轴承及轴承衬垫的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及经由轴承衬垫以能够旋转的方式对旋转轴进行支撑并且在轴承衬垫与旋转轴之间供给有润滑油的轴承及其轴承衬垫。
【背景技术】
[0002]由独立的多片轴承衬垫构成轴承面的斜垫轴承、推力衬垫轴承具有可迅速地吸收旋转轴的振动的特性。在蒸汽轮机、燃气轮机等旋转机械中，着眼于上述特性而广泛使用这种轴承。近年来，在这样的旋转机械中，与以往相比进一步提高了对大输出化、低损失化的要求。因此，需要缩小支撑旋转机械的旋转轴的轴承的尺寸而将轴承损失抑制得较小。但是，当缩小了轴承的尺寸时，虽然能够抑制轴承损失，但相反由于轴承的受压面积变小，因而轴承负荷(轴承在每单位面积所受到的重量)变大，轴承衬垫的温度变高。
[0003]由于在旋转机械工作时，旋转轴与衬垫之间的润滑油受到剪切力而发热，因此，例如在径向轴承的情况下，越靠近旋转轴的内周侧则轴承衬垫的温度越高，另外，越靠近旋转轴旋转方向下游侧则轴承衬垫的温度越高。即，在轴承衬垫的内部产生温度差，因此在衬垫上因伸长率之差(热膨胀差)而产生变形。例如，在斜垫径向轴承中，在倾斜衬垫(轴承衬垫)的内部，越靠近旋转轴的内周侧温度越高，当在内周侧与外周侧之间产生温度差时，倾斜衬垫以面向旋转轴的曲率半径变大的方式变形。因此，会导致轴承的负荷能力下降。
[0004]即，在斜垫径向轴承中，倾斜衬垫的内周面(支撑面)与旋转轴的外周面(被支撑面)相向，在它们的相向面之间的间隙形成润滑油膜，由此顺畅地支撑旋转轴。
[0005]当倾斜衬垫的曲率半径因热变形而变大时，入口及出口侧的间隙过大，无法再保持油膜。因此，整体上以油膜厚度变薄的状态维持平衡，但是若油膜厚度变薄，则润滑油的发热进一步变大。
[0006]其结果是，导致倾斜衬垫整体的温度上升，倾斜衬垫的变形越发增大，最终旋转轴与轴承接触(无法再负荷旋转轴)。因此，轴承的负荷能力降低。
[0007]此外，当倾斜衬垫产生了变形时，也会对倾斜衬垫的动态稳定性产生影响。即，衰减系数下降，无法迅速地吸收旋转轴的振动。
[0008]因此，提出有如下技术:在轴承衬垫的内部形成从衬垫的前缘端面贯通至后缘端面的通路，使低温新油在该通路中流通而在整体上冷却轴承衬垫(参照专利文献I)。
[0009]另外，也提出有如下技术:作为轴承衬垫的材料而使用铬铜那样的导热率较高的材料，从而抑制内部温度差引起的变形。
[0010]专利文献1:日本特开2009-063015号公报
【发明内容】
[0011]发明所要解决的课题
[0012]在专利文献I记载的技术中，由于在衬垫的前缘端面与后缘端面之间并未形成较大的压差，因此并未在专利文献I中记载，但是除了润滑油供给用的栗以外，在内部通路中还需要设置用于使低温新油流通的栗。另外，除了润滑油以外，还需要准备冷却用的低温新油。
[0013]因此，在专利文献I记载的技术中，存在制造成本、运行成本增大的课题。
[0014]另外，在作为轴承衬垫的材料而使用导热率较高的材料的技术中，这种高导热率的材料价格极高，存在制造成本增大的课题。
[0015]本发明鉴于上述的课题而作出，其目的在于提供能够在不增大成本的情况下抑制轴承衬垫变形的轴承及轴承衬垫。
[0016]用于解决课题的方案
[0017](I)为了实现上述目的，本发明的轴承经由轴承衬垫而以能够旋转的方式对旋转轴进行支撑，并且，在上述轴承衬垫与上述旋转轴的被支撑面之间供给有润滑油，在上述轴承衬垫中设有贯通流路，上述贯通流路从设置在与上述被支撑面相向的滑动面的高温区域的第一开口向远离上述被支撑面的一侧延伸，并到达第二开口。
[0018](2)优选的是，上述轴承衬垫被设置为相对于上述旋转轴的旋转方向倾斜自如，上述高温区域位于上述滑动面中的上述旋转轴的旋转方向的下游区域的衬垫后部，上述第二开口比上述第一开口位于上述旋转方向的上游区域的衬垫前部。
[0019](3)优选的是，上述高温区域是从上述滑动面的上述旋转方向的上游边缘起的上述滑动面的长度的70%?100%的范围的区域。
[0020](4)优选的是，上述第二开口配置于处于上述滑动面的相反侧的背面。
[0021](5)优选的是，上述第二开口配置于朝向上述旋转方向的上游侧的前表面。
[0022](6)优选的是，上述被支撑面是上述旋转轴的径向周面。
[0023](7)优选的是，上述旋转轴具有向其径向外侧突出的推力环，上述被支撑面是上述推力环的轴向端面。
[0024](8)为了实现上述目的，本发明的轴承衬垫以能够旋转的方式对旋转轴进行支撑，并且，在上述轴承衬垫与上述旋转轴的被支撑面之间供给有润滑油，在上述轴承衬垫中设有贯通流路，上述贯通流路从设置在与上述被支撑面相向的滑动面的高温区域的第一开口向远离上述被支撑面这一侧延伸，并到达第二开口。
[0025]发明效果
[0026]根据本发明，由于在第一开口与第二开口之间产生压差，使得润滑油在贯通流路中从第一开口朝向第二开口流通。
[0027]即，随着旋转轴的旋转，润滑油在旋转轴的被支撑面和与该被支撑面相向的轴承衬垫的滑动面之间被加压并且受到滑动引起的剪切力而发热。因此，靠近被支撑面的轴承衬垫的滑动面附近的润滑油成为高温高压。尤其是在滑动面与被支撑面之间润滑油成为高压的区域附近成为滑动面的高温区域，因此在设于滑动面的高温区域的第一开口处，润滑油成为高温高压。另一方面，在向远离被支撑面的一侧延伸的终点处的第二开口处，与第一开口相比润滑油为低温低压，在第一开口与第二开口之间产生压差。因此，润滑油由于压差而在贯通流路中从第一开口朝向第二开口流通。
[0028]并且，该润滑油在贯通流路中流通，由此使未设置贯通流路时会积存在第一开口的周边区域(高温区域)的热量向第二开口侧移动，因此能够抑制局部的高温化，能够降低最高温度并且使轴承衬垫的温度均匀化。
[0029]由于利用压差使润滑油在贯通流路中流通而使轴承衬垫的温度均匀化，因此无需用于使润滑油在贯通流路中流通的栗，并且也无需除了润滑油之外再使用冷却用的新油，此外，作为轴承衬垫的材料也无需使用高导热率的材料。
[0030]因此，能够在不增大成本的情况下抑制轴承衬垫的变形。
[0031]另外，在将轴承衬垫设置为相对于旋转轴的旋转方向倾斜自如，并使第二开口比第一开口位于旋转方向上游区域的衬垫前部的情况下，能够在大范围内使轴承衬垫的温度均匀化。
[0032]即，在旋转轴的旋转期间，轴承衬垫成为其与该旋转轴之间的间隙在处于旋转轴的旋转方向上游区域的衬垫前部宽、而在存在高温区域的处于旋转方向下游区域的衬垫后部窄的倾斜姿势，因此旋转轴与轴承衬垫之间的润滑油的压力越靠近旋转方向下游侧越高，润滑油的温度随之也越靠近旋转方向下游侧越高。
[0033]因此，将第二开口配置于在旋转方向上比第一开口靠上游区域的衬垫前部、S卩、将贯通流路的出口(第二开口)设于温度比轴承衬垫低的位置，因此能够在大范围内使轴承衬垫的温度均匀化。
[0034]在将第二开口配置于滑动面的相反侧的背面的情况下，抑制了从作为贯通流路的出口的第二开口排出的高温润滑油再次向相反侧的滑动面流入，因此能够抑制轴承衬垫的高温化。
[0035]在将第二开口配置于朝向旋转方向上游侧的前表面的情况下，可在轴承衬垫的大范围内形成贯通流路，因此能够扩大温度均匀化