン端40は軸42と一体のホイール44を包含し、
このホイールは複数の羽根46を有する。これらの羽根
はノズル・リング24の下流で運動流体流路26内にホ
イールの円周方向に配置しである。エンジン・ブロック
上に装着したシュラウド・リング48が羽根46の先端
まわりに密接に配置しである。運動流体はノズル羽根2
3によってタービン羽根46に向って送られ、ホイール
44、ロータ38を回転させ、次に流路26を下って続
くタービン羽根段(図示せず)を通して方向転換、膨張
を行なう。
第1.2図で最も良くわかるように、タービン・ホイー
ル44は一体のスタブ軸52を有し、とのスタブ軸は仮
想軸線36と整合し、燃焼器18に向って突出している
。スタブ軸52のまわりにはスリーブ54がはめてあり
、このスリーブはタービン・ホイール44と衝合する。
ル44は一体のスタブ軸52を有し、とのスタブ軸は仮
想軸線36と整合し、燃焼器18に向って突出している
。スタブ軸52のまわりにはスリーブ54がはめてあり
、このスリーブはタービン・ホイール44と衝合する。
スリーブ54上には複数の円形ナイフ刃56が円形孔3
4の半径方向内方に設けてあり、これらのナイフ刃は半
径方向フランジ32−Lのシール58と協働して孔34
内に普通のラビリンス・シールを構成している。
4の半径方向内方に設けてあり、これらのナイフ刃は半
径方向フランジ32−Lのシール58と協働して孔34
内に普通のラビリンス・シールを構成している。
軸受59の円筒形内側レース60がスリーブ54のまわ
りにはめてあり、内側レースとスリーブ54の肩部64
の間にシールド・リング62を捕えている。内側レース
60とシールド・リング62は肩部64とスタブ軸52
の外端にあるリテナ66の間に緊密に捕えられており、
このリテナ66はスリーブ44をターピノ・ホイール4
4に緊密に押付けて内側レース60、シールド・リング
62およびスリーブ54がすべてガス化器ロータ38と
一体になって回転できるようにも作用する。
りにはめてあり、内側レースとスリーブ54の肩部64
の間にシールド・リング62を捕えている。内側レース
60とシールド・リング62は肩部64とスタブ軸52
の外端にあるリテナ66の間に緊密に捕えられており、
このリテナ66はスリーブ44をターピノ・ホイール4
4に緊密に押付けて内側レース60、シールド・リング
62およびスリーブ54がすべてガス化器ロータ38と
一体になって回転できるようにも作用する。
軸受59は、さらに、内側レース60にある溝70内で
ころがる複数のボール型摩擦防止要素68と、この軸受
の円筒形外側レース74にある対応した溝72とを包含
する。軸受59は充分な精度を持っており、内側レース
60が外側レース74に相対的に自由に回転しても軸線
36に対して直角方向にはほとんど間隙すなわち遊びが
なく、外側レース74がロータ38と一体に振動するよ
うになっている。外側レース74は第1の側面T6と、
第2の側面78と、これら側面の間の円筒形の平らな外
面80とを有する。
ころがる複数のボール型摩擦防止要素68と、この軸受
の円筒形外側レース74にある対応した溝72とを包含
する。軸受59は充分な精度を持っており、内側レース
60が外側レース74に相対的に自由に回転しても軸線
36に対して直角方向にはほとんど間隙すなわち遊びが
なく、外側レース74がロータ38と一体に振動するよ
うになっている。外側レース74は第1の側面T6と、
第2の側面78と、これら側面の間の円筒形の平らな外
面80とを有する。
第2図で最も良くわかるように、はぼ円筒形のダンパ・
スリーブ82がエンジン・ブロックのウェブ部28にあ
る円筒形のフランジ30に設けた孔31の直径に一致す
る外径84を有する。ダンパ・スリーブは孔32内に人
っており、フランジの肩部86と衝合しており、千−(
図示せず)が孔内でスリーブが回転するのを阻止してい
る。軸受の外側レース74はダンパ・スリーブ内に入れ
てあり、第1側面76がダンパ・スリーブの肩部87と
衝合している。軸線36に対して直角な横方向平面に向
いた偏平リング88が円筒形フランジ30の孔31内に
密接に装置してあり、この偏平リング88はダンパ・ス
リーブの外端と外側レースT4の第2側面7Bと衝合し
ている。偏平リング88は所定位置に保持され、円筒形
フランジ30の適当な溝内に着座したリテナ90によっ
てダンパ・スリーブ82と軸受59の外側レース74を
捕えている。ダンパ・スリーブ82上には一体の潤滑ス
ピゴット92が設けてあり、この潤滑スピゴットはダン
パ・スリーブの外側溝95と連絡している内孔94を有
する。外側溝95はエンジンの潤滑剤供給導管96に開
いており、それによって、潤滑剤が導管96からスピゴ
ットのノズル98を通へて軸受59のころがり要素68
にポンプ輸送声れる。軸受の外側レース74はダンパ・
スリーブ82にキー止めあるいは他の手段で連結してあ
って、ダンパ・スリーブと外側レースの相対回転を阻止
するが、外側レースがダンパ・スリーブ内で振動性の軌
道を描く、すなわち、並進運動を行なえるようにしてい
る。
スリーブ82がエンジン・ブロックのウェブ部28にあ
る円筒形のフランジ30に設けた孔31の直径に一致す
る外径84を有する。ダンパ・スリーブは孔32内に人
っており、フランジの肩部86と衝合しており、千−(
図示せず)が孔内でスリーブが回転するのを阻止してい
る。軸受の外側レース74はダンパ・スリーブ内に入れ
てあり、第1側面76がダンパ・スリーブの肩部87と
衝合している。軸線36に対して直角な横方向平面に向
いた偏平リング88が円筒形フランジ30の孔31内に
密接に装置してあり、この偏平リング88はダンパ・ス
リーブの外端と外側レースT4の第2側面7Bと衝合し
ている。偏平リング88は所定位置に保持され、円筒形
フランジ30の適当な溝内に着座したリテナ90によっ
てダンパ・スリーブ82と軸受59の外側レース74を
捕えている。ダンパ・スリーブ82上には一体の潤滑ス
ピゴット92が設けてあり、この潤滑スピゴットはダン
パ・スリーブの外側溝95と連絡している内孔94を有
する。外側溝95はエンジンの潤滑剤供給導管96に開
いており、それによって、潤滑剤が導管96からスピゴ
ットのノズル98を通へて軸受59のころがり要素68
にポンプ輸送声れる。軸受の外側レース74はダンパ・
スリーブ82にキー止めあるいは他の手段で連結してあ
って、ダンパ・スリーブと外側レースの相対回転を阻止
するが、外側レースがダンパ・スリーブ内で振動性の軌
道を描く、すなわち、並進運動を行なえるようにしてい
る。
特に第2.3.4図を参照して、本発明による圧搾フィ
ルム・ダンパ100が軸受外側レース74とダンパ・ス
リーブ82の間に設けてあってタービン端40でのロー
タ38の振動を減衰する。このダンパは軸受外側レース
の円筒形のプレン外面80と外側レース74の外面80
を囲んだ状態でダンパ・スリーブ82に形成した円筒形
のプレン内面102とを包含する。ロータのスタブ軸5
2がエンジンの仮想軸線36と精密に整合したとき、内
外面102.80はそれぞれ同心となりかつ協働して内
側の小さい環状部104を構成する。第3図VcAで示
し、理解を助けるために誇張しである小さい環状部10
4の半径方向深さは軸受外側レース74とダンパ、スリ
ーブ82の間の間隙であり、タービン端での軸線36か
らのスタブ軸52の最大許容半径方向振動変位を表わし
ている。第3図K Lで示す小さい環状部104の軸線
方向長さはダンパ100の軸線方向長さであり、プレン
内外面102.80がそれぞれ同心に留まり、たとえば
、軸受外側レース74の外面80が側面76、T8と外
面80の間の一対の丸い角隅105とかみ合う最外方端
を含まない距離に相当する。
ルム・ダンパ100が軸受外側レース74とダンパ・ス
リーブ82の間に設けてあってタービン端40でのロー
タ38の振動を減衰する。このダンパは軸受外側レース
の円筒形のプレン外面80と外側レース74の外面80
を囲んだ状態でダンパ・スリーブ82に形成した円筒形
のプレン内面102とを包含する。ロータのスタブ軸5
2がエンジンの仮想軸線36と精密に整合したとき、内
外面102.80はそれぞれ同心となりかつ協働して内
側の小さい環状部104を構成する。第3図VcAで示
し、理解を助けるために誇張しである小さい環状部10
4の半径方向深さは軸受外側レース74とダンパ、スリ
ーブ82の間の間隙であり、タービン端での軸線36か
らのスタブ軸52の最大許容半径方向振動変位を表わし
ている。第3図K Lで示す小さい環状部104の軸線
方向長さはダンパ100の軸線方向長さであり、プレン
内外面102.80がそれぞれ同心に留まり、たとえば
、軸受外側レース74の外面80が側面76、T8と外
面80の間の一対の丸い角隅105とかみ合う最外方端
を含まない距離に相当する。
圧搾フィルム・ダンパ100は、さらに、プレン内面1
02を貫いて開口している、ダンパ・スリーブ82の溝
106の形をした、プレン内面102の段部を包含する
。溝106は縦断面が矩形であり(第2.3図)、一対
の対向した側面108.110と円筒形のプレン底面1
12とを包含する。これらの側面108.110は小さ
い環状部104の端間の中間で軸線36に対して直角な
横方向平面114に関して対称的であり、したがって、
溝106は小さい環状部を長さL (第3図)の一対の
同形部分に分割している。底面112は平らな内面10
2と同ノbであり、軸線36から成る半径方向距離(こ
の軸線から平らな内面102までの半径方向距離を超え
る距離)のところに位置し、その結果、スタブ軸52が
正確に軸線36と整合したとき、底面112が’l’l
ll受レースの平らな外面80と協働して半径方向深さ
Bを有する外側の大きい環状部116を構成する(第:
3図)。大きい環状部116は通路118を通してダン
パ・スリーブ8’ 2 f7Uある外側溝95と連絡1
〜でおり、エンジン運転時、大小の環状部が作動流体で
満たされる。内面102に形成しであるように図示した
が、溝106を外面80に形成してもよく、そのときで
も、圧搾フィルム・ダンパ100の特性は変わらない。
02を貫いて開口している、ダンパ・スリーブ82の溝
106の形をした、プレン内面102の段部を包含する
。溝106は縦断面が矩形であり(第2.3図)、一対
の対向した側面108.110と円筒形のプレン底面1
12とを包含する。これらの側面108.110は小さ
い環状部104の端間の中間で軸線36に対して直角な
横方向平面114に関して対称的であり、したがって、
溝106は小さい環状部を長さL (第3図)の一対の
同形部分に分割している。底面112は平らな内面10
2と同ノbであり、軸線36から成る半径方向距離(こ
の軸線から平らな内面102までの半径方向距離を超え
る距離)のところに位置し、その結果、スタブ軸52が
正確に軸線36と整合したとき、底面112が’l’l
ll受レースの平らな外面80と協働して半径方向深さ
Bを有する外側の大きい環状部116を構成する(第:
3図)。大きい環状部116は通路118を通してダン
パ・スリーブ8’ 2 f7Uある外側溝95と連絡1
〜でおり、エンジン運転時、大小の環状部が作動流体で
満たされる。内面102に形成しであるように図示した
が、溝106を外面80に形成してもよく、そのときで
も、圧搾フィルム・ダンパ100の特性は変わらない。
作動にあたって、本発明による圧搾フィルム・ダンパ1
00は匹敵する能力の普通の圧搾フィルム・ダンパ以上
の改良である。一層詳しく言えば、ロータ38が停止状
態匠あるか、あるいは、ダンパ・能弁速度未満で回転し
ているとき、重力でスタフ軸52が下方に引かれ、プレ
ン軸受外面8oが軸受36のすぐ下の点て内面102の
分離した半分部分に載る。こうして、大小の環状部10
4.116ば、それぞれ、軸線36下方に局部的に圧縮
される(第4図)。第4図[120で示す、スタフ1軸
52の中)し・も同様にロータ末端、たとえば、ナイフ
刃56およびタービン羽根46の先端と共に小さい環状
部104の半径方向深さAに相当する距離半径方向下方
に変位する。それ故、エンジン内のロータ1わりには、
半径方向深さ八にほぼ等しい間隙が維持されていなけれ
ばならない。しかしながら、半径方向Aはロータの最大
半径方向振動変位にほぼ等しいので、必要な間隙はロー
タのだめの最小可能間隙であり、したがって、従来公知
の普通の圧搾フィルム・ダンパの必要部分である過剰な
間隙の場合のような、エンジン効率の犠牲は捷ったくな
い。
00は匹敵する能力の普通の圧搾フィルム・ダンパ以上
の改良である。一層詳しく言えば、ロータ38が停止状
態匠あるか、あるいは、ダンパ・能弁速度未満で回転し
ているとき、重力でスタフ軸52が下方に引かれ、プレ
ン軸受外面8oが軸受36のすぐ下の点て内面102の
分離した半分部分に載る。こうして、大小の環状部10
4.116ば、それぞれ、軸線36下方に局部的に圧縮
される(第4図)。第4図[120で示す、スタフ1軸
52の中)し・も同様にロータ末端、たとえば、ナイフ
刃56およびタービン羽根46の先端と共に小さい環状
部104の半径方向深さAに相当する距離半径方向下方
に変位する。それ故、エンジン内のロータ1わりには、
半径方向深さ八にほぼ等しい間隙が維持されていなけれ
ばならない。しかしながら、半径方向Aはロータの最大
半径方向振動変位にほぼ等しいので、必要な間隙はロー
タのだめの最小可能間隙であり、したがって、従来公知
の普通の圧搾フィルム・ダンパの必要部分である過剰な
間隙の場合のような、エンジン効率の犠牲は捷ったくな
い。
0−夕38の速度が増大するにつれて、軸受外側レース
74のプレン外面80はプレン内面102の分離した半
分部分から船荷する。
74のプレン外面80はプレン内面102の分離した半
分部分から船荷する。
ロータの動的不釣合力ベクトル(図示せず)の大きさが
ロータの重量を超えたときに船外が生じる。このとき、
スタブ軸の中心120は軸線36の寸わりて円122(
第4図)を描き始め、同時に外側レース74が軸線36
の寸わりに円を描くが、ダンパ・スリーブ82に相対的
な回転はない。円122の半径がスタブ軸52の半径方
向振動変位量であり、これは小さい環状部1040半径
方向深さへ匠一致する最大値を有する。最大の半径方向
変位量を仮定した場合、相伴なう局部的な圧縮を受けた
大小環状部はロータの速度で軸線36寸わりに軌道を描
き、その前方に流体を押し、スタブ軸と軸受外側レース
の振動変位に抵抗する、あるいは、それを減衰する力ベ
クトルF(第4図)を発生する。この減衰力ベクトルF
は、主として、大きい環状部r発生する。この大きい環
状部は、半径方向深さBが半径方向変位量Aをかなり超
えているだめ、利用間隙の約50%の範囲における振動
変位に対して普通の圧搾フィルム・ダンパが所有してい
る特性に類似した特性を持つ。
ロータの重量を超えたときに船外が生じる。このとき、
スタブ軸の中心120は軸線36の寸わりて円122(
第4図)を描き始め、同時に外側レース74が軸線36
の寸わりに円を描くが、ダンパ・スリーブ82に相対的
な回転はない。円122の半径がスタブ軸52の半径方
向振動変位量であり、これは小さい環状部1040半径
方向深さへ匠一致する最大値を有する。最大の半径方向
変位量を仮定した場合、相伴なう局部的な圧縮を受けた
大小環状部はロータの速度で軸線36寸わりに軌道を描
き、その前方に流体を押し、スタブ軸と軸受外側レース
の振動変位に抵抗する、あるいは、それを減衰する力ベ
クトルF(第4図)を発生する。この減衰力ベクトルF
は、主として、大きい環状部r発生する。この大きい環
状部は、半径方向深さBが半径方向変位量Aをかなり超
えているだめ、利用間隙の約50%の範囲における振動
変位に対して普通の圧搾フィルム・ダンパが所有してい
る特性に類似した特性を持つ。
以下、本発明による圧搾フィルム・ダンパ100の性能
に関して説明すると、こうして生じた力ベクトルFは大
小の環状部104.116の局部圧縮点でそれぞれ平ら
な内外面102.80に対してほぼ接線方向の直接成分
FD と、この直接成分に対して直角方向の間接成分F
1 とを含む。直接成分は軸受外側レース74の軌道並
進に抵抗をりえて直接的な減衰を行ない、一方、間接成
分F は軸受■ 外側レースの半径方向変位に抵抗を与えて間接的な減衰
を行なう。これら直接、間接成分の大きさは、それぞれ
直接、間接の減衰係数CD、C1として知られる比例因
子に工ってロータの速度および振動変位量に関係付けら
れる。理想的には、係数C,Cは実際I の半径方向振動変位量と無関係に一定である。
に関して説明すると、こうして生じた力ベクトルFは大
小の環状部104.116の局部圧縮点でそれぞれ平ら
な内外面102.80に対してほぼ接線方向の直接成分
FD と、この直接成分に対して直角方向の間接成分F
1 とを含む。直接成分は軸受外側レース74の軌道並
進に抵抗をりえて直接的な減衰を行ない、一方、間接成
分F は軸受■ 外側レースの半径方向変位に抵抗を与えて間接的な減衰
を行なう。これら直接、間接成分の大きさは、それぞれ
直接、間接の減衰係数CD、C1として知られる比例因
子に工ってロータの速度および振動変位量に関係付けら
れる。理想的には、係数C,Cは実際I の半径方向振動変位量と無関係に一定である。
しかしながら、第6(a)、6(b)図において、一対
の曲線124.126が代表的な普通の圧搾フィルム・
ダンパにおける減衰係数C,Cと実変位量対全問隙捷た
は金利I 用変位量の比として衣わされる半径方向振動変位量との
実際の関係を示している。曲線124は、係数CDが実
際の変位量が利用間隙の30から50%である狭い範囲
のみにわたっていくぶん線形すなわち一定であり、係数
C1が全変位範囲にわたって非線形であることを示して
いる。比較のために、対応する対の曲線128.130
が本発明によるダンパ100についての同じ関係を示し
ている。
の曲線124.126が代表的な普通の圧搾フィルム・
ダンパにおける減衰係数C,Cと実変位量対全問隙捷た
は金利I 用変位量の比として衣わされる半径方向振動変位量との
実際の関係を示している。曲線124は、係数CDが実
際の変位量が利用間隙の30から50%である狭い範囲
のみにわたっていくぶん線形すなわち一定であり、係数
C1が全変位範囲にわたって非線形であることを示して
いる。比較のために、対応する対の曲線128.130
が本発明によるダンパ100についての同じ関係を示し
ている。
ダンパ100の両係数C1CはロータのI
全変位範囲にわたってほぼ一定である。
本発明によるダンパ100では、係数CD1Cは逃がし
比Rとして知られる寸法パラン■ 一部にも関係付けられる。ここで、R=(B/A)−1
であり、BとAはそれぞれ大小の環状部116.104
の半径方向深さである。
比Rとして知られる寸法パラン■ 一部にも関係付けられる。ここで、R=(B/A)−1
であり、BとAはそれぞれ大小の環状部116.104
の半径方向深さである。
第5(a)図の曲線132はロータの半径方向振動変位
が最大値の80係である場合のCDとRの関係を示して
おり、一対の曲線134.136は変位がそれぞれ最大
値の50%、20%の場合の同じ関係を示している。R
が2未満の場合、CD は非線形であり、Rが2を超え
たとき、CDはほぼ一定すなわち線形である。同様に、
第5(b)図において、複数の曲線138.140.1
42 が半径方向変位が最大値の80%、50チ、20
チのときの01、Rの関係を示しており、これはRが2
を超えたときCが線形であり、Rが2未満のときに非■ 線形であることを示している。したがって、線形の減衰
係数が望ましいので、大きい環状部116の半径方向深
さBは小さい環状部の半径方向深さの少なくとも3倍の
オーダーになければならない。さらに、第3図にり。で
示す溝106の長さは、LGが減少するにつれて、ダン
パ100の特性が小さい環状部104の半径方向深さA
に等しい半径方向深さを有する普通のダンパの特性に近
くなり、また、Loが増大し、溝の両側でL8が減少す
るにつれて、小さい環状部104の分離した半分部分の
流体シール効果が減少し、大きい環状部116内の流体
圧力が減少してダンパの直接、間接減衰性能の低下を招
く可能性があるという意味で、ダンパ100の長さLに
関係する。したがって、溝106の長さし はダンパの
長さLの1/2から2/3の範囲に制限すると理想的で
ある。
が最大値の80係である場合のCDとRの関係を示して
おり、一対の曲線134.136は変位がそれぞれ最大
値の50%、20%の場合の同じ関係を示している。R
が2未満の場合、CD は非線形であり、Rが2を超え
たとき、CDはほぼ一定すなわち線形である。同様に、
第5(b)図において、複数の曲線138.140.1
42 が半径方向変位が最大値の80%、50チ、20
チのときの01、Rの関係を示しており、これはRが2
を超えたときCが線形であり、Rが2未満のときに非■ 線形であることを示している。したがって、線形の減衰
係数が望ましいので、大きい環状部116の半径方向深
さBは小さい環状部の半径方向深さの少なくとも3倍の
オーダーになければならない。さらに、第3図にり。で
示す溝106の長さは、LGが減少するにつれて、ダン
パ100の特性が小さい環状部104の半径方向深さA
に等しい半径方向深さを有する普通のダンパの特性に近
くなり、また、Loが増大し、溝の両側でL8が減少す
るにつれて、小さい環状部104の分離した半分部分の
流体シール効果が減少し、大きい環状部116内の流体
圧力が減少してダンパの直接、間接減衰性能の低下を招
く可能性があるという意味で、ダンパ100の長さLに
関係する。したがって、溝106の長さし はダンパの
長さLの1/2から2/3の範囲に制限すると理想的で
ある。
第1図は本発明による圧搾フィルム・ダンパを組込んだ
ガスタービン・エンジンの一部を示す部分破断側面図で
ある。 第2図は本発明による圧搾フィルム・ダンパを示す、第
1図の一部の拡大図である。 第3図は本発明による圧搾フィルム・ダンパの拡大概略
縦断面図である。 第4図は本発明による圧搾フィルム・ダンパの概略横断
面図である。 第5(a)、5(b)図は本発明による圧搾フィルム・
ダンパについてのダンパ逃がし比と種々のロータ変位量
での直接、間接減衰係数の関係を示すグラフである。 第6(a)、6(b)図は本発明による圧搾フィルム・
ダンパについてのロータ変位量と直接、間接減衰係数の
関係を示すグラフである。 〈主要部分の符号の説明〉 28・・支持体、36・・軸線、38・・ロータ、10
0・・・圧搾フィルム・ダンパ、 80・・・円筒形プレン外面、 T4・・円筒形プレン外面を画成する手段、L・・所定
の軸線方向長さ、104・・環状部、102・円筒形プ
レノ内面、 82−・円筒形プレン内面を画成する手段、106・・
・環状溝、112−円筒形プレン底面、95.96.1
18・・環状部を加圧流体で満たし続ける手段、114
横方向平面、59・摩擦防止軸受 1“″′匈憔 匈霧 シt、tFJl鐸
ガスタービン・エンジンの一部を示す部分破断側面図で
ある。 第2図は本発明による圧搾フィルム・ダンパを示す、第
1図の一部の拡大図である。 第3図は本発明による圧搾フィルム・ダンパの拡大概略
縦断面図である。 第4図は本発明による圧搾フィルム・ダンパの概略横断
面図である。 第5(a)、5(b)図は本発明による圧搾フィルム・
ダンパについてのダンパ逃がし比と種々のロータ変位量
での直接、間接減衰係数の関係を示すグラフである。 第6(a)、6(b)図は本発明による圧搾フィルム・
ダンパについてのロータ変位量と直接、間接減衰係数の
関係を示すグラフである。 〈主要部分の符号の説明〉 28・・支持体、36・・軸線、38・・ロータ、10
0・・・圧搾フィルム・ダンパ、 80・・・円筒形プレン外面、 T4・・円筒形プレン外面を画成する手段、L・・所定
の軸線方向長さ、104・・環状部、102・円筒形プ
レノ内面、 82−・円筒形プレン内面を画成する手段、106・・
・環状溝、112−円筒形プレン底面、95.96.1
18・・環状部を加圧流体で満たし続ける手段、114
横方向平面、59・摩擦防止軸受 1“″′匈憔 匈霧 シt、tFJl鐸
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■、支持体(28)上にその仮想軸線(36)まわりに
回転できるように配置したロータ(38)の振動を減衰
するための圧搾フィルム・ダンパ(100)であって、
前記ロータ(38)上に設けてあって前記支持体に関し
て回転できないが、前記ロータ (38)と一体に振動できる円筒形のプレン外面(’8
0)、を画成する手段(14)と、前記支持体(2B)
上に設けてあって前記ロータ(38)が前記仮想軸線(
36)と整合したときに前記外面(80)と同心になり
、この外面と協働してそれとの間に所定の軸線方向長さ
くL)を有する小さい環状部(104)を画成する円筒
形のプレン内面(102)を画成する手段(82)とを
包含する圧搾゛フィルム・ダンパにおいて、前記小さい
環状部(,104)が前記ロータ(38)の最大半径方
向振動変位量に相当する半径方向深さくA)を有し、さ
らに、ダンパが前記内外面の一方に設けた環状の溝(1
06)を画成する手段を包含し、との環状溝が前記小さ
い環状部の軸線方向長さくL)の1/2から273 の
軸線方向長さくL )を有する円筒骸のプレン底面 (112)を包含し、この底面が前記ロータ(38)が
前記仮想軸線(36〕と整合したときに前記内外面の他
方と協働して前記小さい環状部の半径方向深さくA)の
少なくとも3倍の半径方向深さCB)を有する大きな環
状部(116)を画成し、さらにまた、前記大小の環状
部を加圧流体で満だし続ける手段(95,96,118
)を包含することを特徴とする圧搾フィルム・ダンパ。 2、特許請求の範囲第1項記載の圧搾フィルム・ダンパ
(100)VCおいて、前記溝(106)が前記円筒形
の平らな内面 (102)に設けであることを特徴とする圧搾フィルム
・ダンパ。 3、特許請求の範囲第1項寸たけ第2項記載の圧搾フィ
ルム・ダンパ(100)におい−C1前記溝(106)
が前記仮想軸線(36)に対して直角な横方向平面C1
14)に関して軸線方向に対称となっており、この横方
向平面(114)が前記小さい環状部の軸線方向長さく
L)を半分に分割していることを特徴とする圧搾フィル
ム・ダンパ。 4、特許請求の範囲第1項捷たは第2項記載の圧搾フィ
ルム・ダンパにおいて、前記溝(106)が矩形の軸線
方向断面形状を有することを特徴とする圧搾フィルム・
ダンパ。 5 特許請求の範囲第1項または第2項記載の圧搾フィ
ルム・ダンパにおいて、前記円筒形のプレン外面(80
)が前記ロータ(38)J−に配置した摩擦防止軸受(
59)の外側レース(74)上て設けてあり、この外側
レース(74)が前記支持体(38)に関して回転でき
ず、前記ロータ(38)と一体になって振動することが
できることを特徴とする圧搾フィルム・ダンパ。 6、 支持体(28)上にその仮想軸線(36)1わり
て回転できるように配置したロータ(38つの振動を減
衰するだめの圧搾フィルム・ダンパ(100)であって
、前記支持体(28)に関して回転できないが、前記ロ
ータ(38)と一体に振動することのできる外側レース
(74)を有する、前記ロータ(38)上に設けた摩擦
防止軸受(59)と、この軸受の外側レース(74)上
で円筒形の平らな外面(80)を画成している手段と、
前記ロータ(38)が前記仮想軸線(36)と整合した
ときに前記外面(80)と同!しになる円筒形のプレン
内面(102)を画成する、前記支持体 (28)上の手段(82)とを包含し、前記内面(10
2)が前記外面(80)と協働して所定長さの軸線方向
長さくL)を有する小さい環状部(104)を構成する
圧搾フィルム・ダンパにおいて、前記小さな環状部(1
04)が前記ロータ(38)の最大半径方向振動変位量
に相当する半径方向深さくA)を有し、ダンパが前記内
面(102)に環状の溝(106)を画成する前記支持
体(28)上の手段(82)を包含し、この環状溝(1
06)が前記小さい環状部の軸線方向長さくL)の1/
2から2/3の軸線方向長さくLo)を有する円筒形の
プレン底面(112)を包含し、前記ロータ(38)が
前記仮想軸線(36)と整合したときに前記底面が前記
外面(80)と協働して前記小さい環状部の半径方向深
さくA)の少なくとも3倍の半径方向長さくB)を有す
る大きな環状部(116)を画成し、前記溝(106)
が前記仮想軸線(36)に対して直角の横方向平面(1
14)に関して軸線方向に対称となっておね、また、前
記小ざい環状部の長手方向長さ く、 L )を半分に分割しており、さらに、前記溝(
106)が矩形の軸線方向断面形状を有し、さらにまた
、前記大小の環状部をそれぞれ加圧流体で満たし続ける
手段 (95,96,118)が設けであることを特徴とする
圧搾フィルム・ダンパ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US615831 | 1984-05-31 | ||
| US06/615,831 US4527912A (en) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | Squeeze film damper |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60263723A true JPS60263723A (ja) | 1985-12-27 |
| JPH0155802B2 JPH0155802B2 (ja) | 1989-11-27 |
Family
ID=24466995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60116870A Granted JPS60263723A (ja) | 1984-05-31 | 1985-05-31 | 圧搾フイルム・ダンパ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4527912A (ja) |
| EP (1) | EP0164220B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60263723A (ja) |
| AU (1) | AU566988B2 (ja) |
| CA (1) | CA1219150A (ja) |
| DE (1) | DE3573643D1 (ja) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6147435U (ja) * | 1984-09-03 | 1986-03-29 | 石川島播磨重工業株式会社 | 過給機の軸受装置 |
| US4708602A (en) * | 1985-05-30 | 1987-11-24 | Teledyne Industries, Inc. | Lubrication system for a turbocharger |
| US4669893A (en) * | 1986-02-18 | 1987-06-02 | United Technologies Corporation | Annular oil damper arrangement |
| US4867655A (en) * | 1988-03-14 | 1989-09-19 | United Technologies Corporation | Variable stiffness oil film damper |
| US5076766A (en) * | 1989-12-12 | 1991-12-31 | Allied-Signal Inc. | Turbocharger bearing retention and lubrication system |
| SE465177B (sv) * | 1989-12-15 | 1991-08-05 | Abb Stal Ab | Hydrostatiskt lagrad squeezefilmdaempare |
| US5071262A (en) * | 1990-11-05 | 1991-12-10 | General Electric Company | Squeeze film damper fluid control |
| US5169242A (en) * | 1990-11-27 | 1992-12-08 | General Motors Corporation | Turbocharger assembly and stabilizing journal bearing therefor |
| US5106208A (en) * | 1991-04-17 | 1992-04-21 | General Electric Company | Proportioned piston ring seals |
| US5169240A (en) * | 1991-04-17 | 1992-12-08 | General Electric Company | Proportioned piston ring seals |
| US5207511A (en) * | 1991-07-22 | 1993-05-04 | General Electric Company | Squeeze film damper oil control |
| US5344239A (en) * | 1992-11-25 | 1994-09-06 | General Electric Company | Squeeze film bearing damper with annular end plenums |
| SE509516C2 (sv) | 1997-06-16 | 1999-02-08 | Alfa Laval Ab | Anordning för att tillföra en vätska vid ett lager till en roterande axel |
| US6443698B1 (en) * | 2001-01-26 | 2002-09-03 | General Electric Company | Method and apparatus for centering rotor assembly damper bearings |
| US6747383B2 (en) * | 2002-04-09 | 2004-06-08 | Honeywell International, Inc. | Generator with hydraulically mounted stator rotor |
| FR2841305B1 (fr) * | 2002-06-20 | 2004-09-10 | Snecma Moteurs | Palier a roulement etanche amorti a l'huile |
| US7104693B2 (en) | 2004-06-28 | 2006-09-12 | Honeywell International, Inc. | Multi-thickness film layer bearing cartridge and housing |
| US7384199B2 (en) * | 2004-08-27 | 2008-06-10 | General Electric Company | Apparatus for centering rotor assembly bearings |
| US20060083448A1 (en) * | 2004-10-19 | 2006-04-20 | Honeywell International Inc. | Compact compliant centering support for squeeze film damper |
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