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WO2008054019A1 - Dispositif de surveillance de température de palier, et palier pourvu de celui-ci - Google Patents

Dispositif de surveillance de température de palier, et palier pourvu de celui-ci Download PDF

Info

Publication number
WO2008054019A1
WO2008054019A1 PCT/JP2007/071595 JP2007071595W WO2008054019A1 WO 2008054019 A1 WO2008054019 A1 WO 2008054019A1 JP 2007071595 W JP2007071595 W JP 2007071595W WO 2008054019 A1 WO2008054019 A1 WO 2008054019A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
temperature
sensing member
temperature sensing
monitoring device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2007/071595
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takaaki Kaikogi
Kazuhiko Yamashita
Takashi Nakano
Yuichiro Waki
Motohisa Uesato
Yutaka Yamada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Metal Co Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Daido Metal Co Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daido Metal Co Ltd, Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Daido Metal Co Ltd
Priority to EP07831327.7A priority Critical patent/EP2051054A4/en
Priority to US12/308,555 priority patent/US8602654B2/en
Priority to CN2007800229038A priority patent/CN101473203B/zh
Publication of WO2008054019A1 publication Critical patent/WO2008054019A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/04—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies
    • G01K13/08—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies in rotary movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/24—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety
    • F16C17/243—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety related to temperature and heat, e.g. for preventing overheating

Definitions

  • the present invention relates to a bearing temperature monitoring device for monitoring the temperature of a bearing formed by fixing a bearing material made of a resin material inside a back metal member, and a bearing device having the bearing temperature monitoring device.
  • the bearing material made of resin is placed inside the backing metal (the inside is the surface facing the sliding material inside the machine)
  • the bearing is fixed to the shaft end face side or the inner peripheral face side.
  • a resin material bearing of a high-speed rotating shaft has a large bearing temperature rise due to the high-speed rotation of the shaft, and the resin material has a lower thermal conductivity than a copper alloy bearing such as white metal. Since the bearing temperature rises due to low height, it is necessary to always monitor the bearing temperature and operate the equipment.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-011-11 2 6 0 2 is provided.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the main part in the axial direction of the bearing temperature detection part of the bearing temperature monitoring device in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-061 1 2 6 02).
  • reference numeral 01 denotes a bearing made of a radial journal bearing, which is formed by fixing a bearing member 02 made of a resin material on the inner side of a backing metal member 03.
  • the bearing temperature detection unit of the bearing temperature monitoring device in the bearing 0 1 includes a heat insulating material 0 3 g fitted into a bottomed hole 0 3 f drilled in the back metal member 0 3, and a metal material.
  • the metal measuring piece 0 3 d fitted in the through hole 0 3 c of the material 0 2 and the tip of the bearing member 0 2 is flush with the inner surface of the bearing material 0 2, and the insertion hole 0 3 e of the backing metal material 0 3 e
  • a temperature detector 0 3 h that is electrically connected to the metal piece for temperature measurement 0 3 d
  • the temperature measuring metal part 0 3 d made of a material is used to detect the bearing material 0 2 and transmit it to the temperature detector 0 3 h.
  • the measurement is made of a metal material that is fitted into the through hole 0 3 c of the bearing material 0 2 and the tip is flush with the inner surface of the bearing material 0 2.
  • the temperature detector 0 3 h is connected to the warm metal piece 0 3 d to constitute the bearing temperature detection unit.
  • the metal member for temperature measurement 0 3 d is arranged so that its tip surface is flush with the inner surface of the bearing material 0 2. Since the amount of compression of the bearing material 02 made of resin due to the bearing load increases, the amount of protrusion B from the surface of the bearing material 0 2 as shown by the broken line in FIG. The temperature measuring metal part 0 3 d relatively protrudes toward the rotating shaft, and the protrusion of the temperature measuring metal part 0 3 d toward the rotating shaft causes damage to the rotating shaft. As the load capacity decreases, the scratches may cause damage to the rotating shaft. Disclosure of the invention
  • the present invention is formed by fixing a bearing material made of a resin material on the inner side of the back metal member (on the side of the shaft end face or the inner peripheral surface facing the sliding contact member inside the machine).
  • the bearing temperature monitoring device for monitoring the temperature of the bearing the occurrence of scratches on the rotating shaft due to contact with the metal temperature sensing member facing the surface of the bearing material is avoided, and the bearing load capacity associated with the occurrence of such scratches is reduced.
  • An object of the present invention is to provide a bearing temperature monitoring device and a bearing device provided with the same, which can prevent the lowering and the induction of the breakage of the rotating shaft and have improved reliability.
  • the present invention achieves such an object, and a bearing temperature monitoring device for monitoring the temperature of a bearing formed by fixing a bearing material made of a resin material to the side of the backing metal facing the sliding contact member.
  • the bearing member has a mounting hole drilled in the bearing member so as to communicate with the bearing surface facing the sliding contact member from the back metal side (the non-bearing surface side) of the bearing member, and is relatively movable to the mounting hole.
  • the temperature detection end face is faced to the bearing surface of the bearing material and has a protrusion amount restricting portion for restricting the protrusion amount to the bearing surface side.
  • the bearing material is also made of a material having a high thermal conductivity.
  • a temperature sensing member a pressing member that presses the temperature sensing member toward the bearing material in a form that can move a predetermined amount from the restriction position by the protrusion amount restriction portion toward the non-bearing surface side, and electric power to the temperature sensing member And a temperature detector for detecting the temperature of the temperature sensing member.
  • the bearing temperature monitoring device calculates a bearing temperature by processing an electrical signal of the bearing temperature detected by the temperature detector, and the bearing temperature processing device calculates the bearing temperature.
  • a display device that displays the measured bearing temperature, and an alarm device that issues an alarm when the bearing temperature calculated by the bearing temperature processing device exceeds an allowable value.
  • a bearing material made of a resin material having a Young's modulus smaller than that of a copper alloy bearing such as white metal is compressed in the radial direction by a bearing load from the rotating shaft side (sliding contact member side).
  • the wall thickness of the bearing material is reduced, and the inner surface (bearing surface side) of the bearing material is displaced toward the backing material side.
  • the temperature sensing member moves in the outer direction of the bearing through the temperature detection end surface due to the bearing load.
  • the temperature sensing member moves from the position where the protrusion is restricted to the outside movement of the bearing by a fixed amount toward the side opposite the bearing by the pressing member. Since it is configured to press in a movable form, when the bearing load is applied, the temperature sensing member piles on the pressing force of the pressing member, and the inner surface of the bearing material (bearing surface) To the same position as the inner surface To do.
  • the inner surface of the bearing material (bearing surface) is equivalent to the amount of compression of the bearing material on which the temperature detection end surface of the temperature sensing member is applied.
  • the temperature detection end face does not protrude from the inner surface (bearing surface) of the bearing material relative to the rotating shaft side (sliding contact member side).
  • the detection value of the bearing temperature is displayed on the display device, and when the bearing temperature exceeds the allowable value, an alarm is issued by the alarm device, so that the bearing temperature can be monitored to always enter the allowable bearing temperature. Therefore, excessive bearing temperature can be prevented.
  • the temperature sensing member is fitted with the temperature detection end face so as to be relatively movable in the mounting hole, and has a tip portion and a projection amount formed in a smaller cross-sectional area than the projection amount regulating portion.
  • the temperature sensing member is formed in a stepped shape integrated with a regulating portion, and the protruding amount regulating portion is disposed inside the back metal member and brought into contact with the inner surface (bearing surface) of the bearing material.
  • the amount of protrusion to the bearing surface side is restricted, and the pressing member is housed in a spring chamber formed inside the back metal member, and presses the temperature sensing member to the bearing material side. It consists of a spring that is biased to
  • the pressing member that presses the temperature sensing member in a form that can move a certain amount toward the non-bearing surface is configured by a spring, so that the temperature sensing member can be configured with a simple structure. Can be set reliably with a predetermined load.
  • the temperature sensing member is formed with a communication hole for pressure balance that communicates between the temperature detection end face and the spring chamber.
  • the temperature sensing member is fitted with the temperature detection end face so as to be relatively movable in the mounting hole, and has a tip end portion and a protrusion amount formed in a smaller cross-sectional area than the protrusion amount regulating portion.
  • a stepped shape integrated with a regulating part, and the protruding amount regulating part is arranged inside the backing metal member and brought into contact with a protruding part formed at the bearing material side end of the backing metal material. The amount of protrusion of the temperature sensing member to the bearing surface side is restricted, and the pressing member is provided inside the back metal member (recessed portion from the bearing material side). And a spring energized so as to press the temperature sensing member toward the bearing member.
  • the temperature sensing member is supported by the back metal member by bringing the protrusion amount regulating portion of the temperature sensing member into contact with the protrusion formed on the bearing material side end of the back metal material.
  • the support rigidity of the sensing member is increased, and the detection accuracy of the bearing temperature of the temperature sensing member is improved.
  • the bearing material in the vicinity of the temperature sensing member is not easily deformed by pressure, and it is possible to prevent the bearing material from being easily deformed by installing the temperature sensing member.
  • the temperature sensing member is fitted with the temperature detection end face so as to be relatively movable in the mounting hole, and has a tip end portion and a protrusion amount formed in a smaller cross-sectional area than the protrusion amount restricting portion.
  • the surface which faces the inside of the back metal of the temperature sensing member where the heat that has entered the temperature sensing member can easily escape is covered with a heat insulating material, so that the temperature sensing member can be moved to the back metal side. Heat dissipation can be suppressed, and deterioration of bearing temperature detection accuracy due to such heat dissipation can be prevented.
  • the present invention is characterized in that the temperature sensing member has the temperature detection end face and is fitted to the mounting hole so as to be relatively movable, and has a tip portion formed in a smaller cross-sectional area than the protrusion amount regulating portion, and A stepped shape integrated with a protrusion amount regulating portion is formed, and the pressing member is formed of a spring biased to press the temperature sensing member toward the bearing member, and the temperature sensing member and The pressing member and the temperature detector are housed in a case made of a heat insulating material, and the stepped portion of the temperature sensing member is brought into contact with the inner surface of the case to project the temperature sensing member toward the bearing surface.
  • a cartridge body that constitutes the protruding amount regulating portion for regulating the amount is formed, and the cartridge body is detachably attached to the back metal member.
  • the temperature sensing member, the pressing member, and the inside of the case made of the heat insulating material Since the cartridge body is configured by housing the temperature detector, the heat-insulating case improves the effect of suppressing heat dissipation from the temperature sensing member to the backing metal side, and this heat dissipation reduces the bearing temperature detection accuracy.
  • the cartridge body is detachably attached to the back metal member with a unit, so that the assembly / removal of the bearing temperature detector can be facilitated.
  • the present invention is characterized in that the temperature sensing member has the temperature detection end face and is fitted to the mounting hole so as to be relatively movable, and has a tip portion formed in a smaller cross-sectional area than the protrusion amount regulating portion, and It is formed in a stepped shape that is integrated with the protruding amount regulating part, the pressing member is formed in a cylindrical sleeve made of an elastic material, the upper end is fixed to the temperature sensing member, and the lower end is fixed to the backing metal
  • the temperature sensing member is configured to be compressed by a certain amount by moving the temperature sensing member toward the non-bearing surface, the temperature detector is disposed inside the pressing member, and the temperature sensing member is moved by the pressing member. It is configured to press toward the bearing material.
  • the temperature detector is grounded independently of the temperature sensing member and the cylindrical sleeve, and the movement toward the non-bearing surface is absorbed by the elastic deformation of the cylindrical sleeve.
  • a general-purpose thermocouple can be easily used as a storage device, and the temperature detector can be easily replaced, thereby reducing the cost of the apparatus.
  • a temperature detector insertion hole reaching the depth approaching the temperature detection end surface from the end surface opposite to the temperature detection end surface side of the protrusion amount regulating portion is drilled in the temperature sensing member, and the temperature detection The temperature detector is inserted into the instrument insertion hole.
  • the detection end of the temperature detector that can use a general-purpose thermocouple is disposed in the vicinity of the temperature detection end surface of the temperature sensing member, the detection accuracy of the bearing temperature can be improved.
  • the present invention is characterized in that the bearing device is configured by including the above-described bearing temperature monitoring device. According to this invention, a bearing device having a bearing temperature monitoring device with improved reliability can be obtained.
  • the temperature detection end surface of the temperature sensing member is an amount corresponding to the amount of compression of the bearing material.
  • the temperature detection end surface does not protrude from the surface of the bearing material relatively to the rotating shaft side.
  • the bearing temperature is constantly monitored to be within the allowable bearing temperature range. It can prevent the bearing temperature from rising excessively.
  • FIG. 1 is a sectional view (a sectional view taken along the line AA in FIG. 8) along the axial center line of the bearing temperature detecting device of the bearing temperature monitoring device in the radial journal bearing according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 1, showing a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 1, showing a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 1, showing a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 6 showing a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an overall configuration diagram of a bearing temperature monitoring device for radial journal bearings according to first to seventh embodiments of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the main part in the axial direction of the bearing temperature detector of the bearing temperature monitoring device according to the prior art.
  • FIG. 8 is an overall configuration diagram of a bearing temperature monitoring device in a radial journal bearing according to an embodiment of the present invention (first to seventh embodiments).
  • 1 is a bearing made of a radial journal bearing, and a bearing material 2 made of a resin material is fixed inside a backing metal material 3 made of steel.
  • the bearing 1 supports a rotating shaft (not shown) that rotates along the inner periphery of the bearing member 2.
  • 1 a is the bearing center line, that is, the axis of the rotating shaft.
  • 10 is a bearing temperature detecting device, the details of which will be described later, 4 is a bearing temperature processing device, 5 is a display device, 6 is an alarm device, and the bearing temperature detecting device 10 is used for bearing the electric signal of the bearing temperature detected by the bearing temperature detecting device.
  • the temperature is input to the temperature processing device 4, the bearing temperature processing device 4 processes the electrical signal of the bearing temperature to calculate the bearing temperature, and the bearing temperature calculated by the bearing temperature processing device 4 is displayed on the display device. Further, when the bearing temperature calculated by the bearing temperature processing device 4 exceeds an allowable value, an alarm device 6 issues an alarm.
  • FIG. 1 is a sectional view (a sectional view taken along line AA in FIG. 8) of the principal part along the axial center line of the bearing temperature detecting device of the bearing temperature monitoring device in the radial journal bearing according to the first embodiment of the present invention.
  • 3 is a back metal member made of steel, and 2 is a resin-made bearing material fixed inside the back metal member 3.
  • 1 2 is a mounting hole for a tip 1 1 b of a temperature sensing member 1 1, which will be described later, and is drilled so as to connect the inner surface 2 a and the outer surface 2 b of the bearing member 2;
  • These are mounting holes such as a protrusion amount restricting portion 1 1 c and a spring 13 3 of a temperature sensing member 11, which will be described later, drilled so as to communicate the inner surface and the outer surface.
  • a bearing temperature detection device which is configured as follows.
  • Reference numeral 1 denotes a temperature sensing member, which is made of a material having a higher thermal conductivity than the bearing material 2 made of a resin material, such as a copper alloy such as white metal or steel.
  • the temperature sensing member 1 1 includes a front end portion 1 1 b fitted into the mounting hole 1 2 of the bearing member 2, and a protrusion amount integrally formed on the outer side of the front end portion 1 1 b, that is, on the back metal member 3 side.
  • the tip end portion 1 1 b is configured as a stepped cylindrical body having a cross-sectional area smaller than the protrusion amount regulating portion 1 1 c, and the end surface of the tip end portion 1 lb is It is a temperature detection end face 1 1 a for sensing the oil film temperature on the inner peripheral surface of the bearing material 2.
  • the temperature sensing member 11 is configured such that the protrusion amount restricting portion 11 c is fitted into an attachment hole 3 z drilled in the back metal member 3, and the protrusion amount restricting portion 11 c and the tip end are fitted.
  • the protrusion amount restricting portion 11 c and the tip end are fitted.
  • Reference numeral 18 denotes a cover member that covers the spring chamber 14.
  • the cover member 18 is formed by connecting a cylindrical portion to an upper portion of a disc-shaped mounting portion 18 a.
  • the spring 13 is installed between the upper surface of the attachment portion 18 a of the cover member 18 and the lower surface of the protrusion amount restricting portion 11 c, and the attachment portion 18 a is connected to the back metal member 3.
  • the stepped surface 1 1 d of the protrusion amount regulating portion 1 1 c is fixed to the spring 1 3 to the outer surface 2 b of the bearing member 2 with a constant load.
  • Reference numeral 17 denotes an O-ring for hermetically sealing the inside of the spring chamber 14.
  • thermocouple 15 is a thermocouple for detecting a bearing temperature sensing signal from the temperature sensing member 11 1 by an electrical signal, and is connected to the temperature sensing member 1 1 through the cylindrical portion of the cover member 18. ing.
  • Reference numeral 16 denotes a diaphragm seal for fluid-sealing the outer periphery of the conductor of the thermocouple 15.
  • the temperature sensing member 11 1 regulates the amount of protrusion of the bearing member 2 toward the inner surface 2 a by the contact between the protrusion amount regulating portion 1 1 c and the outer surface 2 b of the bearing member 2.
  • the spring 13 can be freely moved in the downward direction, that is, toward the outer peripheral side of the back metal member 3 by pushing the spring 13 attached with a small load.
  • the shaft base material 2 made of a resin material having a lower Young's modulus than that of a copper alloy bearing such as white metal is compressed in the radial direction by the bearing load from the rotating shaft side.
  • the wall thickness of the bearing material 2 is reduced and the inner surface 2a of the bearing material 2 is displaced to the backing metal material 3 side.
  • the temperature sensing member 1 1 becomes the bearing 1 through the temperature sensing end surface 1 1a due to the bearing load.
  • the temperature sensing member 1 1 When the pressure sensing member 11 is pressed in the outer direction, that is, in the direction of the backing metal 3, the temperature sensing member 1 1 is moved from the movement restriction position toward the inner side of the bearing 1 by the protrusion amount restriction part 1 1 c, and the inner surface 2 a Therefore, when the bearing load is applied, the temperature sensing member 1 1 piles up against the pressing force of the spring 1 3 and the bearing 1 moves outward. In addition, the inner surface 2a of the bearing member 2 is moved to the same position as the inner surface 2a. That.
  • the temperature detection end face 1 1 of the temperature sensing member 1 1 is only the amount corresponding to the compression amount of the bearing material 2 on which the a is applied.
  • the temperature detection end surface 11a does not protrude from the inner surface 2a of the bearing material 2 relative to the rotating shaft side.
  • the detected value of the bearing temperature is displayed on the display device 5, and when the bearing temperature exceeds the allowable value, an alarm is issued by the alarm device 6, so that the bearing temperature always falls within the allowable bearing temperature. It can be monitored to prevent excessive bearing temperature rise.
  • the pressing member that presses the temperature sensing member 11 in a form that can move a certain amount in the outer direction of the bearing 1, that is, in the direction opposite to the inner surface 2 a of the bearing member 2, is configured by the spring 13, With such a structure, the temperature sensing member 11 can be reliably set with a predetermined load.
  • FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
  • the temperature sensing member 1 1 has the temperature detection end face 1 1.
  • a communication hole 20 for pressure balance that communicates a with the inside of the spring chamber 14 is formed.
  • the oil on the inner surface 2 a of the bearing member 2 can be easily guided to the back side of the temperature sensing member 11 1 through the communication hole 20. Since the pressure balance can be maintained well, it is easy to adjust the clearance between the temperature sensing member 11, the bearing material 2 and the backing metal material 3 without being affected by the oil film pressure of the bearing 1.
  • FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.
  • a protrusion 23 is formed at the end of the back metal member 3 on the bearing member 2 side, and the protrusion amount regulating portion 1 1 c of the temperature sensing member 11 is attached to the spring 13. The amount of protrusion of the temperature sensing member 11 toward the inner surface 2a of the bearing member 2 is regulated by contacting the protrusion 23 with a load.
  • the protrusion amount regulating portion 1 1 c of the temperature sensing member 11 1 is brought into contact with the protrusion portion 2 3 formed at the end of the bearing member 2 side of the backing metal member 3, thereby Since the member 1 1 is supported on the back metal member 3, the support rigidity of the temperature sensing member 11 1 is increased, and the detection accuracy of the bearing temperature of the temperature sensing member 11 is improved.
  • the bearing material 2 near the temperature sensing member 1 1 is not easily deformed by pressure, and the bearing material 2 by installing the temperature sensing member 1 1 is It can prevent becoming easy to deform.
  • FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 1, showing a fourth embodiment of the present invention.
  • the protruding amount regulating portion 1 1 c of the temperature sensing member 1 1 is opposed to the surface facing the inside of the backing metal 3, specifically facing the mounting hole 3 z of the backing metal 3.
  • the surface to be covered is covered with heat insulating material 24.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals.
  • the surface facing the mounting hole 3 z of the back metal member 3 of the temperature sensing member 11 in a state where the heat that has entered the temperature sensing member 11 is easily escaped is provided with the heat insulating material 2 4.
  • the heat insulating material 2 4 By covering with, heat radiation from the temperature sensing member 11 to the back metal member 3 side can be suppressed, and a decrease in bearing temperature detection accuracy due to such heat radiation can be prevented.
  • FIG. 5 is a block diagram corresponding to FIG. 1, showing a fifth embodiment of the present invention.
  • the bearing temperature detection device 10 is housed in the case 25 made of a heat insulating material and the temperature sensing member 11, the spring 13 and the thermocouple 15 are housed in the temperature sensing member.
  • the front end portion 1 1 b of the member 1 1 is formed into a force trough body passing through the communication hole 25 a formed in the upper portion of the case 25 and the mounting hole 1 2 of the bearing member 2, and
  • the cartridge body is detachably attached to the backing metal 3 by a plurality of ports 19.
  • the bearing surface 2 of the temperature sensing member 11 1 is brought into contact with the upper inner surface of the case 25 by contacting the stepped surface 1 1 d of the protrusion amount regulating portion 1 1 c of the temperature sensing member 11 1.
  • the amount of protrusion to the inner surface 2a side is regulated.
  • the cartridge body is configured. 2 5 improves the effect of suppressing the heat radiation from the temperature sensing member 1 1 to the back metal 3 and prevents the deterioration of the bearing temperature detection accuracy due to the heat radiation.
  • the bearing temperature detector 10 can be easily assembled and removed.
  • FIG. 6 is a block diagram corresponding to FIG. 1, showing a sixth embodiment of the present invention.
  • a cylindrical sleeve 26 made of an elastic material is provided as a pressing member that presses the temperature sensing member 11 toward the inner surface 2 a of the bearing member 2, and the sleeve
  • the upper end of the hub 26 is fixed to the lower surface of the temperature sensing member 1 1, and the flange 2 6 a at the lower end is fastened and fixed to the back metal member 3 with a plurality of bolts 2 8 T, and the temperature sensing member 1 1
  • the sleeve 26 can be compressed by a certain amount by moving in the direction opposite to the inner surface 2a.
  • the stepped surface 1 1d of the protruding amount regulating portion 1 1c of the temperature sensing member 11 1 is replaced with the inner surface 2
  • the protruding portion 23 formed at the end of the bearing member 2 side of the backing metal 3 is pressed through a gasket 27 that seals oil from the a side.
  • thermocouple 15 is disposed inside the sleeve 26.
  • thermocouple 15 as a temperature detector is installed independently of the temperature sensing member 11 and the cylindrical sleeve 26, and the anti-bearing surface of the temperature sensing member 11 is installed. Since the movement to the side is absorbed by the inertial deformation of the cylindrical sleeve 26, the installation space of the thermocouple 15 can be increased, a general-purpose thermocouple can be easily used, and the thermocouple 15 Can be easily replaced.
  • the structure of the temperature sensing member 11 is the same as in the first to fifth embodiments, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
  • FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 6 showing a seventh embodiment of the present invention.
  • the temperature sensing member 11 is connected to an end surface of the protrusion amount restricting portion 11c opposite to the temperature detection end surface 11a side.
  • the thermocouple insertion hole 1 1 e is drilled to reach the depth V close to the temperature detection end face 1 1 a, and the thermocouple 15 is inserted into the thermocouple insertion hole 1 1 e (1 5 a is Thermocouple insertion part).
  • the detection end capable of using the general-purpose thermocouple 15 is disposed at a position close to the temperature detection end surface 1 1 a of the temperature sensing member 11 1, the bearing temperature is detected. Accuracy can be improved.
  • the present invention can also be applied to a thrust bearing having a resin bearing pad.
  • the sliding contact member has a sliding surface orthogonal to the thrust direction, a bearing pad that contacts the sliding surface via an oil film, and a thrust bearing that includes a back metal member on the back side of the bearing pad.
  • a fitting hole drilled in the bearing material so as to communicate with the sliding surface facing the sliding contact member from the back metal side of the bearing material, and fitted in the mounting hole so as to be relatively movable in the axial direction.
  • the temperature detection end face faces the sliding surface of the bearing pad, and has a protrusion amount restricting portion that restricts the protrusion amount to the sliding surface side, and is made of a material having a higher thermal conductivity than the bearing pad.
  • a sensing member a pressing member that presses the temperature sensing member toward the bearing member in a form that is movable in a certain amount axial direction from the restriction position by the protrusion amount regulating portion to the anti-sliding surface side, and the temperature sensing member Electrically connected to detect the temperature of the temperature sensing member It is equipped a degree detector can be defined as a thrust bearing device according to claim.
  • a bearing temperature monitoring device for monitoring the temperature of a bearing formed by fixing a bearing material made of a resin material inside a backing metal material, a metal temperature sensing member facing the surface of the bearing material
  • the bearing temperature monitoring device with improved reliability by preventing the occurrence of scratches on the rotating shaft due to contact with the shaft, preventing the bearing load capacity from being reduced and causing the breakage of the rotating shaft due to the occurrence of such scratches.
  • Provided bearing device can be provided.

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Description

軸受温度監視装置及びこれをそなえた軸受装置 技術分野
本発明は、 裏金材の内側に樹脂材で構成された軸受材を固着してなる軸受の温 度を監視する軸受温度監視装置及び該軸受温度監視装置をそなえた軸受装置に関 する。 背景技術
蒸気タービン、 ガスタービン等の高速回転する軸のラジアルジャーナル軸受ぁ るいはスラスト軸受においては、 樹脂材で構成された軸受材を裏金材の内側 （内 側とは、 機械内部の被摺接材対面する軸端面側若しくは内周面側という） に固着 した軸受が採用されている。 かかる高速回転軸の樹脂材製軸受は、 軸の高速回転 による軸受温度上昇が大きく、 且つ樹脂材はホワイトメタル等の銅合金軸受に比 ベて熱伝導率が低いことから、 かかる熱伝導率の低さによる軸受温度上昇が加わ るため、 常時軸受温度を監視して装置の運転をすることが要求される。
前記のような、 樹脂材で構成された軸受材を裏金材の内側に固着した軸受の温 度を監視する軸受温度監視装置の一つとして、 特許文献 1 (特開 2 0 0 6— 1 1 2 6 0 2号公報） の技術が提供されている。
図 9は特許文献 1 (特開 2 0 0 6— 1 1 2 6 0 2号公報） における軸受温度監 視装置の軸受温度検出部の軸方向要部断面図である。
図 9において、 0 1はラジアルジャーナル軸受からなる軸受で、 裏金材 0 3の 内側に樹脂材で構成された軸受材 0 2を固着してなる。
かかる軸受 0 1における軸受温度監視装置の軸受温度検出部は、 前記裏金材 0 3に穿孔された有底孔 0 3 f内に嵌合された断熱材 0 3 gと、 金属材料からなり 前記軸受材 0 2の貫通孔 0 3 cに嵌合され先端が軸受材 0 2の内面と面一に配置 された測温用金属部片 0 3 dと、 前記裏金材 0 3の挿通孔 0 3 eに嵌合され前記 測温用金属部片 0 3 dに電気的に接続される温度検出器 0 3 hとをそなえ、 金属 材料からなる前記測温用金属部片 0 3 dで前記軸受材 0 2を検出して前記温度検 出器 0 3 hに伝送するように構成されている。
図 9に示される特許文献 1の軸受温度監視装置においては、 軸受材 0 2の貫通孔 0 3 cに嵌合され先端が軸受材 0 2の内面と面一に配置された金属材料からなる 測温用金属部片 0 3 dに温度検出器 0 3 hを接続して軸受温度検出部を構成して いるが、 かかる従来技術には次のような解決すべき問題点がある。
即ち、 前記軸受材 0 2を構成する樹脂材はヤング率がホワイトメタル等の銅合 金軸受に比べて小さく （ホワイトメタルのヤング率 = 5 2 G P a程度に対して樹 脂材のヤング率 = 1 3 G P a程度)、 このため樹脂材からなる軸受材 0 2は、回転 軸側から該軸受材 0 2に加わる軸受荷重に対する該軸受材 0 2の圧縮量がホワイ トメタル等の銅合金軸受材に比べて大きくなる。
然るに、 図 9に示される特許文献 1の技術にあっては、 測温用金属部片 0 3 d をその先端面が軸受材 0 2の内面と面一になるようにして該軸受材 0 2に固定し て取り付けているため、 軸受荷重による樹脂材からなる軸受材 0 2の圧縮量が大 きくなることによって、 図 9に破線で示す突出量 Bのように、 軸受材 0 2の表面 から相対的に測温用金属部片 0 3 dが回転軸側へ突出することとなり、 かかる測 温用金属部片 0 3 dの回転軸側への突出によって、 回転軸に傷が発生し、 軸受負 荷能力が低下するとともにかかる傷が回転軸の破損を誘発するおそれもある。 発明の開示
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、 裏金材の内側に （機械内部の被摺接部 材と対面する軸端面側若しくは内周面側） 樹脂材で構成された軸受材を固着して なる軸受の温度を監視する軸受温度監視装置において、 前記軸受材の表面に臨む 金属製の温度感知部材との接触による回転軸の傷の発生を回避して、 かかる傷の 発生に伴う軸受負荷能力の低下及び回転軸の破損の誘発を防止し、 信頼性が向上 された軸受温度監視装置及びこれをそなえた軸受装置を提供することを目的とす る。
本発明はかかる目的を達成するもので、 裏金材の被摺接部材と対面する側に、 樹 脂材で構成された軸受材を固着してなる軸受の温度を監視する軸受温度監視装置 において、 前記軸受材の裏金材側 （反軸受面側） より被摺接部材と対面する軸受 面に連通するように、 前記軸受材に穿孔された取付孔と、 該取付孔に相対移動可 能に嵌合されて温度検出端面が前記軸受材の軸受面に臨むとともに前記軸受面側 への突出量を規制する突出量規制部を有し前記軸受材ょりも熱伝導率の大きい材 料からなる温度感知部材と、 前記温度感知部材を前記突出量規制部による規制位 置から反軸受面側へ一定量移動可能な形態で前記軸受材側へ押圧する押圧部材と、 前記温度感知部材に電気的に接続されて該温度感知部材の温度を検出する温度検 出器とをそなえてなることを特徴とする。
かかる発明において、 好ましくは、 前記軸受温度監視装置は、 前記温度検出器 で検出された軸受温度の電気信号を処理して軸受温度を算出する軸受温度処理装 置と、 該軸受温度処理装置で算出された軸受温度を表示する表示装置と、 前記軸 受温度処理装置で算出された軸受温度が許容値を超えたとき警報を発信する警報 装置とをそなえる。
かかる発明によれば、 ホワイトメタル等の銅合金軸受に比べてヤング率の小さ い樹脂材からなる軸受材が、 回転軸側 （被摺接部材側） からの軸受荷重によって 半径方向に圧縮されて該軸受材の肉厚が減少し該軸受材の内面 （軸受面側） が裏 金材側に変位し、 これとともに前記軸受荷重によつて温度検出端面を介して温度 感知部材が軸受の外側方向つまり裏金材 （反軸受面側） の方向に押圧されると、 該温度感知部材は突出量規制部による軸受の外側方向への移動規制位置から、 前 記押圧部材により反軸受面側へ一定量移動可能な形態で押圧するように構成され ているので、 前記軸受荷重が加わると該温度感知部材が押圧部材の押付力に杭し て軸受の外側方向に、 前記軸受材の内面 （軸受面） ととともに該内面と同じ位置 まで移動する。
従って、 回転軸側からの軸受荷重によつて軸受材の圧縮量が大きくなつても、 温度感知部材の温度検出端面がかかる軸受材の圧縮量に相当する量だけ軸受材の 内面 （軸受面） ととともに移動することによって、 軸受材の内表面 （軸受面） か ら相対的に温度検出端面が回転軸側 (被摺接部材側)へ突出することが無くなる。 これによつて、 温度感知部材の回転軸側への突出による回転軸の傷の発生を回避 でき、 かかる傷の発生に伴う軸受負荷能力の低下及び回転軸の破損の誘発を防止 できる。
また、 軸受温度の検出値を表示装置に表示し、 軸受温度が許容値を超えたとき 警報装置により警報を発信するようになっているので、 軸受温度を常時許容軸受 温度に入るように監視できて、 軸受温度の過昇を防止できる。
また、 かかる発明において、 具体的には次のように構成するのが好ましい。
( 1 ) 前記温度感知部材は、 前記温度検出端面をそなえて前記取付孔に相対移 動可能に嵌合されるとともに前記突出量規制部よりも小断面積に形成された先端 部と前記突出量規制部とを一体にした段付き形状に形成され、 前記突出量規制部 を前記裏金材の内部に配置して前記軸受材の内表面 （軸受面） に当接させること により該温度感知部材の前記軸受面側への突出量を規制するように構成されてな り、 前記押圧部材は、 前記裏金材の内部に形成されたスプリング室に収納されて 前記温度感知部材を前記軸受材側へ押圧するように付勢されたスプリングで構成 される。
このように構成すれば、 前記温度感知部材を反軸受面側へ一定量移動可能な形 態で押圧する押圧部材をスプリングで構成しているので、 簡単な構造で以つて前 記温度感知部材を所定荷重で確実にセッ卜できる。
尚、 かかる構成において、 好ましくは次のように構成する。
前記温度感知部材は、 前記温度検出端面と前記スプリング室内とを連通する圧 カバランス用の連通孔が穿孔されてなる。
このように構成すれば、 軸受材表面 （軸受面） のオイルを連通孔を通して容易 に温度感知部材の裏側に導くことができ， 温度感知部材表裏の圧力バランスを保 持できるので、 軸受の油膜圧力の影響を受けることなく、 温度感知部材と軸受材 及び裏金材とのクリアランスの調整が容易になる。
( 2 ) 前記温度感知部材は、 前記温度検出端面をそなえて前記取付孔に相対移 動可能に嵌合されるとともに前記突出量規制部よりも小断面積に形成された先端 部と前記突出量規制部とを一体にした段付き形状に形成され、 前記突出量規制部 を前記裏金材の内部に配置して前記裏金材の軸受材側端部に形成された突出部に 当接させることにより該温度感知部材の前記軸受面側への突出量を規制するよう に構成されてなり、 前記押圧部材は、 前記裏金材の内部 （軸受材側よりの凹設部 位） に形成されたスプリング室に収納されて前記温度感知部材を前記軸受材側へ 押圧するように付勢されたスプリングで構成される。
このように構成すれば、 裏金材の軸受材側端部に形成された突出部に温度感知 部材の突出量規制部を当接させて、 該温度感知部材を裏金材に支持するので、 温 度感知部材の支持剛性が増大して、 該温度感知部材の軸受温度の検出精度が向上 する。
また、 軸受材の背面に裏金材の突出部があるため、 温度感知部材付近の軸受材 が圧力変形し難く、 温度感知部材を設置することによる軸受材が変形しやすくな ることを防止できる。
( 3 ) 前記温度感知部材は、 前記温度検出端面をそなえて前記取付孔に相対移 動可能に嵌合されるとともに前記突出量規制部よりも小断面積に形成された先端 部と前記突出量規制部とを一体にした段付き形状に形成され、 前記突出量規制部 を前記裏金材の内部に配置して前記軸受材の外側面あるいは前記軸受材の外側に 形成される前記裏金材の突出部のいずれかに当接させるように構成されてなり、 前記温度感知部材の前記裏金材の内部に対向する面を断熱材で被覆する。
このように構成すれば、 温度感知部材に入った熱が逃げ易い該温度感知部材の 裏金材の内部への対向面を断熱材で被覆することにより、 温度感知部材からの裏 金材側への放熱を抑制できて、 かかる放熱による軸受温度の検出精度の低下を防 止できる。
また、 本発明は、 前記温度感知部材は、 前記温度検出端面をそなえて前記取付 孔に相対移動可能に嵌合されるとともに前記突出量規制部よりも小断面積に形成 された先端部と前記突出量規制部とを一体にした段付き形状に形成され、 前記押 圧部材は前記温度感知部材を前記軸受材側へ押圧するように付勢されたスプリン グで構成され、 前記温度感知部材及び前記押圧部材及び前記温度検出器を断熱材 からなるケース内に収納するとともに、 前記温度感知部材の段付き部を該ケース の内面に当接させることにより前記温度感知部材の軸受面側への突出量を規制す る前記突出量規制部を構成したカートリッジ体を形成し、 前記カートリッジ体を 前記裏金材に着脱可能に取り付けたことを特徴とする。
かかる発明によれば、 断熱材からなるケース内に温度感知部材及び押圧部材及 び温度検出器を収納してカートリッジ体を構成したので、 断熱材からなるケース によって温度感知部材からの裏金材側への放熱の抑制効果が向上してかかる放熱 による軸受温度の検出精度の低下を防止できるとともに、 前記カートリッジ体を ュニッ卜で裏金材に着脱可能に取り付けるので、 軸受温度検出部の組立て取外し が容易化される。
また、 本発明は、 前記温度感知部材は、 前記温度検出端面をそなえて前記取付 孔に相対移動可能に嵌合されるとともに前記突出量規制部よりも小断面積に形成 された先端部と前記突出量規制部とを一体にした段付き形状に形成され、 前記押 圧部材は弾性材からなる筒状のスリーブに形成され上端部が前記温度感知部材に 固定され下端部が前記裏金材に固定されて前記温度感知部材の反軸受面側への移 動により一定量圧縮可能に構成されてなり、 前記押圧部材の内部に前記温度検出 器を配置し、 前記押圧部材により前記温度感知部材を前記軸受材側へ押圧するよ うに構成したことを特徴とする。
かかる発明によれば、 温度検出器を温度感知部材及び筒状のスリーブとは独立 して接地し、 反軸受面側への移動を筒状の前記スリーブの弾性変形で吸収するの で、 温度検出器として汎用の熱電対を容易に利用できるとともに、 該温度検出器 の交換も容易にでき、 装置コストを低減できる。
かかる発明において、 好ましくは次のように構成する。
前記温度感知部材に、 前記突出量規制部の前記温度検出端面側とは反対側の端 面から該温度検出端面に接近した深さに達する温度検出器揷入孔を穿孔し、 該温 度検出器挿入孔に前記温度検出器を挿入する。
このように構成すれば、 汎用の熱電対を使用可能な温度検出器の検出端を、 温 度感知部材の温度検出端面に近接した部位に配置したので、 軸受温度の検出精度 を向上できる。
また、 本発明は、 前記した軸受温度監視装置を備えて軸受装置を構成すること を特徴とする。 かかる発明によれば、 信頼性が向上された軸受温度監視装置をそ なえた軸受装置を得ることができる。
本発明によれば、 回転軸側からの軸受荷重によって軸受材の圧縮量が大きくな つても、 温度感知部材の温度検出端面が、 かかる軸受材の圧縮量に相当する量だ け軸受材の内面ととともに移動することによつて、 軸受材の表面から相対的に温 度検出端面が回転軸側へ突出することが無くなる。 これによつて、 温度感知部材 の回転軸側への突出による回転軸の傷の発生を回避でき、 かかる傷の発生に伴う 軸受負荷能力の低下及び回転軸の破損の誘発を防止できる。
また、 軸受温度の検出値を表示装置に表示し、 軸受温度が許容値を超えたとき 警報装置により警報を発信するように構成することにより、 軸受温度を常時許容 軸受温度範囲に入るように監視できて、 軸受温度の過昇を防止できる。
以上により、 信頼性が向上された軸受温度監視装置及びこれをそなえた軸受装 置を提供でき、 特に蒸気タービン、 ガスターピンの高速回転する軸を油膜を介し て回転自在に支持するラジアルジャーナル軸受に適用されることにより前記油膜 を形成するオイルの過昇を防止できる、 実用的に有効である。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1実施例に係るラジアルジャーナル軸受における軸受温度 監視装置の軸受温度検出装置の軸心線に沿う要部断面図（図 8の A— A線断面図） である。
図 2は、 本発明の第 2実施例を示す図 1対応図である。
図 3は、 本発明の第 3実施例を示す図 1対応図である。
図 4は、 本発明の第 4実施例を示す図 1対応図である。
図 5は、 本発明の第 5実施例を示す図 1対応図である。
図 6は、 本発明の第 6実施例を示す図 1対応図である。
図 7は、 本発明の第 7実施例を示す図 6対応図である。
図 8は、 本発明の第 1〜第 7実施例に係るラジアルジャーナル軸受における軸 受温度監視装置の全体構成図である。
図 9は、 従来技術に係る軸受温度監視装置の軸受温度検出部の軸方向要部断面 図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を図に示した実施の形態を用いて詳細に説明する。 但し、 この実 施の形態に記載されている構成部品の寸法、 材質、 形状、 その相対配置などは特 に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなぐ 単なる説明例にすぎない。
図 8は本発明の実施例 （第 1〜第 7実施例） に係るラジアルジャーナル軸受に おける軸受温度監視装置の全体構成図である。
図 8において、 1はラジアルジャーナル軸受からなる軸受で、 鋼材からなる裏 金材 3の内側に樹脂材で構成された軸受材 2を固着してなる。 前記軸受 1は軸受 材 2の内周に沿って回転する図示しない回転軸を支持している。 1 aは軸受中心 線つまり回転軸の軸心である。
1 0は詳細を後述する軸受温度検出装置、 4は軸受温度処理装置、 5は表示装 置、 6は警報装置で、 前記軸受温度検出装置 1 0で検出された軸受温度の電気信 号を軸受温度処理装置 4に入力し、 該軸受温度処理装置 4で前記軸受温度の電気 信号を処理して軸受温度を算出し、 該軸受温度処理装置 4で算出された軸受温度 を表示装置にて表示し、 また、 前記軸受温度処理装置 4で算出された軸受温度が 許容値を超えたとき警報装置 6にて警報を発信するようになっている。
【実施例 1】
図 1は本発明の第 1実施例に係るラジアルジャーナル軸受における軸受温度監 視装置の軸受温度検出装置の軸心線に沿う要部断面図 （図 8の A— A線断面図） である。
図 1において、 3は鋼材からなる裏金材、 2は該裏金材 3の内側に固着された 樹脂材製の軸受材である。 1 2は前記軸受材 2の内面 2 aと外側面 2 bとを連通 するように穿孔された後述する温度感知部材 1 1の先端部 1 1 bの取付孔、 3 z は前記裏金材 3の内面と外側面とを連通するように穿孔された後述する温度感知 部材 1 1の突出量規制部 1 1 c、 スプリング 1 3等の取付孔である。
1 0は軸受温度検出装置で、 次のように構成されている。
1 1は温度感知部材で、 ホワイトメタル等の銅合金、 鋼材のように、 樹脂材か らなる前記軸受材 2よりも熱伝導率の大きい材料で構成されている。 該温度感知 部材 1 1は前記軸受材 2の取付孔 1 2内に嵌合される先端部 1 1 bと、 該先端部 1 1 bの外側つまり前記裏金材 3側に一体形成された突出量規制部 1 1 cとによ りなり、 前記先端部 1 1 bの断面積が前記突出量規制部 1 1 cよりも小断面積に 形成された段付きの円柱体に構成されており、 前記先端部 1 l bの端面が前記軸 受材 2の内周面の油膜温度を感知する温度検出端面 1 1 aとなっている。
また前記温度感知部材 1 1は、 前記突出量規制部 1 1 cを前記裏金材 3の内部 に穿孔された取付孔 3 z内に嵌合させて、 該突出量規制部 1 1 cと前記先端部 1 1 bとの段付き面 1 1 dを前記軸受材 2の外側面 2 bに当接させることにより、 前記内面 2 a側への突出量を規制するように構成されている。
1 4は前記裏金材 3の取付孔 3 z内に形成されたスプリング室で、 該スプリン グ室 1 4内にはコイルばねからなるスプリング 1 3が収納されている。 1 8は前 記スプリング室 1 4を覆蓋するカバ一部材である。 該カバ一部材 1 8は円板状の 取付部 1 8 aの上部に円筒形状部が連設されて形成されている。
そして、 前記カバ一部材 1 8の取付部 1 8 aの上面と前記突出量規制部 1 1 c の下面との間に前記スプリング 1 3が架設され、 前記取付部 1 8 aを前記裏金材 3の取付面に複数のポルト 1 9で固定することによって、前記スプリング 1 3に、 前記突出量規制部 1 1 cの段付き面 1 1 dを前記軸受材 2の外側面 2 bに一定荷 重で押し付けるような取付荷重を付与している。 1 7は前記スプリング室 1 4内 を密封シールするための Oリングである。
1 5は前記温度感知部材 1 1からの軸受温度の感知信号を電気信号により検出 する熱電対で、 前記カバー部材 1 8の円筒形状部内を貫通して、 前記温度感知部 材 1 1に接続されている。 1 6は該熱電対 1 5の導線の外周を流体シールするた めのダイヤフラムシールである。
前記先端部 1 1 bの外周と取付孔 1 2の内周との間、 及び前記突出量規制部 1 1 cの外周と取付孔 3 zの内周との間には微小なクリアランス 2 1が形成されて、 前記軸受材 2の内側のオイルが該クリアランス 2 1を通って前記スプリング室 1 4内に流入することにより、 前記温度感知部材 1 1の内外の圧力バランスを保持 している。 従って、 前記スプリング 1 3の取付荷重は温度感知部材 1 1を支える 程度の小荷重で十分である。
かかる構成によって、 前記温度感知部材 1 1は前記軸受材 2の内面 2 a側への 突出量を前記突出量規制部 1 1 cと軸受材 2の外側面 2 bとの当接によって規制 され、 下方方向つまり前記裏金材 3の外周側へは小荷重で取り付けられた前記ス プリング 1 3を押すことにようて自在に移動可能となっている。
かかる第 1実施例によれば、 ホワイトメタル等の銅合金軸受に比べてヤング率 の小さい樹脂材からなる軸 ¾材 2が、 回転軸側からの軸受荷重によつて半径方向 に圧縮されて該軸受材 2の肉厚が減少し該軸受材 2の内面 2 aが裏金材 3側に変 位し、 これとともに前記軸受荷重によって温度検出端面 1 1 aを介して温度感知 部材 1 1が軸受 1の外側方向つまり裏金材 3の方向に押圧されると、 該温度感知 部材 1 1は突出量規制部 1 1 cによる軸受 1の内側方向への移動規制位置から、 前記スプリング 1 3により内面 2 aの反対側へ一定量移動可能な形態で押圧する ように構成されているので、 前記軸受荷重が加わると該温度感知部材 1 1がスプ リング 1 3の押付力に杭して軸受 1の外側方向に、 前記軸受材 2の内面 2 aとと もに該内面 2 aと同じ位置まで移動する。
従つて、回転軸側からの軸受荷重によつて軸受材 2の圧縮量が大きくなつても、 温度感知部材 1 1の温度検出端面 1 1 aがかかる軸受材 2の圧縮量に相当する量 だけ軸受材 2の内面 2 aととともに移動することによって、 軸受材 2の内面 2 a から相対的に温度検出端面 1 1 aが回転軸側へ突出することが無くなる。 これに よって、 温度感知部材 1 1の回転軸側への突出による回転軸の傷の発生を回避で き、 かかる傷の発生に伴う軸受負荷能力の低下及び回転軸の破損の誘発を防止で さる。
また、 軸受温度の検出値を表示装置 5に表示し、 軸受温度が許容値を超えたと き警報装置 6により警報を発信するようになっているので、 軸受温度を常時許容 軸受温度に入るように監視できて、 軸受温度の過昇を防止できる。
また、 前記温度感知部材 1 1を軸受 1の外側方向つまり軸受材 2の内面 2 aと は反対方向に一定量移動可能な形態で押圧する押圧部材をスプリング 1 3で構成 しているので、 簡単な構造で以つて前記温度感知部材 1 1を所定荷重で確実にセ ットできる。
【実施例 2】
図 2は本発明の第 2実施例を示す図 1対応図である。
この第 2実施例においては、 前記温度感知部材 1 1に、 前記温度検出端面 1 1 aと前記スプリング室 1 4内とを連通する圧力バランス用の連通孔 2 0を穿孔し ている。
その他の構成は前記第 1実施例と同様であり、 これと同一の部材は同一の符号 で示す。
かかる第 2実施例によれば、 軸受材 2の内面 2 aのオイルを連通孔 2 0を通し て容易に温度感知部材 1 1の裏側に導くことができ， 該温度感知部材 1 1の表裏 の圧力バランスを良好に保持できるので、 軸受 1の油膜圧力の影響を受けること なく、 温度感知部材 1 1と軸受材 2及び裏金材 3とのクリアランスの調整が容易 になる。
【実施例 3】
図 3は本発明の第 3実施例を示す図 1対応図である。
この第 3実施例においては、 前記裏金材 3の軸受材 2側端部に突出部 2 3を形 成し、 前記温度感知部材 1 1の突出量規制部 1 1 cを前記スプリング 1 3の取付 荷重により該突出部 2 3に当接させることにより、 該温度感知部材 1 1の前記軸 受材 2の内面 2 a側への突出量を規制するように構成している。
その他の構成は前記第 1実施例と同様であり、 これと同一の部材は同一の符号 で示す。
かかる第 3実施例によれば、 裏金材 3の軸受材 2側端部に形成された突出部 2 3に温度感知部材 1 1の突出量規制部 1 1 cを当接させて、 該温度感知部材 1 1 を裏金材 3に支持するので、 該温度感知部材 1 1の支持剛性が増大して、 該温度 感知部材 1 1の軸受温度の検出精度が向上する。
また、 軸受材 2の背面に裏金材 3の突出部 2 3があるため、 温度感知部材 1 1 付近の軸受材 2が圧力変形し難く、 温度感知部材 1 1を設置することによる軸受 材 2が変形しやすくなることを防止できる。
【実施例 4】
図 4は本発明の第 4実施例を示す図 1対応図である。
この第 4実施例においては、 前記温度感知部材 1 1の突出量規制部 1 1 cの前 記裏金材 3の内部に対向する面、 具体的には裏金材 3の前記取付孔 3 zに対向す る面を断熱材 2 4で被覆している。 その他の構成は前記第 1実施例と同様であり、 これと同一の部材は同一の符号 で示す。
かかる第 4実施例によれば、 前記温度感知部材 1 1に入った熱が逃げ易い状態 にある該温度感知部材 1 1の裏金材 3の前記取付孔 3 zに対向する面を断熱材 2 4で被覆することにより、 温度感知部材 1 1からの裏金材 3側への放熱を抑制で きて、 かかる放熱による軸受温度の検出精度の低下を防止できる。
【実施例 5】
図 5は本発明の第 5実施例を示す図 1対応図である。
この第 5実施例においては、 前記軸受温度検出装置 1 0を、 前記温度感知部材 1 1及び前記スプリング 1 3及び前記熱電対 1 5を断熱材からなるケース 2 5内 に収納し、 前記温度感知部材 1 1の先端部 1 1 bを該ケース 2 5上部に形成され た連通孔 2 5 a及び前記軸受材 2の取付孔 1 2を貫通してなる力一トリッジ体に 形成して、 該前記カートリッジ体を前記裏金材 3に複数のポルト 1 9によって着 脱可能に取り付けている。
また、 前記温度感知部材 1 1の突出量規制部 1 1 cの段付き面 1 1 dを該ケ一 ス 2 5の上部内面に当接させることにより、 前記温度感知部材 1 1の軸受材 2の 内面 2 a側への突出量を規制している。
その他の構成は前記第 1実施例と同様であり、 これと同一の部材は同一の符号 で示す。
かかる第 5実施例によれば、 断熱材からなるケース 2 5内に温度感知部材 1 1 及びスプリング 1 3及び前記熱電対 1 5を収納してカートリッジ体を構成したの で、 断熱材からなるケース 2 5によって温度感知部材 1 1からの裏金材 3側への 放熱の抑制効果が向上して、 かかる放熱による軸受温度の検出精度の低下を防止 できるとともに、 前記カートリッジ体をュニッ卜で裏金材 3に着脱可能に取り付 けるので、 軸受温度検出装置 1 0の組立て取外しが容易化される。
【実施例 6】
図 6は本発明の第 6実施例を示す図 1対応図である。
この第 6実施例においては、 前記温度感知部材 1 1を軸受材 2の内面 2 a側に 押圧する押圧部材として、 弾性材からなる筒状のスリーブ 2 6を設け、 該スリ一 ブ 2 6の上端部を前記温度感知部材 1 1の下面に固定し、 下端のつば部 2 6 aを 複数のボルト 2 8で前記裏金材 3に締め付け固定し T、 前記温度感知部材 1 1の 内面 2 aとは反対側方向への移動により該スリーブ 2 6を一定量圧縮可能に構成 している。
さらに、 該スリーブ 2 6のボルト 2 8による裏金材 3への締め付け固定によつ て、 前記温度感知部材 1 1における突出量規制部 1 1 cの段付き面 1 1 dを、 前 記内面 2 a側からのオイルをシールするガスケット 2 7を介して前記裏金材 3の 軸受材 2側端部に形成された突出部 2 3に圧接している。
また、 前記熱電対 1 5は、 前記スリーブ 2 6の内部に配置されている。
かかる第 6実施例によれば、 温度検出器としての熱電対 1 5を、 温度感知部材 1 1及び筒状のスリーブ 2 6とは独立して設置して、 温度感知部材 1 1の反軸受 面側への移動を筒状の前記スリ一ブ 2 6の弹性変形で吸収するので、 熱電対 1 5 の設置スペースを大きくできて、 汎用の熱電対を容易に利用できるとともに、 該 熱電対 1 5の交換も容易にできる。
尚、 前記温度感知部材 1 1の構成は前記第 1〜第 5実施例と同様であり、 同一 の部分は同一の符号で示す。
【実施例 7】
図 7は本発明の第 7実施例を示す図 6対応図である。
この第 7実施例においては、 前記第 6実施例に加えて、 前記温度感知部材 1 1 に、 前記突出量規制部 1 1 cの前記温度検出端面 1 1 a側とは反対側の端面から 該温度検出端面 1 1 aに接近した深さ Vに達する熱電対挿入孔 1 1 eを穿孔し、 該熱電対揷入孔 1 1 eに前記熱電対 1 5を挿入している （1 5 aは熱電対の挿入 部)。
その他の構成は前記第 6実施例と同様であり、 これと同一の部材は同一の符号 で示す。
かかる第 7実施例によれば、 汎用の熱電対 1 5を使用可能な検出端を、 温度感 知部材 1 1の温度検出端面 1 1 aに近接した部位に配置したので、 軸受温度の検 出精度を向上できる。
尚、 本発明は、 樹脂製の軸受パッドを有するスラスト軸受にも適用でき、 例え ば前記被摺接部材がスラスト方向と直交する摺動面を有し、 該摺動面に油膜を介 して接触する軸受パッドと、 該軸受パッドの背面側に裏金材を具えたスラスト軸 受装置において、 記軸受材の裏金材側より被摺接部材と対面する摺動面に連通 するように前記軸受材に穿孔された取付孔と、 該取付孔に軸方向に相対移動可能 に嵌合されて温度検出端面が前記軸受パッドの摺動面に臨むとともに前記摺動面 側への突出量を規制する突出量規制部を有し前記軸受パッドよりも熱伝導率の大 きい材料からなる温度感知部材と、 前記温度感知部材を前記突出量規制部による 規制位置から反摺動面側へ一定量軸方向に移動可能な形態で前記軸受材側へ押圧 する押圧部材と、 前記温度感知部材に電気的に接続されて該温度感知部材の温度 を検出する温度検出器とをそなえてなることを特徴とするスラスト軸受装置とし て規定できる。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 裏金材の内側に樹脂材で構成された軸受材を固着してなる軸 受の温度を監視する軸受温度監視装置において、 軸受材の表面に臨む金属製の温 度感知部材との接触による回転軸の傷の発生を回避して、 かかる傷の発生に伴う 軸受負荷能力の低下及び回転軸の破損の誘発を防止し、 信頼性が向上された軸受 温度監視装置及びこれをそなえた軸受装置を提供できる。

Claims

1 . 裏金材の被摺接部材と対面する側に、 樹脂材で構成された軸受材を固着し てなる軸受の温度を監視する軸受温度監視装置において、
前記軸受材の裏金材側より被摺接部材と対面する軸受面に連通するように前記軸 受材に穿孔された取付孔と、請該取付孔に相対移動可能に嵌合されて温度検出端面 が前記軸受材の軸受面に臨むとともに前記軸受面側への突出量を規制する突出量 規制部を有し前記軸受材ょりも熱伝導率の大きい材料からなる温度感知部材と、 の ^
前記温度感知部材を前記突出量規制部による規制位置から反軸受面側へ一定量移 動可能な形態で前記軸受材側へ押圧する押圧範部材と、 前記温度感知部材に電気的 に接続されて該温度感知部材の温度を検出する温度囲検出器とをそなえてなること を特徴とする軸受温度監視装置。
2 . 前記軸受温度監視装置は、 前記温度検出器で検出された軸受温度の電気信 号を処理して軸受温度を算出する軸受温度処理装置と、 該軸受温度処理装置で算 出された軸受温度を表示する表示装置と、 前記軸受温度処理装置で算出された軸 受温度が許容値を超えたとき警報を発信する警報装置とをそなえたことを特徴と する請求項 1記載の軸受温度監視装置。
3 . 前記温度感知部材は、 前記温度検出端面をそなえて前記取付孔に相対移動 可能に嵌合されるとともに前記突出量規制部よりも小断面積に形成された先端部 と前記突出量規制部とを一体にした段付き形状に形成され、 前記突出量規制部を 前記裏金材に設けた内部空間に配置して前記軸受材の外側面に当接させることに より該温度感知部材の前記軸受面側への突出量を規制するように構成されてなり、 前記押圧部材は、 前記裏金材の内部空間として形成されたスプリング室に収納さ れて前記温度感知部材を前記軸受材側へ押圧するように付勢されたスプリングで 構成されたことを特徴とする請求項 1記載の軸受温度監視装置。
4. 前記温度感知部材は、 前記温度検出端面と前記スプリング室内とを連通す る圧力バランス用の連通孔が穿孔されてなることを特徴とする請求項 3記載の軸 受温度監視装置。
5 . 前記温度感知部材は、 前記温度検出端面をそなえて前記取付孔に相対移動 可能に嵌合されるとともに前記突出量規制部よりも小断面積に形成された先端部 と前記突出量規制部とを一体にした段付き形状に形成 れ、 前記突出量規制部を 前記裏金材の内部空間に配置して前記裏金材の軸受材側端部に形成された突出部 に当接させることにより該温度感知部材の前記軸受面側への突出量を規制するよ うに構成されてなり、 前記押圧部材は、 前記裏金材の内部空間として形成された スプリング室に収納されて前記温度感知部材を前記軸受材側へ押圧するように付 勢されたスプリングで構成されたことを特徴とする請求項 1記載の軸受温度監視 装置。
6 . 前記温度感知部材は、 前記温度検出端面をそなえて前記取付孔に相対移動 可能に嵌合されるとともに前記突出量規制部よりも小断面積に形成された先端部 と前記突出量規制部とを一体にした段付き形状に形成され、 前記突出量規制部を 前記裏金材の内部に配置して前記軸受材の外側面あるいは前記軸受材の外側に形 成される前記裏金材の突出部のいずれかに当接させるように構成されてなり、 前 記温度感知部材の前記裏金材の内部に対向する面を断熱材で被覆したことを特徴 とする請求項 1記載の軸受温度監視装置。
7 . 前記温度感知部材は、 前記温度検出端面をそなえて前記取付孔に相対移動 可能に嵌合されるとともに前記突出量規制部よりも小断面積に形成された先端部 と前記突出量規制部とを一体にした段付き形状に形成され、 前記押圧部材は前記 温度感知部材を前記軸受材側へ押圧するように付勢されたスプリングで構成され、 前記温度感知部材及び前記押圧部材及び前記温度検出器を断熱材からなるケース 内に収納するとともに、 前記温度感知部材の段付き部を該ケースの内面に当接さ せることにより前記温度感知部材の軸受面側への突出量を規制する前記突出量規 制部を構成したカートリッジ体を形成し、 前記力一トリッジ体を前記裏金材に着 脱可能に取り付けたことを特徴とする請求項 1記載の軸受温度監視装置。
8 . 前記温度感知部材は、 前記温度検出端面をそなえて前記取付孔に相対移動 可能に嵌合されるとともに前記突出量規制部よりも小断面積に形成された先端部 と前記突出量規制部とを一体にした段付き形状に形成され、 前記押圧部材は弾性 材からなる筒状のスリーブに形成され上端部が前記温度感知部材に固定され下端 部が前記裏金材に固定されて前記温度感知部材の反軸受面側への移動により一定 量圧縮可能に構成されてなり、 前記押圧部材の内部に前記温度検出器を配置し、 前記押圧部材により前記温度 知部材を前記軸受材側へ押圧するように構成した ことを特徴とする請求項 1記載の軸受温度監視装置。
9 . 前記温度感知部材に、 前記突出量規制部の前記温度検出端面側とは反対側 の端面から該温度検出端面に接近した深さに達する温度検出器挿入孔を穿孔し、 該温度検出器挿入孔に前記温度検出器を挿入したことを特徴とする請求項 8記載 の軸受温度監視装置。
1 0 . 裏金材の被摺接部材と対面する側に、 樹脂材で構成された軸受材を固着し てなる軸受装置において、
前記軸受材の裏金材側より被摺接部材と対面する軸受面に連通するように前記軸 受材に穿孔された取付孔と、 該取付孔に相対移動可能に嵌合されて温度検出端面 が前記軸受材の軸受面に臨むとともに前記軸受面側への突出量を規制する突出量 規制部を有し前記軸受材ょりも熱伝導率の大きい材料からなる温度感知部材と、 前記温度感知部材を前記突出量規制部による規制位置から反軸受面側へ一定量移 動可能な形態で前記軸受材側へ押圧する押圧部材と、 前記温度感知部材に電気的 に接続されて該温度感知部材の温度を検出する温度検出器とをそなえてなること を特徴とする軸受装置。
1 1， 前記軸受装置を蒸気タービン、 ガスタービンの高速回転する軸を油膜を介 して回転自在に支持するラジアルジャーナル軸受に適用した請求項 1 0項に記載 の軸受装置。
1 2 , 前記被摺接部材がスラスト方向と直交する摺動面を有し、 該摺動面に油膜 を介して接触する軸受パッドと、 該軸受パッドの背面側に裏金材を具えたスラス ト軸受装置において、
前記軸受材の裏金材側より被摺接部材と対面する摺動面に連通するように前記軸 受材に穿孔された取付孔と、 該取付孔に軸方向に相対移動可能に嵌合されて温度 検出端面が前記軸受パッドの摺動面に臨むとともに前記摺動面側への突出量を規 制する突出量規制部を有し前記軸受パッドよりも熱伝導率の大きい材料からなる 温度感知部材と、 前記温度感知部材を前記突出量規制部による規制位置から反摺 動面側へ一定量軸方向に移動可能な形態で前記軸受材側へ押圧する押圧部材と、 前記温度感知部材に電気的に接続されて該温度感知部材の温度を検出する温度検 出器とをそなえてなることを特徴とする請求項 1 0記載のスラスト軸受装置。
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