推力箔片轴承、箔片轴承单元、涡轮机械以及箔片制造技术

各箔片(22)具有：顶部箔片部(22a)，其具有轴承面(S)；以及背部箔片部(22b)，其设置于顶部箔片部(22a)的上游侧，并重叠配置在相邻的箔片(22)的顶部箔片部(22a)的背后(与轴承面(S)相反的一侧)。相邻的箔片(22)彼此的重合部(P)的内径端所占的角度(E)比重合部(P)的外径端所占的角度(D)小。端所占的角度(D)小。端所占的角度(D)小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】推力箔片轴承、箔片轴承单元、涡轮机械以及箔片


[0001]本专利技术涉及推力箔片轴承。

技术介绍

[0002]要求对燃气轮机、涡轮增压机等涡轮机械的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。作为适于在这样的条件下使用的轴承，着眼于作为动压轴承的一种的箔片轴承。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载荷进行支承(例如，参照下述的专利文献1、2)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2004
‑
108485号公报
[0006]专利文献2：日本特开2015
‑
132309号公报

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的课题
[0008]由于箔片轴承的润滑剂是气体(空气)，因此箔片轴承与将油作为润滑剂的动压轴承相比具有低扭矩的优点。但是，另一方面，动压轴承的负载容量依赖于润滑剂的粘度，因此将气体作为润滑剂的箔片轴承与将油作为润滑剂的动压轴承相比，无法避免负载容量变小。因此，为了扩大箔片轴承的应用范围，需要进一步增大负载容量。
[0009]这里，图16示出现有的叶片型的推力箔片轴承120。在该推力箔片轴承120中，如图18所述，将图17所示那样的形状的箔片122一边错开相位一边重合地配置。各箔片122中的配置于相邻的箔片122的背后(与轴承面相反的一侧)的部分作为背部箔片部122b而发挥功能，搭在相邻的箔片122上的部分作为具有轴承面的顶部箔片部122a而发挥功能。
[0010]当设置于主轴的推力环106向图19的箭头方向进行旋转时，在设置于各箔片122的轴承面S
’
与推力环106的端面之间形成轴承间隙C
’
。此时，各箔片122的顶部箔片部122a搭在相邻的箔片122的背部箔片部122b上，因此各箔片122的顶部箔片部122a与推力环106之间的轴承间隙C
’
成为朝向下游侧而间隙宽度逐渐缩窄的楔形。通过将润滑剂(空气)压入于该楔形的轴承间隙C
’
的小间隙部，润滑剂的压力提高而推力环106被非接触支承。
[0011]上述那样的推力箔片轴承120的负载容量依赖于轴承间隙C
’
的最小宽度(以下，将该宽度称为“浮起间隙”。)h
’
。即，理论上，浮起间隙h
’
越小，推力箔片轴承120的负载容量越增大。因此，为了增大推力箔片轴承120的负载容量，只要尽可能减小浮起间隙h
’
即可。
[0012]但是，如果想要减小上述的推力箔片轴承120的浮起间隙h
’
，则会产生以下的问题。在形成箔片122时，如图20所示，通常将中空圆盘状的箔片原材料130在周向多个部分进行分断，并将箔片原材料130的周向整个区域用作箔片122，从而提高材料成品率。在该情况下，如图17所示，各箔片122的设置于外径端的圆弧部122c所占的角度A
’
与设置于内径端的圆弧部122d所占的角度B
’
相等，其结果为，外径端的圆弧部122c的周向长度比内径端的圆
弧部122d的周向长度长。
[0013]如果使该箔片122一边错开相位一边重叠，则在箔片122的外径端附近，如图21所示，箔片122的周向间距L1
’
相对变大，与此相对，在箔片122的内径端附近，如图22所示，箔片122的周向间距L2
’
相对变小。其结果为，各箔片122的内径端附近的刚性比外径端附近的刚性高，因此各箔片122难以挠曲而容易与推力环接触。在该情况下，需要以各箔片的内径端为基准设定浮起间隙，因此存在无法充分减小浮起间隙的问题。
[0014]因此，本专利技术的目的在于，在叶片型的推力箔片轴承中，减小浮起间隙而增大负载容量。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]为了解决上述课题，本专利技术提供一种推力箔片轴承，该推力箔片轴承具有多个箔片，该多个箔片具有与旋转部件在轴向上对置的轴承面，该多个箔片沿所述旋转部件的旋转方向排列配置，其中，各箔片具有：顶部箔片部，其具有所述轴承面；以及背部箔片部，其设置于所述顶部箔片部的上游侧，并重叠配置在相邻的箔片的顶部箔片部的与所述轴承面相反的一侧，相邻的箔片彼此的重合部的内径端所占的角度比所述重合部的外径端所占的角度小。
[0017]在本专利技术中，如上所述，使相邻的箔片彼此的重合部(即，各箔片的顶部箔片部被背部箔片部从背后(与轴承面相反的一侧)支承的区域)的内径端所占的角度比重合部的外径端所占的角度小。由此，各箔片的内径端附近的刚性相对变小，因此各箔片的外径端附近与内径端附近的刚性之差变小，能够使箔片在整个面上大致均匀地挠曲，因此能够将浮起间隙设定得更小。
[0018]在上述的推力箔片轴承中，例如，通过使各箔片中的由所述顶部箔片部和所述背部箔片部构成的主体部的内径端所占的角度比所述主体部的外径端所占的角度小，能够使相邻的箔片彼此的重合部的内径端所占的角度比重合部的外径端所占的角度小。
[0019]另外，在上述的推力箔片轴承中，优选将相邻的箔片彼此的重合部的内径端所占的角度与重合部的外径端所占的角度之差设为10
°
以上。
[0020]专利技术效果
[0021]如上所述，根据本专利技术，在叶片型的推力箔片轴承中，能够减小浮起间隙而增大负载容量。
附图说明
[0022]图1是燃气轮机的示意图。
[0023]图2是示出上述燃气轮机的主轴的支承构造的剖视图。
[0024]图3是组装于上述支承构造的推力箔片轴承的剖视图。
[0025]图4是从轴向观察上述推力箔片轴承的主视图。
[0026]图5是上述推力箔片轴承的箔片的主视图。
[0027]图6是示出由箔片原材料形成箔片的情形的主视图。
[0028]图7是示出使上述箔片重合的状态的主视图。
[0029]图8是图4的X
‑
X线剖视图。
[0030]图9是图4的Y
‑
Y线剖视图。
[0031]图10是图4的Z
‑
Z线剖视图。
[0032]图11是另一实施方式的箔片的主视图。
[0033]图12是又一实施方式的箔片的主视图。
[0034]图13是示出比较例的箔片的试验结果的照片(主视图)。
[0035]图14是示出实施例1的箔片的试验结果的照片(主视图)。
[0036]图15是示出实施例2的箔片的试验结果的照片(主视图)。
[0037]图16是现有的推力箔片轴承的主视图。
[0038]图17是图16的推力箔片轴承的箔片的主视图。
[0039]图18是示出使图17的箔片重合的状态的主视图。
[0040]图19是图16的X
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【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，其具有多个箔片，该多个箔片具有与旋转部件在轴向上对置的轴承面，该多个箔片沿所述旋转部件的旋转方向排列配置，其中，各箔片具有：顶部箔片部，其具有所述轴承面；以及背部箔片部，其设置于所述顶部箔片部的上游侧，并重叠配置在相邻的箔片的顶部箔片部的与所述轴承面相反的一侧，相邻的箔片彼此的重合部的内径端所占的角度比所述重合部的外径端所占的角度小。2.根据权利要求1所述的推力箔片轴承，其中，各箔片中的由所述顶部箔片部和所述背部箔片部构成的主体部的内径端所占的角度比所述主体部的外径端所占的角度小。3.根据权利要求1或2所述的推力箔片轴承，其中，所述重合部的内径端所...

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