推力箔片轴承制造技术

推力箔片轴承(40)通过将多个叶片(42)沿圆周方向排列而形成推力轴承面(S)，其特征在于，叶片(42)具有形成推力轴承面(S)的顶部箔片部(Tf)，使顶部箔片部(Tf)的径向中央位置处的每一片叶片(42)的该顶部箔片部(Tf)的周向长度(A)相对于从顶部箔片部(Tf)的内径侧缘部(423)至外径侧缘部(424)的径向长度(B)的比为0.66以下。0.66以下。0.66以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】推力箔片轴承


[0001]本专利技术涉及推力箔片轴承。

技术介绍

[0002]涡轮机械(例如燃气轮机、涡轮增压机)的主轴被高速地旋转驱动。另外，安装于主轴的涡轮叶片暴露于高温下。因此，要求对这些主轴进行支承的轴承能够耐受高温、高速旋转这样的严酷的环境。作为这种用途的轴承，有时使用油润滑的滚动轴承或油动压轴承，但在难以利用润滑油等液体进行润滑的情况、从能量效率的观点出发难以另外设置润滑油循环系统的辅机的情况、或者由液体的剪切引起的阻力成为问题的情况等条件下，这些轴承的使用受到制约。因此，作为适合于在这样的条件下的使用的轴承，着眼于空气动压轴承。
[0003]作为空气动压轴承，通常是由刚体构成旋转侧和固定侧这双方的轴承面的轴承。但是，在这种空气动压轴承中，如果形成于旋转侧与固定侧的轴承面之间的径向轴承间隙的管理不充分，则容易在超过稳定界限时产生被称为急旋(whirl)的自激性的主轴的振摆回转。因此，与所使用的旋转速度对应的间隙管理变得重要。特别是，像燃气轮机和涡轮增压机那样，在温度变化剧烈的环境下，由于热膨胀的影响，径向轴承间隙的宽度会发生变动，因此高精度的间隙管理变得极其困难。
[0004]公知有箔片轴承作为不容易产生急旋并且即使在温度变化较大的环境下也能够容易地进行间隙管理的轴承。箔片轴承由相对于弯曲刚性较低的具有挠性的薄膜(箔片)构成轴承面，通过允许轴承面的挠曲来对负载进行支承。通常，由被称为顶部箔片的薄板构成轴承的内周面，在其外径侧配置被称为背部箔片的弹簧状的部件而利用背部箔片对顶部箔片承受的负载进行弹性支承。在该情况下，在轴旋转时，在轴的外周面与顶部箔片的内周面之间形成空气膜而轴被非接触支承。
[0005]在箔片轴承中，由于箔片的挠性而形成与轴的旋转速度、负载、周围温度等运转条件对应的适当的径向轴承间隙，因此具有稳定性优异的特征，与一般的空气动压轴承相比，能够在高速下使用。另外，一般的动压轴承的径向轴承间隙需要以轴直径的1/1000的量级进行管理，例如需要在直径几mm左右的轴中始终确保几μm左右的径向轴承间隙。因此，如果考虑到制造时的公差甚至温度变化剧烈的情况下的热膨胀，则难以进行严格的间隙管理。与此相对，在箔片轴承的情况下，只要管理为几十μm左右的径向轴承间隙即可，具有其制造和间隙管理变得容易的优点。
[0006]作为箔片轴承，公知有利用设置于背部箔片的切起部而对顶部箔片进行弹性支承的箔片轴承(专利文献1)、利用将线材编织成网状而成的弹性体而对轴承箔片进行弹性支承的箔片轴承(专利文献2)、以及在背部箔片上设置有与外圈内表面接触且不沿周向移动的支承部和因来自顶部箔片的面压而弹性地挠曲的弹性部的箔片轴承(专利文献3)等。
[0007]作为箔片轴承的一种，还存在如下的被称为叶片型的箔片轴承：不设置背部箔片，将顶部箔片在周向上分割而形成叶片箔片，将叶片箔片的一部分重叠并且设置于周向的多个部位，在叶片箔片的重叠部分处获得弹性。作为该叶片型的箔片轴承，公知有将固定轴承
环在周向上分割为多个圆弧状环部件，在各圆弧状环部件的接合端部焊接箔片的一端，并且在箔片上弯曲形成有瑞利阶梯(Rayleigh step)的箔片轴承(专利文献4)、利用压电双晶片形成叶片的箔片轴承(专利文献5)以及利用由线膨胀率不同的两种金属构成的双金属件来形成叶片箔片的箔片轴承(专利文献6)等。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开2002
‑
364643公报
[0011]专利文献2：日本特开2003
‑
262222号公报
[0012]专利文献3：日本特开2009
‑
299748号公报
[0013]专利文献4：日本特公平2
‑
20851号公报
[0014]专利文献5：日本特开平4
‑
54309号公报
[0015]专利文献6：日本特开2002
‑
295467号公报

技术实现思路

[0016]专利技术要解决的课题
[0017]在具有上述的叶片箔片的轴承中，作为轴承性能，确保规定以上的轴承的负载容量成为课题。
[0018]用于解决课题的手段
[0019]为了解决上述课题，本专利技术的推力箔片轴承通过将多个叶片沿圆周方向排列而形成轴承面，其特征在于，所述叶片具有形成轴承面的顶部箔片部，使所述顶部箔片部的径向中央位置处的每一片所述叶片的所述顶部箔片部的周向长度相对于从所述顶部箔片部的内径侧缘部至外径侧缘部的径向长度的比为0.66以下。
[0020]如本专利技术那样，通过将顶部箔片部的周向长度相对于每一片叶片的径向长度的比规定为0.66以下，能够在轴承的周向上配置规定片数以上的叶片，从而能够将轴承的负载容量确保为一定以上。
[0021]作为上述的推力箔片轴承，能够使顶部箔片部的径向中央位置处的每一片叶片的顶部箔片部的周向长度相对于从顶部箔片部的内径侧缘部至外径侧缘部的径向长度的比为0.55以上。由此，能够使叶片的片数为规定以下的片数，从而能够确保一定以上的轴承的负载容量，并且能够抑制轴承的制造成本，提高产品性能的可靠性。
[0022]作为上述的推力箔片轴承，能够使顶部箔片部的径向中央位置处的每一片叶片的顶部箔片部的周向长度相对于从顶部箔片部的内径侧缘部至外径侧缘部的径向长度的比为0.6。由此，能够利用能够确保规定以上的轴承的负载容量的最小片数的叶片来构成轴承，从而能够将轴承的负载容量确保为一定以上，并且能够极力抑制轴承的制造成本，进一步提高产品性能的可靠性。
[0023]专利技术效果
[0024]根据本专利技术的推力箔片轴承，能够将轴承的负载容量确保为一定以上。
附图说明
[0025]图1是概念性地示出燃气轮机的结构的图。
[0026]图2是示出上述燃气轮机中的转子的支承构造的剖视图。
[0027]图3是组装于上述支承构造的箔片轴承单元的剖视图。
[0028]图4是从轴承面侧观察推力箔片轴承时的俯视图。
[0029]图5是示出推力箔片轴承的叶片的俯视图。
[0030]图6是将图4中的X
‑
X线剖面展开的图。
[0031]图7是示出对轴承的负载容量系数相对于叶片纵横比的关系进行实验的结果的图。
具体实施方式
[0032]以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。
[0033]图1概念性地示出作为涡轮机械的一种的燃气轮机的结构。该燃气轮机主要具有分别形成有叶片列的涡轮1和压缩机2、发电机3、燃烧器4以及再生器5。在涡轮1、压缩机2以及发电机3中设置有沿水平方向延伸的共用的旋转轴6，由该旋转轴6、涡轮1以及压缩机2构成能够一体旋转的转子。
[0034]从吸气口7吸入的空气被压缩机2压缩，在被再生器5加热后被送入到燃烧器4。在该压缩空气中混合燃料并使其燃烧，利用高温、高压的气体使涡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种推力箔片轴承，其通过将多个叶片沿圆周方向排列而形成轴承面，其特征在于，所述叶片具有形成轴承面的顶部箔片部，使所述顶部箔片部的径向中央位置处的每一片所述叶片的所述顶部箔片部的周向长度相对于从所述顶部箔片部的内径侧缘部至外径侧缘部的径向长度的比为0.66以下。2.根据权利要求1所述的推力箔片轴承，其中，使所述顶部箔片部的径向中...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉野真人，原田和庆，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：