KR20190114087A

KR20190114087A - Bearing with adjustable clearance and shape

Info

Publication number: KR20190114087A
Application number: KR1020180036238A
Authority: KR
Inventors: 하양협
Original assignee: 한화파워시스템 주식회사
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2019-10-10

Abstract

The present invention relates to a bearing comprising a housing forming a body of the bearing, a groove formed in a circumferential direction in the housing, and a displacement adjustment part for adjusting a displacement of the groove. An inner diameter of the bearing can be reduced or increased by adjusting a shape of the housing inner diameter by adjusting the displacement of the groove, and an operating condition can be changed by changing the shape and increasing a rigidity and damping.

Description

Bearing with adjustable clearance and shape

본 발명은 간극과 형상이 조절 가능한 베어링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베어링의 하우징에 그루브를 형성하고 그루브의 변위를 조절하여 간극과 형상이 조절 가능한 베어링에 관한 것이다.The present invention relates to a bearing having an adjustable gap and shape, and more particularly, to a bearing having an adjustable gap and shape by forming a groove in a housing of a bearing and adjusting a displacement of the groove.

베어링(Bearing)이란 회전하고 있는 기계의 축(軸)을 일정한 위치에 고정시키고 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축을 회전시키는 역할을 하는 기계요소이다. 일반적인 베어링의 사전상 정의를 개략적으로 설명하면 베어링과 접촉하고 있는 축 부분을 저널(journal)이라고 하며, 그 접촉상태에 따라 미끄럼베어링(sliding bearing)과 구름베어링(rolling bearing)의 두 종류로 분류한다. Bearing is a mechanical element that plays a role of rotating the shaft while fixing the shaft of the rotating machine to a certain position and supporting the weight of the shaft and the load on the shaft. The general definition of the bearing is described in general, and the shaft part in contact with the bearing is called a journal, and it is classified into two types, sliding bearing and rolling bearing, depending on the contact state. .

베어링은 이와 같은 하중방향에 따라 그 구조가 많이 달라지며, 축과 수직으로 하중이 걸리는 경우에 사용하는 것을 레이디얼(radial)베어링이라 하고, 축방향으로 하중이 작용하는 경우에 쓰이는 것을 스러스트(thrust)베어링이라 한다. 예를 들면, 볼베어링의 경우 레이디얼 볼베어링과 스러스트 볼베어링 등이 있다. 또 가늘고 긴 침상(針狀)의 롤러를 사용하는 니들베어링이 있다.The bearing has a lot of different structures depending on the load direction, and the radial bearing is used when the load is applied perpendicular to the shaft, and the thrust is used when the load is applied in the axial direction. It is called a bearing. For example, in the case of ball bearings, there are radial ball bearings and thrust ball bearings. There is also a needle bearing that uses a long, thin needle roller.

한편, 고속으로 회전하는 로터등에 사용되는 베어링으로 슬리브 베어링 또는 틸팅 패드 베어링이 있다. 종래의 베어링은 로터 또는 베어링의 가공오차로 인해 간극이 설계대로 유지되지 못하는 경우가 발생한다. 즉, 간극이 넓거나 좁게되면 원하는 베어링 성능이 발휘되지 못해 로터의 회전력이 저하하거나 베어링 내구성이 저하된다는 문제가 발생하게 된다.On the other hand, a bearing used for a rotor or the like that rotates at a high speed includes a sleeve bearing or a tilting pad bearing. In conventional bearings, the gap cannot be maintained as designed due to the machining error of the rotor or the bearing. In other words, if the gap is wide or narrow, the desired bearing performance is not exhibited, which causes a problem that the rotational force of the rotor is lowered or the durability of the bearing is lowered.

한국공개특허 제10-2009-7019403호Korean Patent Publication No. 10-2009-7019403

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 베어링의 하우징에 그루브를 형성하고 그루브의 변위를 조절하여 간극과 형상이 조절 가능한 베어링을 제공하고자 하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to form a groove in the housing of the bearing and to adjust the displacement of the groove to provide a bearing that can adjust the gap and shape.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 베어링은 베어링의 몸체를 이루는 하우징; 상기 하우징에 원주 방향으로 형성된 그루브; 및 상기 그루브의 변위를 조절하는 변위 조절부를 포함하고, 상기 그루브의 변위를 조절하여 상기 하우징 내경의 형상을 조절하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the bearing according to an embodiment of the present invention comprises a housing constituting the body of the bearing; Grooves formed in the housing in the circumferential direction; And a displacement adjusting unit for adjusting the displacement of the groove, and adjusting the displacement of the groove to adjust the shape of the inner diameter of the housing.

또한, 상기 변위 조절부는 볼트이고, 상기 볼트를 조이거나 풀어서 상기 그루브의 변위를 조절할 수 있다.The displacement adjusting unit may be a bolt, and the displacement of the groove may be adjusted by tightening or releasing the bolt.

또한, 상기 변위 조절부는 복수로 형성되고, 각각의 변위 조절부를 개별적으로 조절하여 상기 하우징 내경의 형상을 로브(Lobe) 형상으로 변형시킬 수 있다.In addition, the displacement adjusting part may be formed in plural, and each displacement adjusting part may be individually adjusted to deform the shape of the housing inner diameter into a lobe shape.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.According to embodiments of the present invention has at least the following effects.

본 발명에 따르면 베어링의 내경을 줄이거나 늘릴수 있고, 형상을 변경시킬 수 있어, 강성, 감쇠를 증가시킬 수 있으며, 운전 조건을 변경할 수 있다.According to the present invention, the inner diameter of the bearing can be reduced or increased, the shape can be changed, the stiffness and damping can be increased, and the operating conditions can be changed.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링의 사시도이다.
도 2a, 2b, 3은 각각 본 발명의 실시예에 따른 베어링의 정면도, 내부정면도, 측면도이다.
도 4는 하우징 내경의 형상이 조절되는 예들을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링의 사시도이다.
도 6a, 6b, 7은 각각 본 발명의 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링의 정면도, 내부정면도, 측면도이다.1 is a perspective view of a bearing according to an embodiment of the present invention.
2A, 2B, and 3 are a front view, an internal front view, and a side view of a bearing according to an embodiment of the present invention, respectively.
4 is a view showing examples in which the shape of the housing inner diameter is adjusted.
5 is a perspective view of a tilting pad bearing according to another embodiment of the present invention.
6A, 6B, and 7 are a front view, an internal front view, and a side view of a tilting pad bearing according to an embodiment of the present invention, respectively.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and only the embodiments are to make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, terms that are defined in a commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and / or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the mentioned components.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링의 사시도이고, 도 2a, 2b, 3은 각각 본 발명의 실시예에 따른 베어링의 정면도, 내부정면도, 측면도이다.1 is a perspective view of a bearing according to an embodiment of the present invention, Figures 2a, 2b, 3 is a front view, an internal front view, a side view of the bearing according to an embodiment of the present invention, respectively.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링은 하우징, 그루브 및 변위 조절부로 구성된다. 도 1과 같은 내부에 로터가 위치하도록 형성되는 슬리브(sleeve) 베어링을 형성함에 있어서 하우징(110), 그루브(120), 및 변위 조절부(130)가 형성될 수 있다.The bearing according to an embodiment of the present invention is composed of a housing, groove and displacement control. The housing 110, the groove 120, and the displacement adjusting unit 130 may be formed in forming a sleeve bearing in which the rotor is positioned in the inside of FIG. 1.

하우징(110)은 베어링의 몸체를 이루는 부분으로, 베어링의 형태에 따라 형성된다. 원형 베어링의 경우, 내경이 뚫린 원형의 형태로 형성된다. 내경에는 로터가 위치하게 된다. 하우징은 하나의 몸체로 형성되거나 도 1과 같이, 상부와 하부로 나뉘어 형성될 수 있다. 상부와 하부로 나뉘어 형성되는 경우, 로터에 결합된 베어링을 교체할 때, 로터를 해체할 필요없이 베어링만 상부와 하부로 분리하여 교체할 수 있어, 교체가 빠르고 편리할 수 있다. 상부와 하부와 나뉘는 경우, 상부와 하부를 연결하는 연결부를 더 포함할 수 있다. 연결부를 포함하는 경우, 도 3과 같이, 연결부의 결합 또는 분리가 가능한 공간이 형성될 수 있다. 또한, 하우징에는 베어링 외부에 형성되는 고정부와 결합하여 베어링의 회전을 방지하는 회전 스토퍼(stopper)가 형성될 수 있다. 고정부와 베어링을 고정되도록 결합하여 로터의 회전에 의한 베어링의 회전을 방지할 수 있다.The housing 110 is a part constituting the body of the bearing, and is formed according to the shape of the bearing. In the case of a circular bearing, the inner diameter is formed in the form of a circular hole. The rotor is located in the inner diameter. The housing may be formed of one body or divided into upper and lower portions as shown in FIG. 1. When formed in the upper and lower parts, when replacing the bearing coupled to the rotor, the bearing can be separated and replaced only the upper and lower parts without the need to dismantle the rotor, it can be quick and convenient replacement. When divided into the upper and lower, it may further include a connection for connecting the upper and lower. In the case of including the connection portion, as shown in FIG. 3, a space capable of coupling or detaching the connection portion may be formed. In addition, the housing may be formed with a rotation stopper (stopper) to prevent the rotation of the bearing in combination with the fixing portion formed outside the bearing. Combining the fixed portion and the bearing to be fixed to prevent the rotation of the bearing by the rotation of the rotor.

하우징(110)에는 도 3에서 보이는 바와 같이, 변위 조절부(130)가 형성되는 위치가 홈이 형성될 수 있고, 해당 위치에서 변위 조절부(130)를 조절할 수 있다. As shown in FIG. 3, the housing 110 may have a groove formed at a position where the displacement adjusting unit 130 is formed, and adjust the displacement adjusting unit 130 at the corresponding position.

그루브(120)는 하우징(110)에 원주 방향으로 형성된다. 그루브는 내부가 뚫린 형태를 의미하며, 하우징의 원주 방향으로 원형으로 형성된다. 그루브가 형성됨에 따라 하우징(110)은 외부 하우징과 내부 하우징으로 구분될 수 있고, 외부 하우징의 형상은 고정되고, 내부 하우징의 내경이나 형상이 변형될 수 있다.The groove 120 is formed in the housing 110 in the circumferential direction. The groove means a form in which the inside is bored, and is formed in a circular shape in the circumferential direction of the housing. As the groove is formed, the housing 110 may be divided into an outer housing and an inner housing, the shape of the outer housing is fixed, and the inner diameter or the shape of the inner housing may be modified.

변위 조절부(130)는 그루브(120)의 변위를 조절하여 하우징(110)의 내경의 형상을 조절한다. 변위 조절부(130)는 그루브(120)의 변위 즉 그루브에 의해 구분되는 외부 하우징과 내부 하우징 간의 거리를 조절하여 내부 하우징의 내경이나 형상을 조절한다. 그루브의 변위가 줄어들면 내부 하우징이 외부 하우징쪽으로 변위가 이동하고, 반대로 그루브의 변위가 커지면 내부 하우징이 외부 하우징에서 멀어지도록 변위가 이동한다. 이를 변위 조절부(130)가 조절하여 하우징(110) 내경의 형상을 조절한다.The displacement adjusting unit 130 controls the shape of the inner diameter of the housing 110 by adjusting the displacement of the groove 120. The displacement adjusting unit 130 adjusts the inner diameter or the shape of the inner housing by adjusting the displacement of the groove 120, that is, the distance between the outer housing and the inner housing divided by the groove. As the displacement of the grooves decreases, the displacement of the inner housing moves toward the outer housing, and conversely, the displacement of the grooves shifts the inner housing away from the outer housing. The displacement adjusting unit 130 adjusts the shape of the inner diameter of the housing 110.

변위 조절부(130)는 일 실시예로 볼트로 형성되고, 상기 볼트를 조이거나 풀어서 상기 그루브의 변위를 조절할 수 있다. 변위 조절부(130)는 도 2b와 같이, 그루브를 통과하여 하우징에 형성되는 볼트로 구현될 수 있다. 볼트를 조여서 그루브 내부의 내부 하우징에 힘을 가하여 그루브의 변위를 조절할 수 있다. 볼트를 조이면, 그루브의 변위가 커지고, 그에 따라 하우징 내경이 줄어들게 된다. 반대로, 볼트를 푸는 경우, 내부 하우징에 가해지는 힘을 줄여서 그루브의 변위가 줄어들고, 그에 따라 하우징 내경이 커질 수 있다. Displacement control unit 130 is formed of a bolt in one embodiment, it is possible to adjust the displacement of the groove by tightening or loosening the bolt. The displacement adjusting unit 130 may be implemented as a bolt formed in the housing through the groove, as shown in Figure 2b. Tightening of the bolts can be applied to the inner housing inside the groove to control the displacement of the groove. Tightening the bolts increases the displacement of the grooves, thereby reducing the housing inner diameter. Conversely, when loosening the bolts, the displacement of the grooves can be reduced by reducing the force exerted on the inner housing, thereby increasing the housing inner diameter.

변위 조절부(130)는 볼트 이외에 힘을 가하거나 줄여서 그루브의 변위를 조절할 수 있는 다른 형태로 구현될 수 있다. 압전 소자를 형성하여 그루브의 변위를 조절할 수 있고, 그루브 내부에 공기나 기름 등이 채워지면 팽창하는 팽창부가 형성되어 그룹의 변위를 조절할 수도 있다.Displacement control unit 130 may be implemented in other forms that can adjust the displacement of the groove by applying or reducing the force in addition to the bolt. The piezoelectric element may be formed to adjust the displacement of the groove, and when the air or oil is filled in the groove, an expansion part is formed to expand, thereby controlling the displacement of the group.

변위 조절부에 의해 그루브의 변위를 조절함에 있어서 전체적으로 동일하게 변위가 조절되는 경우, 하우징의 내경은 도 4a와 같이 줄어들거나, 도 4b와 같이 늘어날 수 있다.In the case where the displacement is adjusted in the same way in adjusting the displacement of the groove by the displacement adjusting unit, the inner diameter of the housing may be reduced as shown in FIG. 4A or increased as shown in FIG. 4B.

또는 변위 조절부(130)는 복수로 형성되고, 각각의 변위 조절부를 개별적으로 조절하여 상기 하우징 내경의 형상을 로브(Lobe) 형상으로 변형시킬 수 있다. 변위 조절부(130)를 하우징 원주 방향으로 일정한 간격으로 복수개가 형성되고, 각각의 변위 조절부를 개별적으로 조절함으로써 하우징 내경의 형상을 원하는 형태로 변형시킬 수 있다. 이때, 복수의 변위 조절부를 개별 조절하여, 로브(lobe) 형상으로 변형시킬 수 있다. 각각의 변위 조절부를 동일하게 조절하는 경우, 도 4a나 도 4b와 같이 하우징 내경이 줄거나 커지게 되나, 개별적으로 조절하면 도 4c나 도4d와 같이 로브(lobe) 형상으로 변형시킬 수 있다. 로브 형상으로 변형시킴으로써 강성(stiffness)와 감쇠(damping)을 증가시킬 수 있다. 변위 조절부를 개별적으로 조절함으로써 로브 형상뿐만 아니라 운전 조건에 따라 적합한 형상으로 변형시킬 수 있다.Alternatively, the displacement adjusting unit 130 may be formed in plural, and each displacement adjusting unit may be individually adjusted to deform the shape of the housing inner diameter into a lobe shape. A plurality of displacement adjusting units 130 are formed at regular intervals in the circumferential direction of the housing, and by adjusting each of the displacement adjusting units individually, the shape of the inner diameter of the housing may be modified into a desired shape. In this case, the plurality of displacement adjusting units may be individually adjusted to be transformed into a lobe shape. In the case of adjusting each displacement control unit in the same manner, the inner diameter of the housing is reduced or increased as shown in FIGS. 4A and 4B. However, when the respective displacement adjusters are adjusted, they can be deformed into lobes as shown in FIGS. 4C and 4D. Deformation into a lobe shape can increase stiffness and damping. By individually adjusting the displacement controller, it can be transformed into a shape suitable for the lobe shape as well as the operating conditions.

본 발명의 실시예에 따른 베어링은 도 4와 같이 틸팅 패드 베어링으로 형성될 수도 있다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링의 사시도이고, 도 6a, 6b, 7은 각각 본 발명의 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링의 정면도, 내부정면도, 측면도이다.The bearing according to the embodiment of the present invention may be formed as a tilting pad bearing as shown in FIG. 5 is a perspective view of a tilting pad bearing according to another embodiment of the present invention, Figures 6a, 6b, 7 is a front view, an internal front view, a side view of the tilting pad bearing according to an embodiment of the present invention, respectively.

락커-백 타입 틸팅 패드 베어링(rocker-back type tilting pad bearing)으로 형성되는 경우, 도 6b와 같이, 하우징(510), 그루브(520), 변위 조절부(530), 패드(540), 및 피봇 스크류(550)로 구성될 수 있다. 하우징(510), 그루브(520), 변위 조절부(530)는 도 1 내지 도 4의 베어링의 하우징, 그루브, 변위 조절부에 대응된다. 패드(540)는 피봇 스크류(550)에 의해 고정되며, 하우징 내경에 위치하는 로터를 받치는 역할을 한다. 패드를 통해 고온 및 고속으로 회전하는 로터에 의한 진동이나 흔들림을 줄일 수 있어 고속 로터의 안정성을 높일 수 있다. When formed with a rocker-back type tilting pad bearing, as shown in FIG. 6B, the housing 510, the groove 520, the displacement controller 530, the pad 540, and the pivot are as shown in FIG. 6B. It may be composed of a screw 550. The housing 510, the groove 520, and the displacement controller 530 correspond to the housing, groove, and displacement controller of the bearing of FIGS. 1 to 4. The pad 540 is fixed by the pivot screw 550 and serves to support the rotor located in the housing inner diameter. The pads can reduce vibration and shaking caused by the rotor rotating at high temperature and high speed, thereby increasing the stability of the high speed rotor.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

110, 510: 하우징
120, 520: 그루브
130, 530: 변위 조절부
540: 패드
550: 피봇 스크류110, 510: housing
120, 520: groove
130, 530: displacement control unit
540: pad
550: pivot screw

Claims

A housing constituting the body of the bearing;
Grooves formed in the housing in the circumferential direction; And
It includes a displacement control unit for adjusting the displacement of the groove,
The bearing, characterized in that for adjusting the shape of the inner diameter of the housing by adjusting the displacement of the groove.

The method of claim 1,
The displacement control unit is a bolt,
And tightening or releasing the bolt to adjust displacement of the groove.

The method of claim 1,
The displacement adjusting unit is formed in plurality,
Bearings, characterized in that to change the shape of the inner diameter of the housing to the shape of the lobe by adjusting each displacement control unit individually.