滑动轴承装置制造方法

滑动轴承装置制造方法
【专利摘要】在滑动轴承装置中，即使对产生巨大地震或旋转机械其他部分的破损等外部因素引起的旋转轴的旋转振动的情况，也确保轴承装置的可靠性并降低轴承损耗。滑动轴承装置具有：上半轴承；连接在上半轴承下方的下半轴承（2b）；以及设置在下半轴承（2b）的滑动面上，从轴承宽度方向中央部向轴承两侧面延伸的除油槽（7），上述滑动轴承装置支撑旋转机械的旋转轴，其特征在于：将除油槽（7）设置在与下半轴承滑动面的油膜压力产生部位相比靠旋转轴旋转方向下游侧，除油槽（7）的轴承宽度方向端部位于与轴承宽度方向中央部相比靠旋转轴旋转方向的下游侧，在下半轴承的除油槽的旋转轴旋转方向的下游侧具有滑动面（9b）。
【专利说明】滑动轴承装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及滑动轴承装置，尤其涉及支撑发电机、汽轮机、燃气轮机、压缩机等要求高可靠性的工业用旋转机械的旋转轴的滑动轴承装置。
【背景技术】
[0002]作为支撑发电机、汽轮机、燃气轮机等要求高可靠性的工业用旋转机械的旋转轴的滑动轴承装置的一例，专利文献I提出了将滑动轴承装置下半侧的滑动面切除一部分的结构。
[0003]专利文献1:日本特开2000-145781号公报
[0004]承载旋转机械的旋转轴的载荷的轴承，载荷方向为一定，滑动面的产生油膜反作用力的范围为滑动面整体的一部分。由于轴承损耗的原因是因滑动面的润滑油被旋转轴剪切而产生，因此如专利文献I那样，通过设置将没有产生油膜反作用力的部分切除的槽，能够实现轴承的低损耗化。
[0005]但是，工业用旋转机械的轴承装置需要确保高的可靠性，在产生巨大地震或旋转机械其他部分的破损等外部因素引起的旋转振动的情况下，在停止之前需要通过由轴承滑动面的油膜形成的减震来承载旋转轴。如果旋转轴摆动，则由于除了自重以外还产生离心力，因此产生油膜反作用力的部位时刻变化。因此，在将正常运转时不产生油膜反作用力的滑动面较大地切除的轴承装置的情况下，在摆动产生时，不能够确保由油膜形成的减震，存在使振动更大的担忧。

【发明内容】

[0006]本发明的课题在于，在滑动轴承装置中，即使对产生巨大地震或旋转机械其他部分的破损等外部因素引起的旋转轴的旋转振动的情况，也能够确保轴承装置的可靠性并降低轴承损耗。
[0007]为了解决上述问题，本发明的滑动轴承装置，具有:上半轴承；连接在上半轴承下方的下半轴承；以及设置在下半轴承的滑动面上，从轴承宽度方向中央部向轴承两侧面延伸的除油槽，所述滑动轴承装置支撑旋转机械的旋转轴，其特征在于:将除油槽设置在与下半轴承滑动面的油膜压力产生部位相比靠旋转轴旋转方向下游侧，使除油槽的轴承宽度方向端部配置于与槽的轴承宽度方向中央部相比靠旋转轴旋转方向下游侧，在除油槽的旋转轴旋转方向下游侧具有滑动面。
[0008]发明的效果
[0009]根据本发明，在滑动轴承装置中，即使对产生巨大地震或旋转机械其他部分的破损等外部因素引起的旋转轴的旋转振动的情况，也能够确保轴承装置的可靠性并降低轴承损耗。
【专利附图】

【附图说明】[0010]图1为本发明第I实施例的滑动轴承装置的概略主视图；
[0011 ]图2为图1所示的滑动轴承装置的下半轴承的概略立体图；
[0012]图3为图2所示的下半轴承滑动面的概略展开图；
[0013]图4为表示一般的滑动轴承滑动面的油膜压力分布的图；
[0014]图5为说明图2所示的下半轴承中润滑油的流动的说明图；
[0015]图6为表示除油槽的其他例的概略立体图；
[0016]图7为表示除油槽的配置的其他例的概略立体图；
[0017]图8为本发明第2实施例的滑动轴承装置的下半轴承的概略立体图；
[0018]图9为概略地说明蒸汽轮机的一例的说明图；
[0019]图10为概略地说明燃气轮机的一例的说明图。
[0020]图中，1-旋转轴；2_滑动轴承装置；2a_上半轴承；2b_下半轴承；4_供油口；5_供油路；6_通油路；7_除油槽；9a、9b-滑动面。
【具体实施方式】
[0021 ] 以下，参照【专利附图】

【附图说明】本发明的实施方式。
[0022](实施例1)
[0023]图1为概略地表示本实施例的滑动轴承装置2的主视图。滑动轴承装置2为由上半轴承2a和连接在上半轴承2a下方的下半轴承2b构成的上下两分割的结构，以夹着旋转机械的旋转轴I的方式设置。
[0024]图2为概略地表示下半轴承2b的立体图。虽然没有图示，但下半轴承2b由轴承衬金(裏金)和设置在其内周侧的内衬金属(liner metal)构成。在下半轴承2b的内周面上，在周向形成有旋转轴I滑动的滑动面9a。在滑动面上内衬白色金属等，在滑动面上形成润滑油油膜，旋转轴I在油膜上旋转、滑动。另外，用箭头3表示旋转轴I的旋转方向。以下，为了说明方便，将上、下半轴承2b的周向端部中用标记19a表示的端部称为旋转轴旋转方向上游侧(以下，简称上游侧)端部，将用标记19b表示的端部称为旋转轴旋转方向下游侧(以下，简称下游侧)端部。
[0025]在下半轴承2b的上游侧端部19a附近设置有用于将润滑油从轴承外部引导到轴承的滑动面的供油路5。供油路5从下半轴承2b的外周面向轴承内周侧延伸，与在旋转轴旋转方向上游侧端部19a附近的滑动面9a上开口的供油口 4相连。从轴承外部供给的润滑油在供油路5中流下而从供油口 4供给到滑动面上。
[0026]图4为表示一般的滑动轴承滑动面油膜的压力分布的图。在将轴承的水平分割面中下半轴承的上游侧端部一侧设为0°的情况下，油膜压力分布10在与90°即铅垂方向相比靠旋转轴旋转方向下游侧为最大压力，进而在下游压力大大地下降，产生不产生压力的区域。该不产生压力的区域的范围根据旋转轴I的载荷和运转状态等而不同，大约在120°以后。
[0027]如在图4中说明过的那样，一般在下半轴承的滑动面上形成产生油膜压力的部位和不产生油膜压力的部位。因此，如图2所示那样，本实施例在下半轴承的滑动面中与产生油膜压力的部位相比靠旋转轴旋转方向的下游侧即没有产生油膜压力的部位设置除油槽
7。该除油槽7为用于将在滑动面上沿旋转轴I的旋转方向流动的润滑油向轴承侧面排出的槽。
[0028]图3为图2所示的下半轴承2b的滑动面的展开图。在图3中A-A线表示铅垂方向的部位，B-B线表示油膜压力产生部位的旋转轴旋转方向下游侧的边界线。另外，压力产生部位的边界实际上在轴承宽度方向20的各位置沿周向稍微变化。并且，油膜压力产生部位本身，根据轴承位置和旋转机构等各要素预先通过计算、实测而求出。
[0029]除油槽7配置在与油膜压力产生部位相比靠下游侧。由于油膜压力产生部位稍微沿周向变化，因此希望具有一定程度的余量地配置在下游侧。例如，如图4中说明过的那样，由于没有产生压力的区域的范围根据旋转轴I的载荷和运转状态等而不同，大约在120°以后，因此除油槽7也配置在120°附近，即配置在从铅垂方向开始向下游侧30°附近或者比其稍微靠下游侧。
[0030]并且，除油槽7是轴承宽度方向两端部配置在比槽的中央部靠下游侧，由从轴承宽度方向的中央部向轴承宽度方向侧面21a、21b朝下游侧倾斜延伸的直线状的槽构成的V字型的槽。通过从轴承宽度方向中央部向轴承两侧面的旋转方向下游侧与轴承两侧面连通地以V字型设置，从而容易将沿旋转方向流过来的润滑油排出到轴承侧面。
[0031]并且，在下半轴承2b的除油槽7的下游沿周向部分残留有滑动面％。
[0032]图5为用于表示下半轴承2b中润滑油的流动的图。从供油路5供给的润滑油8从供油口 4流入滑动面9a，流入的润滑油通过旋转轴I的旋转而向旋转方向下游牵动，在使旋转轴I浮起后，其几乎从除油槽7向轴承外部排出。由于轴承损耗因旋转轴I与滑动面9之间的润滑油被旋转剪切而产生，因此通过将产生使旋转轴I浮起的油膜反作用力的部位的旋转方向下游的润滑油向轴承外部排出，能够降低损耗。
[0033]并且，除油槽7通过从轴承宽度方向中央部向轴承两侧面的旋转方向下游侧与轴承两侧面连通地以V字型设置，从而容易将润滑油排出到轴承侧面。虽然除油槽7设置在油膜压力产生部位的下游侧，但由于该部分不产生由油膜形成的压力，因此即使设置除油槽7，也不影响轴承的性能。如果尽可能将除油槽7设置在不产生油膜压力的边界附近，则能够更大地实现低损耗化。
[0034]本结构在下半轴承2b的除油槽7的旋转方向下游侧存在滑动面9b。在产生巨大地震或其他部分的破损引起的旋转振动的情况下，除油槽7中不能排出的附着在旋转轴I上的润滑油，在旋转轴I与除油槽7的旋转方向下游侧的滑动面9b之间形成油膜，通过这样能够确保减震。其结果，能够降低旋转轴I的旋转振动。由此，根据本实施例能够实现低损耗和高可靠性并存。
[0035]另外，虽然本实施例使除油槽7为V字型，但如图6所示那样，也可以为将轴承宽度方向两端部配置在与槽的中央部相比靠旋转轴旋转方向下游侧，由从轴承宽度方向中央部延伸到轴承两侧面的曲线构成的U字型槽。
[0036]并且，本实施例中，虽然除油槽7在周向仅设置了一个，但只要是比油膜压力产生部靠旋转方向下游侧，也可以在周向设置多个。图7为设置二重除油槽7的例子。通过这样，能够更多地排出润滑油，能够期待更大的低损耗化。
[0037](实施例2)
[0038]接着，说明本发明的第2实施例。对于与先前说明过的实施例1相同的结构要素标注相同的标记，省略说明。[0039]图8为第2实施例的滑动轴承装置2的下半轴承2b的立体图。本实施例的特征在于，除了在下半轴承2b的滑动面上设置实施例1的除油槽7外，还具有轴承内部的润滑油供给路。
[0040]本实施例的下半轴承2b，在产生油膜压力的滑动面9a的外周侧具有在周向延伸的通油路6。通油路6的周向端部中旋转方向下游侧的端部延伸到除油槽7的下部附近。另一方面，通油路6的周向端部中上游侧的端部延伸到上游侧端部19a附近的供油口 4的半径方向外周侧位置，在端部朝半径方向内周侧延伸而与供油口 4连通。并且，供油路5与通油路6的旋转轴旋转方向下游侧的端部连通，从端部朝半径方向外周侧延伸，与下半轴承2b的外周面连通。通过这样构成下半轴承2b内的润滑油供给路，能够将从外部供给的润滑油在最低温的状态下首先直接提供给下半轴承2b中最高温的油膜压力产生部位的下游侧边界附近。
[0041]在轴承的滑动面9上，考虑磨合性和耐磨损性，一般地使用低熔点金属即白金属。由于越往滑动面9a的旋转轴旋转方向下游侧温度越上升，因此通过使供油的冷的润滑油首先通过最高温部分的下面，从而能够抑制滑动面9的低熔点金属强度的降低。由于如果减少油量，则滑动面的温度也上升，因此通过冷却变成最热的部分，从而也能够实现与低损耗化、高可靠性相适应的低油量化。
[0042]以上说明过的实施例1及实施例2的滑动轴承，能够适用于发电机、汽轮机、燃气轮机、压缩机等要求高可靠性的工业用旋转机械。
[0043]图9为概略地表示汽轮机的图。火力发电厂中为了高效率化而将高压涡轮12、中压涡轮13、低压涡轮14和发电机15连结的多跨度的形状是一般的情况。虽然希望所有的轴承装置11都采用本发明的滑动轴承装置，但其中的几个采用也能对设备的低损耗化作出贡献。
[0044]图10为燃气轮机中采用本发明的轴承的例子。燃气轮机具有以旋转轴I连结的压缩机16及涡轮17、燃烧器18。如果支撑燃气轮机的旋转轴I的轴承装置11采用本发明的轴承装置，能够对设备的低损耗化作出贡献。
【权利要求】
1.一种滑动轴承装置，具有:上半轴承；连接在该上半轴承下方的下半轴承；以及设置在该下半轴承的滑动面上，从轴承宽度方向中央部向轴承两侧面延伸的除油槽，所述滑动轴承装置支撑旋转机械的旋转轴，其特征在于: 上述除油槽设置在与下半轴承滑动面的油膜压力产生部位相比靠旋转轴旋转方向下游侧， 上述除油槽的轴承宽度方向端部位于与轴承宽度方向中央部相比靠旋转轴旋转方向下游侧， 在上述下半轴承的除油槽的旋转轴旋转方向下游侧具有滑动面。
2.如权利要求1所述的滑动轴承装置，其特征在于: 上述除油槽设置在从铅垂方向开始向旋转轴旋转方向下游侧30°以后。
3.如权利要求2所述的滑动轴承装置，其特征在于: 上述除油槽是由从轴承宽度方向中央部向轴承两侧面延伸的直线构成的V字型槽。
4.如权利要求2所述的滑动轴承装置，其特征在于: 上述除油槽是由从轴承宽度方向中央部向轴承两侧面延伸的曲线构成的U字型槽。
5.如权利要求3或4所述的滑动轴承装置，其特征在于，具有: 通油路，在上述下半轴承的滑动面下部沿周向设置I个或多个； 供油口，与该通油路的旋转轴旋转方向上游侧端部连通，在上述下半轴承滑动面的旋转轴旋转方向上游侧端部开口 ；以及 供油路，从上述下半轴承的外周面向轴承内周侧延伸，与上述通油路的旋转轴旋转方向下游侧端部连通， 上述通油路延伸到上述除油槽的下部。
6.如权利要求5所述的滑动轴承装置，其特征在于: 上述除油槽在周向设置有多个。
7.如权利要求6所述的滑动轴承装置，其特征在于: 上述除油槽沿上述下半轴承滑动面的油膜压力产生部位的旋转轴旋转方向下游侧端部设置。
8.一种旋转机械，其特征在于:至少一个部位采用权利要求1至7中任意一项所述的滑动轴承装置。
【文档编号】F16C33/10GK103883625SQ201310524499
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2012年12月19日
【发明者】铃木健太, 边见真, 井上知昭, 村田健一 申请人:株式会社日立制作所