專利名稱：軸承裝置及旋轉(zhuǎn)機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)由一端接觸引起的應(yīng)力集中的降低的滑動軸承裝置及 具有該軸承裝置的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。
背景技術(shù)：
以往，作為該種軸承裝置，已知有專利文獻(xiàn)1所示的“軸瓦式軸頸軸承”及專利文 獻(xiàn)2所示的“傾斜軸瓦式軸承”。這些專利文獻(xiàn)所示的軸承裝置均具有軸承箱和在該軸承箱 內(nèi)配置在該旋轉(zhuǎn)軸的周圍的多個軸瓦，其中軸承箱設(shè)置成作為被支承體的旋轉(zhuǎn)軸穿過軸承 箱的中央部。此外，在專利文獻(xiàn)1中，在旋轉(zhuǎn)軸的周圍配置的多個軸瓦以沿著該旋轉(zhuǎn)軸的軸 向的方式設(shè)置有兩組。專利文獻(xiàn)1 特開昭62-118114號公報專利文獻(xiàn)2 實(shí)開平5-42744號公報然而，在上述專利文獻(xiàn)所示的軸承裝置中，隨著旋轉(zhuǎn)機(jī)械的大型化，作為轉(zhuǎn)子的旋 轉(zhuǎn)軸的自重變大，產(chǎn)生該旋轉(zhuǎn)軸相對于其軸線變形成弓形的現(xiàn)象。因此，由于這樣的旋轉(zhuǎn)軸 的變形，產(chǎn)生軸瓦的內(nèi)周面無法與該旋轉(zhuǎn)軸的周面均勻地接觸的一端接觸的現(xiàn)象，由此軸 瓦產(chǎn)生過度的磨損，產(chǎn)生溫度上升的問題。圖10是示意性地表示該一端接觸的現(xiàn)象的圖， 示出旋轉(zhuǎn)軸90和支承旋轉(zhuǎn)軸90的軸瓦91。此外，在由于上述這樣的軸瓦的一端接觸產(chǎn)生 的磨耗的情況下，還會產(chǎn)生軸承特性變化而軸振動的穩(wěn)定性下降的問題。另一方面，在汽輪機(jī)或壓縮機(jī)這樣的大型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，使用專利文獻(xiàn)2所示的 傾斜軸瓦式軸承。在該傾斜軸瓦式軸承中，與軸瓦的旋轉(zhuǎn)軸相接的一側(cè)的相反側(cè)的背面為 朝向外方彎曲的形狀，利用這樣的彎曲形狀，使其追隨旋轉(zhuǎn)軸的變形，但相對于該變形的追 隨不充分，在使軸承特性穩(wěn)定化方面存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況而提出，其提供一種軸承裝置及具有該軸承裝置的旋轉(zhuǎn)機(jī) 械，該軸承裝置能夠有效地應(yīng)對旋轉(zhuǎn)軸相對于軸線變形成弓形而軸瓦的內(nèi)周面無法與旋轉(zhuǎn) 軸的周面均勻接觸的一端接觸現(xiàn)象，能夠使軸承特性穩(wěn)定化。為了解決上述問題，本發(fā)明的軸承裝置具有軸承箱，該軸承箱支承在設(shè)置于具備 旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的主體上的軸承基座，且所述旋轉(zhuǎn)軸穿過該軸承箱的中央部；多個軸瓦， 該多個軸瓦在所述軸承箱內(nèi)配置于所述旋轉(zhuǎn)軸的周圍，支承所述旋轉(zhuǎn)軸且使該旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn) 自如。所述軸承箱的外周面與所述軸承基座的內(nèi)周面相接的接觸面形成為沿著所述旋轉(zhuǎn)軸 的軸向向外側(cè)突出的凸?fàn)钋?，所述軸承箱經(jīng)由所述凸?fàn)钋娴慕佑|面而相對于軸承基座 被支承為擺動自如，所述軸承箱的內(nèi)周面或所述軸瓦的外周面中的至少一方形成為沿著軸 向的曲面，所述軸承箱的內(nèi)周面與軸瓦的外周面之間的間隙距離從沿著軸向的中央部側(cè)朝 向端部側(cè)逐漸變大。在上述的結(jié)構(gòu)中，軸承箱的內(nèi)周面或軸瓦的外周面中的至少一方形成為沿著軸線
3的曲面，所述內(nèi)周面與外周面的間隙距離從沿著軸向的中央部側(cè)朝向端部側(cè)逐漸變大，因 此，在旋轉(zhuǎn)軸因自重或從外部傳遞的振動等使得相對于其軸線變形成弓形而在與軸向正交 的方向上變位的情況下，軸瓦的基于軸承箱的支承位置沿著沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向的曲面緩慢地 移動。由此，能夠可靠地追隨旋轉(zhuǎn)軸的變形，能夠防止以往那樣的、由相對于軸瓦在局部應(yīng) 力集中而產(chǎn)生的磨損、溫度上升，將軸承特性維持在始終穩(wěn)定的狀態(tài)。另一方面，軸承箱的外周面與軸承基座的內(nèi)周面接觸的接觸面為沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸 向向外側(cè)突出的凸?fàn)钋妫撦S承箱經(jīng)由該凸?fàn)钋娴慕佑|面而相對于軸承基座被支承為 擺動自如，因此，即使在旋轉(zhuǎn)軸相對于其軸線變形成弓形的情況下，軸承箱也能夠經(jīng)由形成 為曲面的接觸面相對于軸承基座滑動。由此，不會在所述軸承箱和軸承基座之間產(chǎn)生形變， 能夠使軸承箱相對于軸承基座穩(wěn)定地被支承為擺動自如。S卩，在旋轉(zhuǎn)軸相對于其軸線變形成弓形的情況下，軸承箱相對于軸承基座擺動，軸 瓦的基于軸承箱的支承位置沿著沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向的曲面緩慢地移動。由此，在所述軸瓦、軸 承箱、軸承基座之間不會產(chǎn)生形變，且不會相對于軸瓦在局部產(chǎn)生應(yīng)力集中，能夠利用該軸 瓦穩(wěn)定地支承旋轉(zhuǎn)軸。此外，在本發(fā)明中，所述軸瓦的外周面沿著軸向形成為大致平坦，軸承箱的內(nèi)周面 形成為相對于旋轉(zhuǎn)軸的軸向向內(nèi)側(cè)突出的凸?fàn)钋嬉部?。在上述的結(jié)構(gòu)中，由于軸瓦的外周面沿著軸向為大致平坦，因此能夠容易地進(jìn)行 加工，并且能夠直接使用已有的軸瓦，能夠?qū)崿F(xiàn)制造成本的降低。即，能夠時間制造成本的 降低，并且如上所述，能夠使軸瓦可靠地追隨沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸線的變形，能夠?qū)⑤S承特性維 持在始終穩(wěn)定的狀態(tài)。此外，在本發(fā)明中，在所述軸承箱的內(nèi)周面的沿著軸向的中央部形成有與軸向大 致平行的平坦面也可。在上述的結(jié)構(gòu)中，在旋轉(zhuǎn)軸未相對于其軸線變形成弓形的正常的情況下，能夠利 用軸承箱的內(nèi)周面的沿著軸向的平坦的中央部使得軸瓦從徑向外方以穩(wěn)定的狀態(tài)支承旋 轉(zhuǎn)軸。并且，在旋轉(zhuǎn)軸相對于其軸線變形成弓形的情況下，如上所述，通過具有沿著軸線從 中央部朝向端部側(cè)逐漸變大的間隙距離的軸承箱的內(nèi)周面和軸瓦的外周面，軸瓦的基于軸 承箱的支承位置沿著沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向的曲面緩慢地移動。由此，能夠可靠地追隨旋轉(zhuǎn)軸的 變形，能夠?qū)⑤S承特性維持在始終穩(wěn)定的狀態(tài)。此外，在本發(fā)明中，具有將所述多個軸瓦相對于所述軸承箱的內(nèi)周面分別固定在 所述旋轉(zhuǎn)軸的周圍的支承構(gòu)件，所述支承構(gòu)件設(shè)置在所述軸瓦的外周面的軸向端部側(cè)或所 述軸瓦的側(cè)面中的任一方上，而將該軸瓦定位支承也可。在上述的結(jié)構(gòu)中，在軸瓦的外周面的軸向端部側(cè)或該軸瓦的側(cè)面中的任一方上設(shè) 置有將該軸瓦定位支承的支承構(gòu)件。即，在軸承箱產(chǎn)生應(yīng)力的沿著軸向的中央部附近以外 的部位，利用支承構(gòu)件將軸瓦相對于該軸承箱定位支承，因此，能夠降低對該支承構(gòu)件施加 的負(fù)荷，同時利用該支承構(gòu)件使軸瓦相對于軸承箱保持。此外，在本發(fā)明中，具有將所述多個軸瓦相對于所述軸承箱的內(nèi)周面分別支承在 所述旋轉(zhuǎn)軸的周圍的支承構(gòu)件，所述支承構(gòu)件在所述軸瓦內(nèi)以沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸向的方式配 置，且由沿與軸向正交的方向能夠變形的具有可撓性的材料形成也可。在上述的結(jié)構(gòu)中，在旋轉(zhuǎn)軸相對于其軸線變形成弓形的情況下，支承軸瓦的軸承箱的支承位置沿著沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向的曲面緩慢地移動，從而能夠防止相對于該軸瓦在局部 應(yīng)力集中，并且揭示在該軸瓦變形了的情況下，支承構(gòu)件也追隨該變形而彎曲，不會在該支 承構(gòu)件和軸瓦之間產(chǎn)生形變，能夠利用該支承構(gòu)件穩(wěn)定地支承軸瓦。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)機(jī)械具有所述旋轉(zhuǎn)軸和支承所述旋轉(zhuǎn)軸的上述軸承裝置。在上述的結(jié)構(gòu)中，通過利用上述軸承裝置支承蒸汽汽輪機(jī)、壓縮機(jī)和增壓機(jī)等旋 轉(zhuǎn)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)軸，從而能夠使軸瓦可靠地追隨旋轉(zhuǎn)軸的變形，防止相對于該軸瓦在局部應(yīng) 力集中，因此，能夠長期地維持該軸瓦的軸承性能，能夠?qū)⒂尚D(zhuǎn)設(shè)備內(nèi)的軸承產(chǎn)生的維護(hù) 成本抑制得較低。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，在旋轉(zhuǎn)軸因自重或從外部傳遞的振動等使得相對于其軸線變形成弓 形的情況下，軸承箱相對于軸承基座擺動，同時軸瓦的基于軸承箱的支承位置沿著沿旋轉(zhuǎn) 軸的軸向的曲面緩慢地移動。由此，不會在所述軸瓦、軸承箱、軸承基座之間產(chǎn)生形變，且不 會相對于軸瓦在局部產(chǎn)生應(yīng)力集中，能夠利用該軸瓦穩(wěn)定地支承旋轉(zhuǎn)軸。即，能夠使軸承箱 及軸瓦可靠地追隨旋轉(zhuǎn)軸的變形。其結(jié)果是，能夠得到防止以往那樣的由相對于軸瓦在局 部應(yīng)力集中而產(chǎn)生的磨損、溫度上升，將軸承特性維持在始終穩(wěn)定的狀態(tài)的效果。


圖1是表示適用了本發(fā)明的蒸汽汽輪機(jī)的大致結(jié)構(gòu)的主視圖。圖2是作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式表示的軸頸軸承裝置的與旋轉(zhuǎn)軸垂直的剖視 圖。圖3是作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式表示的軸頸軸承裝置的側(cè)視觀察下的剖視圖。圖4是表示圖3的一變形例的軸頸軸承裝置的側(cè)視觀察下的剖視圖。圖5是表示圖3的另一變形例的軸頸軸承裝置的側(cè)視觀察下的剖視圖。圖6是作為本發(fā)明的第二實(shí)施方式表示的軸頸軸承裝置的側(cè)視觀察下的剖視圖。圖7是作為本發(fā)明的第三實(shí)施方式表示的軸頸軸承裝置的側(cè)視觀察下的剖視圖。圖8是表示圖7的變形例的軸頸軸承裝置的側(cè)視觀察下的剖視圖。圖9是作為本發(fā)明的第四實(shí)施方式表示的軸頸軸承裝置的側(cè)視觀察下的剖視圖。圖10是用于說明現(xiàn)有的軸承裝置的問題的示意圖。符號說明10旋轉(zhuǎn)軸(被支承體)IOA外周面50軸承基座50A內(nèi)周面51軸承箱5IA外周面51B內(nèi)周面52 軸瓦52A外周面52B 側(cè)面
53接觸面54收納部54A 壁面56平坦面60樞軸(pivot)(支承構(gòu)件)65桿(支承構(gòu)件)100、101、102、103 軸承裝置
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施方式)根據(jù)圖1 圖3說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式。圖1表示蒸汽汽輪機(jī)1來作為搭載 有本實(shí)施方式所涉及的軸承裝置的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的一例。蒸汽葉輪機(jī)1主要結(jié)構(gòu)包括調(diào)整流 入蒸汽葉輪機(jī)1的蒸汽(工作流體)的量和壓力的調(diào)整閥2 ；保持壓力的殼體(casing)3 ； 產(chǎn)生動力的動力產(chǎn)生部4 ；將動力傳遞到壓縮機(jī)等機(jī)械的轉(zhuǎn)子5。調(diào)整閥2在殼體3的內(nèi)部安裝有多個，分別具有蒸汽從未圖示的鍋爐流入的調(diào)整 閥室6、閥體7和閥座8。閥座8大致呈圓筒形狀，其軸心與轉(zhuǎn)子5的軸心正交。并且，在轉(zhuǎn) 子5中，其旋轉(zhuǎn)軸10由軸頸軸承裝置100(后述)及未圖示的推力軸承裝置支承。閥座8的內(nèi)徑向朝向轉(zhuǎn)子5的方向逐漸擴(kuò)大，前端部與蒸汽室11連通。閥座8的 相對于蒸汽室11相反側(cè)端部的內(nèi)表面形成為具有向內(nèi)側(cè)凸出的曲率的曲面9。閥體7的下 部形狀形成為球體的一部分，且設(shè)置成與閥座8的曲面9能夠接觸或分離。當(dāng)閥體7從閥 座8分離時蒸汽流路打開，當(dāng)閥體7與閥座8接觸時蒸汽流路關(guān)閉。調(diào)整閥2通過閥體7 的打開關(guān)閉來控制蒸汽流量。并且，通過調(diào)整多個調(diào)整閥2的開閉時刻從而控制蒸汽汽輪 機(jī)的輸出。蒸汽室11將從調(diào)整閥2流入的蒸汽引導(dǎo)到動力產(chǎn)生部4，大致呈環(huán)形形狀。蒸汽 室11的蒸氣流路隨著朝向內(nèi)側(cè)而變窄，且向與轉(zhuǎn)子5的軸心平行的方向偏向。動力產(chǎn)生部4具有固定于殼體3的噴嘴20和安裝于轉(zhuǎn)子5的動葉輪21。一組噴 嘴20和動葉輪21稱為一級，在本實(shí)施方式中具有六級。噴嘴20的作用在于，在蒸汽通路 內(nèi)使蒸汽膨脹而產(chǎn)生動能，并改變流動的方向而生成軸的旋轉(zhuǎn)方向的運(yùn)動量。動葉輪21的 作用在于，吸收由噴嘴20轉(zhuǎn)換成動能的蒸汽的能量，并轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)動能。噴嘴20呈放射狀地配置有多個，由牢固地固定于殼體3的環(huán)狀的隔板外圈22和 環(huán)狀的隔板內(nèi)圈23保持。在隔板內(nèi)圈23的轉(zhuǎn)子5側(cè)端部與轉(zhuǎn)子5之間設(shè)置有防止蒸汽漏 出的密封結(jié)構(gòu)。在蒸汽壓力高的級，作為密封結(jié)構(gòu)采用迷宮式密封圈結(jié)構(gòu)。動葉輪21呈放射狀地配置有多個，且牢固地安裝在向轉(zhuǎn)子5突出而設(shè)置成圓筒狀 的圓盤24的外周部。在最終級的動葉輪21的前端安裝有護(hù)罩25，在隔板外圈22側(cè)的與護(hù) 罩25對置的位置安裝有用于防止蒸汽漏出的凸片。轉(zhuǎn)子5由軸承裝置100 (后述)支承為旋轉(zhuǎn)自如。轉(zhuǎn)子5的作用在于將在動力產(chǎn) 生部4產(chǎn)生的動力傳遞到壓縮機(jī)等機(jī)械上。在轉(zhuǎn)子5和殼體3之間設(shè)置有防止蒸汽等的漏 出的密封結(jié)構(gòu)。使蒸汽汽輪機(jī)1工作而結(jié)束動作的排氣蒸汽通過排氣室26輸送到未圖示 的凝汽器。
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接下來，參照圖1 圖3對安裝在轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)軸10上的軸頸軸承裝置100進(jìn)行 說明。該軸頸軸承裝置100具備軸承基座50，其固定于裝置主體(省略圖示)；軸承箱51， 其支承于軸承基座50且作為被支承體的旋轉(zhuǎn)軸10穿過軸承箱51的中央部；多個軸瓦52， 其在軸承箱51內(nèi)配置于該旋轉(zhuǎn)軸10的周圍(箭頭(A)方向)，支承該旋轉(zhuǎn)軸10的外周面 IOA且使該旋轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)自如。軸承箱51發(fā)揮在內(nèi)部充滿潤滑油的油槽的功能。軸承箱 51整體形成為圓筒形狀，且嵌合于軸承基座50而被支承。此外，在軸承箱51的內(nèi)周側(cè)，以 沿著旋轉(zhuǎn)軸10的軸周圍(由箭頭(A)表示)的方式配置有多個軸瓦52。在本實(shí)施方式中， 各軸瓦52的與旋轉(zhuǎn)軸10面對的內(nèi)周面及其相反側(cè)的外周面均形成為在旋轉(zhuǎn)軸10的軸周 圍沿著該旋轉(zhuǎn)軸10的外周面的彎曲形狀，并且形成為沿旋轉(zhuǎn)軸10的軸向與該軸向大致平 行的平坦形狀。軸瓦52的數(shù)量沒有特別的局限，在實(shí)用性上優(yōu)選設(shè)置四片至六片軸瓦。但 是，即使軸瓦為2片也可以期待充分的效果。對于軸承基座50及軸承箱51，軸承基座50的內(nèi)周面50A與軸承箱51的外周面 51A相接的接觸面53形成為相對于旋轉(zhuǎn)軸10的軸線M向外側(cè)突出的凸?fàn)钋妫葱纬蔀?以軸線M為中心在該軸的整周范圍內(nèi)向外側(cè)突出的曲面，軸承箱51被支承為相對于該軸承 基座50能夠滑動。由此，軸承箱51被支承為相對于軸承基座50沿著該凸?fàn)钋鏀[動自如 (在箭頭A-B方向上擺動自如)。此外，在軸承箱51上形成有收納軸瓦52的凹狀的收納部54，且該收納部54在旋 轉(zhuǎn)軸10的軸周圍形成為環(huán)狀。在該收納部54內(nèi)形成有形成沿著軸線M的曲面且支承軸瓦 52的內(nèi)周面51B。形成該曲面的軸承箱51的內(nèi)周面51B的中央部朝向內(nèi)側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸10突 出。由此，軸承箱51的內(nèi)周面51B與沿著軸線M平坦的軸瓦52的外周面52A之間的間隙 距離L形成為沿著軸線M從中央部側(cè)向端部側(cè)逐漸變大。并且，如圖2及圖3所示，軸承箱 51的內(nèi)周面51B在通常時由中央的突出的部分與旋轉(zhuǎn)軸10的外周面IOA接觸而支承軸瓦 52。此外，在軸承箱51上，在軸線M方向中央部，與各軸瓦52對應(yīng)而突出有樞軸57。 并且，在對應(yīng)的軸瓦52的外周面設(shè)置有與樞軸57的前端卡合的凹部58。并且，軸瓦52經(jīng) 由這些樞軸57及凹部58而相對于軸承箱51在軸線M周圍及在軸線M方向上定位保持。于是，根據(jù)這樣構(gòu)成的軸頸軸承裝置100能夠起到如下的作用及效果。首先，在旋 轉(zhuǎn)軸10因自重或從外部傳遞的振動等使得旋轉(zhuǎn)軸10相對于其軸線M變形成弓形而在相對 于軸線M正交的方向上變位的情況下(如圖10所示的現(xiàn)象的情況)，例如軸瓦52的形狀如 單點(diǎn)劃線所示那樣變化。由此，軸瓦52的基于軸承箱51的支承位置55沿著旋轉(zhuǎn)軸10的 軸線M的方向的曲面緩慢地移動，追隨旋轉(zhuǎn)軸10的變形，從而能夠通過軸瓦52可靠地支承 旋轉(zhuǎn)軸10。此外，軸承箱51的外周面51A與軸承基座50的內(nèi)周面50A接觸的接觸面53為相 對于旋轉(zhuǎn)軸10的軸線M向外側(cè)突出的凸?fàn)钋?，該軸承箱51經(jīng)由該凸?fàn)钋娴慕佑|面53 而相對于軸承基座50被支承為擺動自如(在箭頭A-B方向上擺動自如)。因此，即使在旋 轉(zhuǎn)軸10相對于其軸線M變形成弓形時，軸承箱51也能夠經(jīng)由形成為曲面的接觸面53相對 于軸承基座50滑動。由此，不會在軸承箱51和軸承基座50之間產(chǎn)生形變，能夠使軸承箱 51相對于軸承基座50穩(wěn)定地被支承為擺動自如。S卩，在旋轉(zhuǎn)軸10相對于其軸線M變形成 弓形時，軸承箱51相對于軸承基座50擺動，并且軸瓦52的基于軸承箱51的支承位置沿著沿旋轉(zhuǎn)軸10的軸向的曲面緩慢地移動。由此，在軸瓦52、軸承箱51及軸承基座50之間不 會產(chǎn)生形變，且不會相對于軸瓦52產(chǎn)生局部的應(yīng)力集中，能夠利用該軸瓦52穩(wěn)定地支承旋 轉(zhuǎn)軸10。其結(jié)果是，能夠防止以往那樣的、由相對于軸瓦52在局部應(yīng)力集中而產(chǎn)生的磨損、 溫度上升，將軸承特性維持在始終穩(wěn)定的狀態(tài)。此外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的軸頸軸承裝置100，軸承箱51的內(nèi)周面51B為沿著軸線M的 曲面而與軸瓦52的外周面52A之間的間隙距離L沿著軸線M從中央部側(cè)朝向端部側(cè)逐漸 變大，軸瓦52的外周面52A沿著軸線M形成為大致平坦的形狀。因此，能夠發(fā)揮上述效果， 容易地加工軸瓦52，并且能夠直接使用已有的軸瓦52，能夠?qū)崿F(xiàn)制造成本的降低。即，能夠 實(shí)現(xiàn)制造成本的降低，并且如上所述，能夠使軸瓦52可靠地追隨沿著旋轉(zhuǎn)軸10的軸線M的 變形，能夠?qū)⑤S承特性維持在始終穩(wěn)定的狀態(tài)。另外，在上述實(shí)施方式中，軸承箱51的內(nèi)周面51B為沿著軸線M向內(nèi)方側(cè)突出的 曲面，且軸瓦52的外周面52A為平坦面，但本發(fā)明不局限于此，也可以如圖4所示，使軸瓦 52的外周面52A為沿著軸線M向外方側(cè)突出的曲面?；蛘?，也可以如圖5所示，使軸承箱51 的內(nèi)周面51B為沿著軸線M向外方側(cè)突出的曲面，且使軸瓦52的外周面52A為沿著軸線M 向外方側(cè)突出的曲面。因此，在這樣的圖4及圖5的示例中，軸承箱51的內(nèi)周面51B與軸 瓦52的外周面52A之間的間隙距離L也沿著軸線M從中央部側(cè)朝向端部側(cè)逐漸變大。因 此，與圖2及圖3的軸承裝置100同樣地，在旋轉(zhuǎn)軸10因自重或從外部傳遞的振動等使得 旋轉(zhuǎn)軸10相對于其軸線M變形成弓形而在相對于軸線M正交的方向上變位的情況(如圖 10所示的現(xiàn)象的情況)下，軸瓦52的基于軸承箱51的支承位置55沿著旋轉(zhuǎn)軸10的軸向 的曲面緩慢地移動，追隨旋轉(zhuǎn)軸10的變形，從而能夠通過軸瓦可靠地支承旋轉(zhuǎn)軸10。其結(jié) 果是，能夠防止以往那樣的、由相對于軸瓦52在局部應(yīng)力集中而產(chǎn)生的磨損、溫度上升，將 軸承特性維持在始終穩(wěn)定的狀態(tài)。(第二實(shí)施方式)參照圖6說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。本實(shí)施方式的軸頸軸承裝置101與第一實(shí) 施方式的軸頸軸承裝置100的結(jié)構(gòu)的不同之處在于軸承箱51的內(nèi)周面51B的形狀。S卩，該 軸承箱51的內(nèi)周面51B為沿著軸線M的曲面，且該曲面的中央部為向內(nèi)方的旋轉(zhuǎn)軸10側(cè) 突出的形狀，并且該曲面突出的部分的頂部形成為與軸線M大致平行的平坦面56。因此，根據(jù)這樣的軸頸軸承裝置101，在旋轉(zhuǎn)軸10未相對于其軸線M變形成弓形的 正常的情況下，軸承箱51的內(nèi)周面51B中央的平坦面56使得軸瓦52從徑向外方以穩(wěn)定的 狀態(tài)支承旋轉(zhuǎn)軸10。并且，在旋轉(zhuǎn)軸10相對于其軸線M變形成弓形的情況下，與第一實(shí)施 方式同樣地，通過具有沿著軸線M從中央部朝向端部側(cè)逐漸變大的間隙距離L的軸承箱51 的內(nèi)周面51B和軸瓦52的外周面52A，軸瓦52的基于軸承箱51的支承位置55沿著旋轉(zhuǎn)軸 10的軸向的曲面緩慢地移動。由此，可靠地追隨旋轉(zhuǎn)軸10的變形。其結(jié)果是，能夠?qū)⑤S承 特性維持在始終穩(wěn)定的狀態(tài)。另外，如第二實(shí)施方式所示的、形成于軸承箱51的內(nèi)周面51B的頂部且沿著軸線 M大致平行的平坦面56也可以適用于圖4或圖5所示的結(jié)構(gòu)的軸頸軸承裝置。(第三實(shí)施方式)參照圖7及圖8說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。如圖7所示，本實(shí)施方式的軸頸軸 承裝置102與第一實(shí)施方式的軸頸軸承裝置100的結(jié)構(gòu)的不同之處在于作為將軸瓦52支承于軸承箱51的支承構(gòu)件的樞軸60的位置。該樞軸60配置為其基端部固定于軸承箱51 的內(nèi)周面51B側(cè)的軸向端部且其前端部從該內(nèi)周面51B突出，并且，其前端部插入于在對置 的軸瓦52的外周面52A形成的凹部61內(nèi)。因此，軸瓦52通過這樣的樞軸60與凹部61的 卡合而相對于軸承箱51在軸向及軸周圍(箭頭(A)方向)定位。此外，在插入于凹部61 內(nèi)的樞軸60和凹部61之間形成有間隙62，軸瓦52能夠相對于軸承箱51自由地移動該間 隙62的量。由此，能夠使軸瓦52追隨旋轉(zhuǎn)軸10的變形、變位。此外，樞軸60和使該樞軸 60卡合的凹部61分別形成于具有間隔64的軸承箱51的內(nèi)周面51B和軸瓦52的外周面 52A的端部。S卩，在軸承箱51上產(chǎn)生應(yīng)力的沿著軸線M的中央部附近以外的部位設(shè)置有樞 軸60和使該樞軸60卡合的凹部61。在采用以上結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施方式所涉及的軸頸軸承裝置102中，在軸瓦52的外周 面52A的軸線方向端部側(cè)且為在軸承箱51上產(chǎn)生應(yīng)力的沿著軸線M的中央部附近以外的 部位設(shè)置有樞軸60。并且，利用該樞軸60將軸瓦52相對于該軸承箱51定位支承，因此能 夠使施加到該樞軸60上的負(fù)荷降低并利用該樞軸60將軸瓦52相對于軸承箱51定位保持。另外，在本實(shí)施方式中，具有將所述各軸瓦52定位保持在軸承箱51的內(nèi)周面51B 上的樞軸60，但不局限于此，也可以在軸瓦52的外周面52A側(cè)的沿著軸線M的端部設(shè)置樞 軸60，并在軸承箱51的內(nèi)周面51B設(shè)置使樞軸60卡合的凹部61?；蛘?，也可以在兩端部 成對設(shè)置。此外，在上述中，采用了樞軸60設(shè)置在軸承箱51的內(nèi)周面51B，并且凹部61設(shè) 置在軸瓦52的外周面52A的結(jié)構(gòu)，但不局限于此。例如，也可以如圖8所示，在為了收納軸 瓦52而配置成凹狀的收納部54的壁面54A和軸瓦52的側(cè)面52B分別設(shè)置。并且，這時， 可以在收納部54的壁面54A和軸瓦52的側(cè)面52B中的任一方適當(dāng)選擇配置樞軸60或凹 部61。(第四實(shí)施方式)參照圖9說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式。本實(shí)施方式的軸頸軸承裝置103與第三實(shí) 施方式的軸頸軸承裝置102的結(jié)構(gòu)的不同之處在于支承構(gòu)件的形態(tài)。即，在第四實(shí)施方式 中具有下述特征，用于將軸瓦52相對于軸承箱51的內(nèi)周面51B定位保持的支承構(gòu)件由具 有可撓性的桿65形成。該桿65穿過軸瓦52而以沿著旋轉(zhuǎn)軸10的軸線M的方式配置，并 且其端部卡合于在收納部54的壁面54A形成的凹部66內(nèi)。在旋轉(zhuǎn)軸10相對于其軸線M 變形成弓形時，桿65追隨該變形而向與軸線M正交的方向變形。在第四實(shí)施方式所示的軸頸軸承裝置103中，即使軸瓦52根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸10相對于 其軸線M變形成弓形而同樣地變形了的情況下，作為支承構(gòu)件的桿65也追隨該變形而彎 曲。由此，不會在桿65與軸瓦52之間產(chǎn)生應(yīng)力集中，也能夠發(fā)揮利用該桿65能夠穩(wěn)定地 支承軸瓦52的效果。另外，在第四實(shí)施方式中，桿65設(shè)置為沿著旋轉(zhuǎn)軸10的軸向穿過軸瓦52，但不局 限于此，也可以不穿過軸瓦52而將分割的桿65僅設(shè)置在收納部54的壁面54A附近，由此 使軸瓦52定位支承于軸承箱51。此外，第三及第四實(shí)施方式所示的支承構(gòu)件也可以適用到 圖4或圖5所示的結(jié)構(gòu)的軸頸軸承裝置中。另外，上述的第一 第四實(shí)施方式是對作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的一例適用了蒸汽汽輪機(jī)1 的情況進(jìn)行說明的實(shí)施方式，但不局限于此，也可以將上述的軸頸軸承裝置100、101、102、 103裝入到蒸汽汽輪機(jī)1以外的壓縮機(jī)、增壓機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械中。并且，在這樣的壓縮機(jī)、增壓機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，也能夠防止由相對于軸瓦52在局部應(yīng)力集中而產(chǎn)生的磨損、溫度上升， 將軸承特性維持在始終穩(wěn)定的狀態(tài)。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)蒸汽汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、增壓機(jī)等的 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸承的高壽命化，將由這些旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸承部分產(chǎn)生的維護(hù)成本抑制得較低。以上，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但具體的結(jié)構(gòu)不局限于該 實(shí)施方式，也包括不脫離本發(fā)明的主旨的范圍的設(shè)計變更。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明涉及一種軸承裝置，其具有軸承箱，該軸承箱支承在設(shè)置于具備旋轉(zhuǎn)軸的 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的主體上的軸承基座，且所述旋轉(zhuǎn)軸穿過該軸承箱的中央部；多個軸瓦，該多個軸 瓦在所述軸承箱內(nèi)配置于所述旋轉(zhuǎn)軸的周圍，支承所述旋轉(zhuǎn)軸且使該旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如，其 中，所述軸承箱的外周面與所述軸承基座的內(nèi)周面相接的接觸面形成為沿著所述旋轉(zhuǎn)軸的 軸向向外側(cè)突出的凸?fàn)钋?，所述軸承箱經(jīng)由所述凸?fàn)钋娴慕佑|面而相對于軸承基座被 支承為擺動自如，所述軸承箱的內(nèi)周面或所述軸瓦的外周面中的至少一方形成為沿著軸向 的曲面，所述軸承箱的內(nèi)周面與軸瓦的外周面之間的間隙距離從沿著軸向的中央部側(cè)朝向 端部側(cè)逐漸變大。根據(jù)本發(fā)明，能夠得到能夠防止由相對于軸瓦在局部應(yīng)力集中而產(chǎn)生的磨損、溫 度上升，將軸承特性維持在始終穩(wěn)定的狀態(tài)的效果。
權(quán)利要求
一種軸承裝置，其具有軸承箱，該軸承箱支承在設(shè)置于具備旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的主體上的軸承基座，且所述旋轉(zhuǎn)軸穿過該軸承箱的中央部；多個軸瓦，該多個軸瓦在所述軸承箱內(nèi)配置于所述旋轉(zhuǎn)軸的周圍，支承所述旋轉(zhuǎn)軸且使該旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如，其中，所述軸承箱的外周面與所述軸承基座的內(nèi)周面相接的接觸面形成為沿著所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向向外側(cè)突出的凸?fàn)钋妫鲚S承箱經(jīng)由所述凸?fàn)钋娴慕佑|面而相對于軸承基座被支承為擺動自如，所述軸承箱的內(nèi)周面或所述軸瓦的外周面中的至少一方形成為沿著軸向的曲面，所述軸承箱的內(nèi)周面與軸瓦的外周面之間的間隙距離從沿著軸向的中央部側(cè)朝向端部側(cè)逐漸變大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承裝置，其中，所述軸瓦的外周面沿著軸向形成為大致平坦，軸承箱的內(nèi)周面形成為相對于旋轉(zhuǎn)軸的 軸向向內(nèi)側(cè)突出的凸?fàn)钋妗?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軸承裝置，其中，在所述軸承箱的內(nèi)周面的沿著軸向的中央部形成有與軸向大致平行的平坦面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的軸承裝置，其中，具有將所述多個軸瓦相對于所述軸承箱的內(nèi)周面分別固定在所述旋轉(zhuǎn)軸的周圍的支 承構(gòu)件，所述支承構(gòu)件設(shè)置在所述軸瓦的外周面的軸向端部側(cè)或所述軸瓦的側(cè)面中的任一方 上，而將該軸瓦定位支承。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的軸承裝置，其中，具有將所述多個軸瓦相對于所述軸承箱的內(nèi)周面分別支承在所述旋轉(zhuǎn)軸的周圍的支 承構(gòu)件，所述支承構(gòu)件在所述軸瓦內(nèi)以沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸向的方式配置，且由沿與軸向正交的方 向能夠變形的具有可撓性的材料形成。
6.一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械，其中，其具有旋轉(zhuǎn)軸；支承所述旋轉(zhuǎn)軸的權(quán)利要求1 5中任一項所述的軸承裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種軸承裝置，其具有軸承箱，該軸承箱支承在設(shè)置于具備旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的主體上的軸承基座，且所述旋轉(zhuǎn)軸穿過該軸承箱的中央部；多個軸瓦，該多個軸瓦在所述軸承箱內(nèi)配置于所述旋轉(zhuǎn)軸的周圍，支承所述旋轉(zhuǎn)軸且使該旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如。所述軸承箱的外周面與所述軸承基座的內(nèi)周面相接的接觸面形成為沿著所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向向外側(cè)突出的凸?fàn)钋妫鲚S承箱經(jīng)由所述凸?fàn)钋娴慕佑|面而相對于軸承基座被支承為擺動自如。所述軸承箱的內(nèi)周面或所述軸瓦的外周面中的至少一方形成為沿著軸向的曲面，所述軸承箱的內(nèi)周面與軸瓦的外周面之間的間隙距離從沿著軸向的中央部側(cè)朝向端部側(cè)逐漸變大。
文檔編號F16C23/04GK101932839SQ20098010386
公開日2010年12月29日 申請日期2009年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者平井孝昌, 池野恭一, 長井直之, 高橋定 申請人:三菱重工業(yè)株式會社