[發明專利]薄襯墊軸承

有效

• 申請號: 201710098241.8
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN107061495B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 吉野真人;藤原宏樹
• 申請（專利權）人: NTN株式會社
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06
• 代理公司: 11021 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 劉影娜

本發明的薄襯墊軸承具備：外側構件(11)、安裝于外側構件(11)的內周面(11a)的多個薄襯墊(13)，所述薄襯墊不經由其他構件(底層薄襯墊等)地在徑向上與外側構件(11)的內周面(11a)直接對置。各個薄襯墊(13)包括：保持部(13a、13b)，其設置于周向兩端，且以與外側構件(11)接觸的狀態保持在外側構件(11)；以及主體部(13c)，其設置于保持部(13a、13b)的周向之間，且具有軸承面(A)。各個薄襯墊的主體部(13c)的至少周向一方的端部從外側構件(11)的內周面(11a)向內徑側立起。

本申請是國際申請日為2014年06月26日、申請號為2013800659065(國際申請號PCT/JP2013/083556)、發明名稱為“薄襯墊軸承”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及薄襯墊軸承(foil bearing)。

背景技術

燃氣輪機、渦輪增壓器的主軸以高速被旋轉驅動。另外，安裝于主軸上的渦輪葉片暴露于高溫中。因此，對于支承這些主軸的軸承，要求能夠承受高溫·高速旋轉這樣的嚴酷環境。作為這種用途的軸承，有時使用油潤滑的滾動軸承、液動壓軸承，然而在難以進行由潤滑油等液體實施的潤滑的情況、從能量效率的觀點出發難以另外設置潤滑油循環系統的輔助設備的情況、或者因液體的剪切而產生的阻力成為問題的情況等的條件下，這些軸承的使用受到限制。因此，作為適合在這樣的條件下使用的軸承，著眼于空氣動壓軸承。

作為空氣動壓軸承，通過一般由剛體來構成旋轉側和固定側雙方的軸承面。然而，在這種空氣動壓軸承中，若形成于旋轉側與固定側的軸承面間的徑向軸承間隙的管理不充分，則在超過穩定極限時容易產生被稱作回轉(whirl)的自激性的主軸的振擺回轉。因此，與所使用的旋轉速度對應的間隙管理變得重要。特別是，如燃氣輪機、渦輪增壓器那樣，在溫度變化激烈的環境中由于熱膨脹的影響而導致徑向軸承間隙的寬度改變，因此精度良好的間隙管理極為困難。

作為不易產生回轉且即使在溫度變化大的環境下也能夠容易地進行間隙管理的軸承，已知有薄襯墊軸承。薄襯墊軸承由相對于彎曲而剛性較低的具有撓性的薄膜(薄襯墊)構成軸承面，通過允許軸承面的撓曲來支承負載。通常，由被稱作頂層薄襯墊的薄板來構成軸承的內周面，在其外徑側配置被稱作底層薄襯墊的彈簧狀的構件而通過底層薄襯墊來彈性地支承頂層薄襯墊受到的負載。在該情況下，在軸旋轉時，在軸的外周面與頂層薄襯墊的內周面之間形成空氣膜，對軸進行非接觸支承。

在薄襯墊軸承中，通過薄襯墊的撓性，形成與軸的旋轉速度、負載、周圍溫度等運轉條件相應的適當的徑向軸承間隙，因此具有穩定性優異的特點，與一般的空氣動壓軸承相比能夠高速使用。另外，一般的動壓軸承的徑向軸承間隙需要管理成軸直徑的1/1000的級別，例如對于直徑為幾mm左右的軸，需要始終確保幾μm左右的徑向軸承間隙。因此，若考慮制造時的公差、以及溫度變化劇烈的情況下的熱膨脹，則難以進行精密的間隙管理。與此相對，在薄襯墊軸承的情況下，只需管理成幾十μm左右的徑向軸承間隙即可，具有其制造、間隙管理容易的優點。

作為薄襯墊軸承，公知通過設置于底層薄襯墊的切開部來彈性地支承頂層薄襯墊的軸承(專利文獻1)、通過將線材編成網狀而得到的彈性體來彈性地支承軸承薄襯墊的軸承(專利文獻2)、以及在底層薄襯墊上設置與外圈內表面接觸且在周向上不移動的支承部和通過來自頂層薄襯墊的面壓而彈性地撓曲的彈性部的軸承(專利文獻3)等。另外，在專利文獻4以及5中，公開了沿周向排列配置多個薄襯墊并將各個薄襯墊的周向兩端安裝于外側構件的、所謂的多圓弧型的薄襯墊軸承。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2002-364643公報

專利文獻2：日本特開2003-262222號公報

專利文獻3：日本特開2009-299748號公報

專利文獻4：日本特開2009-216239號公報