[发明专利]轴承装置以及旋转机械

说明书

轴承装置具备在枢轴位置(P2)将轴瓦(60)从外周侧支承为能够摆动的支承部，在将旋转轴(10)的曲率半径设为Rj，将轴瓦面(62)的曲率半径设为Rp，将以轴线(O)为中心且以该中心(O)与轴瓦面(62)上的枢轴位置(P2)之间的距离为半径的基圆(S)的曲率半径设为Rb时，Rj＜Rp＜Rb的关系成立。

技术领域

本发明涉及轴承装置以及旋转机械。

本申请基于2017年2月23日向日本申请的日本特愿2017-31737号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

例如，已知在蒸汽轮机、燃气轮机、压缩机等中使用的轴承装置(例如参照专利文献1)。轴承装置具备在旋转轴的周向上分离地配置的多个轴瓦。

作为这样的轴承装置，已知有可倾瓦轴承。在可倾瓦轴承中，各轴瓦从外周侧被枢轴(支承部)支承为能够摆动。在旋转轴与轴瓦面之间，形成有润滑油的油膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-203481号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，尤其在对轴瓦面施加的来自旋转轴的载荷为较大的高表面压力、且旋转轴的转速为较大的高周速的可倾瓦轴承中，在支承载荷的轴瓦会产生弹性变形以及热变形。因此，各轴瓦的轴瓦面的曲率半径与加工时相比增大。即，弯曲的轴瓦面以展开的方式变形。

若因此旋转轴与轴瓦面之间的间隙增大，则会产生负载能力的降低(金属温度高、油膜厚度小)、衰减性的降低，进而导致轴瓦面所需的润滑油的流量的增大。因此，会引起作为轴承装置的性能降低。

因此，本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供能够实现运转时的性能维持的轴承装置以及旋转机械。

用于解决课题的方案

本发明的第一方案的轴承装置具备；轴瓦，其具有经由油膜对绕轴线旋转的旋转轴的外周面进行支承的轴瓦面；以及支承部，其在枢轴位置将所述轴瓦支承为能够摆动，在将所述旋转轴的曲率半径设为Rj，将所述轴瓦面的曲率半径设为Rp，将以所述轴线为中心且以所述轴线与所述轴瓦面上的所述枢轴位置之间的距离为半径的基圆的曲率半径设为Rb时，Rj＜Rp＜Rb的关系成立。

在此，在假设轴瓦面的曲率半径与基圆的曲率半径相同的情况下，运转时在轴瓦面产生弹性变形以及热变形，从而弯曲以展开的方式变形。由此，在轴瓦面的曲率半径变得大于基圆的曲率半径时，轴瓦面与旋转轴之间的间隙的尺寸变得过大，作为轴承的性能降低。

另一方面，在本发明中，轴瓦面的曲率半径形成为从最初起就小于基圆的曲率半径，因此即使产生弹性变形以及热变形，也能够抑制轴瓦面比基圆过大地展开的情况。另外，轴瓦面的曲率半径大于旋转轴的曲率半径，因此即使在未产生弹性变形以及热变形的运转初期，也能够在轴瓦面与旋转轴之间形成适当的间隙。

在本发明的第二方案的轴承装置中，也可以是，所述轴瓦面与所述旋转轴的外周面之间的间隙的尺寸在所述枢轴位置最大。

轴瓦面的枢轴位置从外周侧被支承部支承，因此不易受到轴瓦的弹性变形以及热变形的影响，从而轴瓦面与旋转轴之间的间隙的尺寸几乎不变。另一方面，越远离该枢轴位置，轴瓦越容易由于弹性变形以及热变形的影响而变形。因此，通过预先将枢轴位置处的轴瓦面与旋转轴之间的间隙的尺寸设为最大，能够将运转时的上述间隙在轴瓦整体最佳化。

在本发明的第三方案的轴承装置中，也可以是，所述轴瓦面与所述旋转轴的外周面之间的间隙的尺寸随着沿周向远离所述枢轴位置而逐渐变小。