[發明專利]推力軸承

有效

• 申請號: 201680009115.4
• 申請日: 2016-02-09
• 公開（公告）號: CN107208694B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 大森直陸
• 申請（專利權）人: 株式會社IHI
• 主分類號: F16C27/02
• 分類號: F16C27/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;劉林華

本公開是與設于旋轉軸的推力套環相向地配置的推力軸承。具備頂部箔和背部箔以及基板。背部箔由沿基板的周向方向排列的多個背部箔片形成，頂部箔由分別配置在背部箔片上的多個頂部箔片形成。在基板，在對背部箔進行支撐的一側的面的對背部箔片的內周側端部進行支撐的部位，形成有內周側凹部。

技術領域

本公開涉及推力軸承。

本申請基于在日本于2015年2月10日申請的日本特愿2015-24442號來主張優先權，并將其內容援引于此。

背景技術

一直以來，作為高速旋轉體用的軸承，已知與設于旋轉軸的推力套環相向地配置的推力軸承。作為此種推力軸承，箔式的推力軸承，即推力箔軸承是眾所周知的。推力箔軸承為了能夠吸收因振動、沖擊而發生的旋轉軸的動作(推力套環的軸方向位移和傾斜)，軸承面由柔性的箔(金屬制薄板)形成，在軸承面的下方具有用于柔性地支撐該軸承面的箔構造。

作為此種推力箔軸承的一種形態，已知通過將圓環板沿周向方向分割并切出的多個圓輪(圓環)片形狀的箔片(頂部箔片)來形成軸承面，并分別用波板狀的箔片(波箔(bumpfoil)片)來支撐這些頂部箔片的構造(例如，參照專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3)。各個頂部箔片(厚度100μm前后)相對于推力套環具有傾斜角，由此，推力套環與頂部箔片之間的軸承間隙在側面視圖中形成為楔形。即，以隨著從推力套環(旋轉軸)的旋轉方向上游側去往下游側，軸承間隙變窄的方式形成。因而，若推力套環從軸承間隙寬的一側(上游側)朝軸承間隙窄的一側(下游側)旋轉，則潤滑流體流入楔，以發揮負載能力。

在頂部箔片中，僅推力套環(旋轉軸)的旋轉方向上游側的端邊固定于基板，若軸承載荷增加，則將該固定邊(上游側的端邊)作為支點，頂部箔以變得水平的方式使傾斜減緩，在傾斜角變為0.1°左右時產生最大負載能力。另一方面，波箔片以山的棱線變得與波箔片的下游側端邊平行的方式配置，僅波箔片中的推力套環(旋轉軸)的旋轉方向下游側的端邊固定于基板。即，上游側的端邊為自由端。

波箔片如此配置且固定是因為，在頂部箔片產生的流體潤滑膜的壓力在軸承間隙較窄側(下游側)處變高，且是為了通過以高剛性支撐該部位來提高負載能力。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平10-331847號公報；

專利文獻2：日本特開昭61-092316號公報；

專利文獻3：日本特開2011-17385號公報。

發明內容

發明要解決的課題

另外，在上述推力箔軸承構造中，在頂部箔的下游側端邊側處，軸承間隙最窄，在高負載時有時達到亞微米。因而，在該下游側端邊側處，容易發生與推力套環的接觸，若發生接觸，則軸承壽命降低，在最壞的情況下產生燒接(焼き付き)。避免該問題的一種方式是使頂部箔的下游側端邊與推力套環始終平行。

然而，一般來說在推力箔軸承中，由于其外周端側處的推力套環的周向速度比內周端側處的周向速度快，故在外周端側處流體潤滑膜的壓力(膜壓)高，在內周端側處周向速度慢故壓力(膜壓)低。因此，雖然頂部箔的外周端側被向波箔側推入并向從推力套環離開的方向移動，但內周端側向推力套環側立起，從而接近推力套環。其結果，在頂部箔的下游側端邊側，內周端側處的流體潤滑膜的膜厚極端地變薄，變得無法耐受高負載。

因此，在以往的推力軸承中，例如如專利文獻1所示，將波箔沿徑向方向分割為多個。而且，在如此分割的波箔中，考慮通過(a)在內周側配置剛性低的波箔，或者(b)降低內周側的波箔的山的高度，從而減弱頂部箔內周側的支撐力，以抑制內周端側的立起。