轴颈轴承以及旋转机械制造技术

轴颈轴承具备：承载圈；设置在所述承载圈的下半区域的内周侧、且构成为从下方支承转子轴的多个轴瓦；以及设置于所述多个轴瓦在所述转子轴的轴向上的两侧的一对侧板，各个所述侧板包括：第一区域，其包含所述多个轴瓦中的位于最上游侧的第一轴瓦的上游侧的周向范围；以及第二区域，其位于所述第一区域的上游侧，且所述侧板的内周面与所述转子轴的外周面之间的间隔在该第二区域比在所述第一区域大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】轴颈轴承以及旋转机械
本专利技术涉及用于将转子轴支承为能够旋转的轴颈轴承以及旋转机械。
技术介绍
通常，作为用于蒸汽涡轮或燃气涡轮等旋转机械的轴承装置，已知有轴颈轴承。例如在专利文献1中记载有利用多个轴瓦来支承转子轴的轴颈轴承。具体而言，专利文献1的轴颈轴承具备承载圈、支承于承载圈的上游侧轴瓦及下游侧轴瓦、以及向各轴瓦与转子轴之间供给润滑油的多个供油喷嘴。多个供油喷嘴包括：配置在比上游侧轴瓦靠上游侧的位置的第一供油喷嘴(最上游喷嘴)；配置在上游侧轴瓦的两端部的第二供油喷嘴及第三供油喷嘴；以及配置在下游侧轴瓦的上游侧端部的第四供油喷嘴。另外，在下半部承载圈的两端面配置有侧板，用以抑制从供油喷嘴供给的润滑油向轴承外部的漏出。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特许第4764486号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在如专利文献1所记载的那样具备多个轴瓦的轴颈轴承中，在正常动作时，伴随着转数的上升在转子轴与各轴瓦之间分别形成适当厚度的油膜，在这些油膜压力的作用下，转子轴向大致正上方浮起。然而，根据本专利技术人的见解，由于无法维持多个轴瓦间的负载能力的适当的平衡，可能引起轴承性能降低或产生异常振动的情况。例如，若上游侧轴瓦中的油膜压力不足而无法确保上游侧区域的充分的负载能力、使得转子轴在浮起时偏向上游侧，则这种情况可能成为异常振动的产生原因。鉴于上述情况，本专利技术的至少一实施方式的目的在于，提供一种能够维持多个轴瓦间的负载能力的平衡、防止异常振动的产生、并且提高轴承性能的轴颈轴承以及旋转机械。用于解决课题的方案(1)本专利技术的至少若干实施方式的轴颈轴承具备：承载圈；多个轴瓦，其设置在所述承载圈的下半区域的内周侧，构成为从下方支承转子轴；以及一对侧板，其设置于所述多个轴瓦在所述转子轴的轴向上的两侧，各个所述侧板包括：第一区域，其包含所述多个轴瓦中的位于最上游侧的第一轴瓦的上游侧的周向范围；以及第二区域，其位于所述第一区域的上游侧，且所述侧板的内周面与所述转子轴的外周面之间的间隔在该第二区域比在所述第一区域大。本专利技术人进行了深入研究，其结果发现，由于位于最上游侧的第一轴瓦(上游侧轴瓦)与转子轴之间的油膜压力不足的原因，存在向被第一轴瓦携带的润滑油混入空气的情况。即，在各个侧板的内周面与转子轴的外周面之间具有用于使由一对侧板包围的轴承内部空间与轴承外部连通的间隙的轴颈轴承中，在从配置于下游侧的第二轴瓦(下游侧轴瓦)至第一轴瓦的区域，从该间隙吸入的空气可能混入到润滑油中。因此，认为被第一轴瓦携带的润滑油(以下称为携带油)中包含较多的空气，实质上的润滑油的油量少。因此，即便第一轴瓦的上游侧紧前的供油单元与第二轴瓦的上游侧紧前的供油单元的喷出油量相同，与第二轴瓦相比，第一轴瓦中也容易发生润滑油不足的情况。另外，相对于润滑油是非压缩性流体而言，润滑油所含的空气是压缩性流体，因此，在上游侧的第一轴瓦(尤其是前缘附近)中润滑油所含的气泡被压扁，在第一轴瓦的前缘侧难以产生动压。由此，第一轴瓦的负载能力降低，无法维持多个轴瓦间的负载能力的适当平衡。因此，伴随着转数的上升，转子轴的轴心轨迹会从铅垂线上脱离，产生异常振动或轴承性能降低的可能性变高。对此，在上述(1)的轴颈轴承中，各个侧板构成为包括：第一区域，其包含多个轴瓦中的位于最上游侧的第一轴瓦的上游侧的周向范围；以及第二区域，其位于第一区域的上游侧，且侧板与转子轴之间(具体而言为侧板的内周面与转子轴的外周面之间)的间隔在该第二区域比在第一区域大。在该结构中，侧板的第二区域与转子轴之间的间隔比较宽，因此，在第二区域的周向范围内容易排出润滑油。因此，与所旋转的转子轴连同旋转地朝向第一区域侧被搬运的携带油在到达第一区域之前其大部分向轴颈轴承的外部排出。另外，侧板的第一区域与转子轴之间的间隔比较窄，因此，在第一区域的周向范围内难以排出润滑油。因此，在由一对侧板的各第一区域和转子轴包围的空间、即第一轴瓦的上游侧的空间，形成润滑油的存油区。由于来自该存油区的润滑油向第一轴瓦与转子轴之间的间隙流入而形成油膜，因此，能够抑制在该油膜中含有气泡，能够将第一轴瓦中的油膜压力维持得充分高。需要说明的是，如上所述，在第二区域的周向范围内，携带油的大部分被排出，因此，能够减少到达存油区的携带油，由此也能够降低混入到存油区的润滑油中的空气量。由此，能够适当地保持多个轴瓦间的负载能力的平衡，防止轴颈轴承中的异常振动的产生以及实现轴承性能的提高。(2)在若干实施方式中，上述(1)的结构的基础上，所述轴颈轴承还具备至少一个携带抑制部，该至少一个携带抑制部以从所述承载圈朝向径向内侧突出的方式在所述第二区域的周向范围内设置在所述承载圈的内周侧，且构成为用于抑制携带油向下游侧的流动。根据上述(2)的结构，在第二区域的周向范围内的承载圈的内周侧，设置有从承载圈朝向径向内侧突出的携带抑制部。利用该携带抑制部来抑制携带油向比第二区域靠下游侧的位置流动，因此，能够降低向在第一区域的周向范围内形成的存油区流入的携带油量。因此，能够更加有效地抑制在第一轴瓦与转子轴之间的油膜中混入空气的情况。(3)在若干实施方式中，上述(1)或(2)的结构的基础上，所述轴颈轴承还具备至少一根第一供油单元，该至少一根第一供油单元在所述第一区域的周向范围内设置在所述第一轴瓦的上游侧，用于向所述第一轴瓦供给润滑油。根据上述(3)的结构，利用在第一区域的周向范围内位于第一轴瓦的上游侧的第一供油单元，能够在第一轴瓦的上游侧可靠地形成存油区。因此，通过将不存在气泡的混入或气泡的混入少的存油区形成在第一轴瓦的上游侧，从该存油区向第一轴瓦供给润滑油，从而能够抑制因向润滑油混入气泡而引起的第一轴瓦的负载能力的降低。(4)在若干实施方式中，上述(1)至(3)中任一结构的基础上，所述轴颈轴承还具备第二供油单元，该第二供油单元在所述第二区域的周向范围内设置在所述多个轴瓦中的位于最下游侧的第二轴瓦的下游侧，用于向所述第二轴瓦的后缘侧供给润滑油。如上述(4)的结构那样，在第二供油单元设置于比最下游侧轴瓦(第二轴瓦)靠下游侧的位置的情况下，从第二供油单元供给至第二轴瓦的后缘侧的润滑油容易作为携带油向第一轴瓦侧搬运。关于这一点，在上述(4)的结构中，由于第二供油单元设置在第二区域的周向范围内，因此，从第二供油单元供给的润滑油的大部分从侧板与转子轴之间的间隙向外部排出。因此，能够抑制从第二供油单元供给的润滑油作为携带油到达第一轴瓦。(5)在若干实施方式中，上述(1)至(4)中任一结构的基础上，所述第一区域的下游侧端位于比所述第一轴瓦的后缘靠下游侧的位置。根据上述(5)的结构，在第一轴瓦的上游侧及该第一轴瓦的周向范围内，侧板与转子轴之间的间隔比较窄，因此，能够充分地确保存油区以及第一轴瓦所保持的润滑油量。因此，能够将第一轴瓦中的油膜压力维持得较高。(6)在若干实施方式中，上述(1)至(5)中任一结构的基础上，在将所述多个轴瓦中的位于最下游侧的第二轴瓦的张角设为α、将所述第二轴瓦的后缘的角度位置设为θTE时，所述第一区域的下游侧端以及所述第二区域的上游侧端的角度位置θ满足θTE-0.25α≤θ≤θTE+0.25α。在上述(6)的结构中，第一区域的下游侧端以及第二区域的上游侧端位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴颈轴承，其特征在于，所述轴颈轴承具备：承载圈；多个轴瓦，其设置在所述承载圈的下半区域的内周侧，构成为从下方支承转子轴；以及一对侧板，其设置于所述多个轴瓦在所述转子轴的轴向上的两侧，各个所述侧板包括：第一区域，其包含所述多个轴瓦中的位于最上游侧的第一轴瓦的上游侧的周向范围；以及第二区域，其位于所述第一区域的上游侧，且所述侧板的内周面与所述转子轴的外周面之间的间隔在该第二区域比在所述第一区域大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.29 JP 2016-0369261.一种轴颈轴承，其特征在于，所述轴颈轴承具备：承载圈；多个轴瓦，其设置在所述承载圈的下半区域的内周侧，构成为从下方支承转子轴；以及一对侧板，其设置于所述多个轴瓦在所述转子轴的轴向上的两侧，各个所述侧板包括：第一区域，其包含所述多个轴瓦中的位于最上游侧的第一轴瓦的上游侧的周向范围；以及第二区域，其位于所述第一区域的上游侧，且所述侧板的内周面与所述转子轴的外周面之间的间隔在该第二区域比在所述第一区域大。2.根据权利要求1所述的轴颈轴承，其特征在于，所述轴颈轴承还具备至少一个携带抑制部，该至少一个携带抑制部以从所述承载圈朝向径向内侧突出的方式在所述第二区域的周向范围内设置在所述承载圈的内周侧，且构成为用于抑制携带油向下游侧的流动。3.根据权利要求1或2所述的轴颈轴承，其特征在于，所述轴颈轴承还具备至少一根第一供油单元，该至少一根第一供油单元在所述第一区域的周向范围内设置在所述第一轴瓦的上游侧，用于向所述第一轴瓦供给润滑油。4.根据权利要求1至3中任一项所述的轴颈轴承，其特征在于，所述轴颈轴承还具备第二供油单元，该第二供油单元在所述第二区域的周向范围内设置在所述多个轴瓦中的位于最下游侧的第二轴瓦的下游侧，用于向所述第二轴瓦的后缘侧供给润滑油。5.根据权利要求1至4中任一项所述的轴颈轴承，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：筱原种宏，贝漕高明，中野隆，胁勇一朗，小泽丰，杼谷直人，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP