推力軸承的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及推力軸承。
[0002]本申請基于2012年10月16日在日本申請的日本特愿2012-228892號而主張優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容引用于此。
【背景技術(shù)】
[0003]一直以來，作為高速旋轉(zhuǎn)體用的軸承，已知對著設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸的推力環(huán)而配置的推力軸承。作為這樣的推力軸承，熟知箔式推力軸承。該箔式推力軸承這樣構(gòu)成:在成為基部的圓環(huán)板形狀的板材(底板)上圓環(huán)狀地配置多張由稱為波箔的薄板材構(gòu)成的波紋板，進一步地在其上配置與波箔同張數(shù)的稱為頂箔的薄板(例如，參考專利文獻1、專利文獻2)。
[0004]如果通過這樣的構(gòu)成，箔式推力軸承在推力環(huán)相對于推力軸承面(頂箔)靠近的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，那么形成由推力環(huán)和頂箔之間的楔效應(yīng)導(dǎo)致的空氣膜(流體潤滑膜)，并通過該空氣膜支撐推力環(huán)。所謂楔效應(yīng)，就是如果流體從寬闊縫隙向狹窄縫隙流動則在狹窄縫隙中產(chǎn)生壓力的現(xiàn)象。通過這樣的效應(yīng)，即在狹窄縫隙產(chǎn)生的壓力，推力軸承支撐載荷(推力環(huán))。
[0005]因此，為了在箔式推力軸承中有效地得到楔效應(yīng)，應(yīng)該在推力環(huán)和頂箔之間連續(xù)地形成寬闊縫隙和狹窄縫隙，有必要使頂箔的高度相對于推力環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向變化。為了這樣使頂箔的高度變化，一直以來，沿著推力環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向使波箔的高度(波(波峰)的高度)變化。
[0006]另外，在下述專利文獻3-6中，也公開了支撐推力環(huán)的推力軸承。
[0007][現(xiàn)有技術(shù)文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特表2008-513701號公報專利文獻2:日本特表2008-501922號公報專利文獻3:日本特開昭61-92316 專利文獻4:日本特開2002-349551 專利文獻5:日本特開昭63-195412 專利文獻6:日本特開昭59-187111。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008][發(fā)明要解決的問題]
但是，由于波箔由0.1mm左右的薄板構(gòu)成，因而存在以下情況:對每個波峰使波峰的高度例如數(shù)十μπι變化這樣的加工困難，即使能夠加工成本也變得非常高。此外，加工精度也變低，因而使頂箔的高度按照設(shè)計精度好地變化是困難的。
[0009]另外，也考慮不改變波箔的波峰的高度，而是通過在其上配置的頂箔的推壓力將波箔波峰的坍塌量一點點地變化，從而使頂箔的高度變化。但是，在該情況中，使頂箔的高度按照設(shè)計精度好地變化也是極為困難的。
[0010]如果這樣不能使頂箔的高度精度好地變化，那么由于量產(chǎn)性變低而成本變高。另夕卜，由于預(yù)先設(shè)計軸承負載能力變得困難，因而有可能性能的評價變難，實用性變低。
[0011]本發(fā)明是鑒于前述情形而做出的，其目的在于提供能使頂箔的高度精度好地變化并由此使軸承負載能力的預(yù)先設(shè)計成為可能的優(yōu)秀的推力軸承。
[0012][用于解決問題的方案]
在本發(fā)明的第I方式中，對著設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸的推力環(huán)而配置的推力軸承具備:頂箔，其對著前述推力環(huán)而配置；背箔，其對著前述頂箔的與對著前述推力環(huán)的面相反的一側(cè)的面而配置，并支撐該頂箔；以及圓環(huán)板狀的底板，其配置在前述背箔的與前述頂箔相反的一側(cè)，并支撐該背箔。前述背箔通過在前述底板的周向排列的多個背箔片形成。前述頂箔通過在前述多個背箔片上分別配設(shè)的多個頂箔片形成。前述底板具有分別支撐前述多個背箔片并且在前述周向上排列的多個支撐區(qū)域。前述支撐區(qū)域具有通過第I邊界線以及配置在該第I邊界線的前述推力環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的第2邊界線劃分的傾斜面。該傾斜面的高度隨著從前述第I邊界線朝向前述第2邊界線而增加。該傾斜面從前述第I邊界線到前述第2邊界線連續(xù)地形成。另外，前述背箔片配置在前述傾斜面內(nèi)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第I方式，在支撐背箔片的底板的各支撐區(qū)域形成有高度隨著從第I邊界線朝向第2邊界線而增加的傾斜面，因此通過經(jīng)由背箔片將頂箔片配置在該傾斜面上，從而能使頂箔片的高度沿著傾斜面精度好地變化。另外，此時關(guān)于背箔片，不使高度變化而以固定的高度制造即可，因此能抑制加工成本。
[0014]在本發(fā)明的第2方式中，在上述第I方式中，前述第2邊界線沿著前述底板的半徑方向形成。另外，前述傾斜面在與前述第2邊界線正交的方向上傾斜。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第2方式，能容易地進行傾斜面的加工，并且對應(yīng)于該傾斜面也能容易地進行背箔片的加工。
[0016]在本發(fā)明的第3方式中，在上述第I或第2方式中，前述頂箔片的前述推力環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的端緣部形成為其高度固定。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第3方式，能進一步提高由于楔效應(yīng)產(chǎn)生的壓力，因此能進一步提高推力軸承的軸承負載能力。
[0018]在本發(fā)明的第4方式中，在上述第I至第3的任一個方式中，前述頂箔片在與前述推力環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向相反的一側(cè)的端緣部固定在前述底板。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第4方式，推力環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)中的頂箔片的端緣部成為經(jīng)由背箔片從底板分離的狀態(tài)，因此與推力環(huán)之間變窄，所以能得到良好的楔效應(yīng)。
[0020]在本發(fā)明的第5方式中，在上述第I至第4的任一個方式中，前述背箔片形成為將多個波峰部和多個波谷部交替地配置的波板狀。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第5方式，能通過背箔片彈性地支撐頂箔片。
[0022]在本發(fā)明的第6方式中，在上述第5方式中，前述背箔片配置為使前述多個波峰部的排列方向與前述傾斜面的傾斜方向一致。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第6方式，通過將背箔片的多個波峰部的高度相同地形成，從而能使頂箔片的高度與底板的傾斜面配合而變化。因此，能使背箔片的加工變?nèi)菀住?br>[0024]在本發(fā)明的第7方式中，在上述第6方式中，前述背箔片在前述推力環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的端緣部固定在前述底板。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的第7方式，能沿著背箔片的波谷部的形成方向例如用焊接將背箔片固定在底板，能容易地進行固定。
[0026][發(fā)明的效果]
根據(jù)本發(fā)明的推力軸承，通過在底板的各支撐區(qū)域形成傾斜面，并在該傾斜面上經(jīng)由背箔片配設(shè)頂箔片，從而使頂箔片的高度沿著傾斜面精度好地變化。因此，能使加工容易而提高推力軸承的量產(chǎn)性，能謀求其成本的減少化。另外，能預(yù)先精度良好地設(shè)計推力軸承的軸承負載能力。
【附圖說明】
[0027]圖1是示出適用本發(fā)明涉及的推力軸承的渦輪機械的一例的示意圖。
[0028]圖2A是示出本發(fā)明的第I實施方式涉及的推力軸承的、將一部分剖視的俯視圖。
[0029]圖2B是圖2A的2B-2B線向視剖視圖。
[0030]圖3A是本發(fā)明的第I實施方式涉及的推力軸承的底板的透視圖。
[0031]圖3B是本發(fā)明的第I實施方式涉及的推力軸承的主要部分分解透視圖。
[0032]圖4A是本發(fā)明的第2實施方式涉及的推力軸承的主要部分側(cè)剖視圖。
[0033]圖4B是本發(fā)明的第2實施方式涉及的推力軸承的底板的透視圖。
[0034]圖4C是本發(fā)明的第2實施方式涉及的推力軸承的變形例的主要部分側(cè)剖視圖。
[0035]圖5A是本發(fā)明的第3實施方式涉及的推力軸承的主要部分側(cè)剖視圖。
[0036]圖5B是本發(fā)明的第3實施方式涉及的推力軸承的底板的透視圖。
【具體實施方式】
[0037]下面，參考附圖而詳細地說明本發(fā)明的推力軸承。此外，在下面的附圖中，為了使各部件為可辨識的大小，適當?shù)馗母鞑考谋壤?。此外，在本說明書和附圖中，關(guān)于具有實質(zhì)相同的功能、構(gòu)成的要素，通過附加相同的符號而省略重復(fù)說明，另外與本發(fā)明無直接關(guān)系的要素省略圖示。
[0038](第I實施方式)
圖1是示意地示出適用本發(fā)明的推力軸承的渦輪機械的一例的側(cè)面圖。圖1中符號I表示旋轉(zhuǎn)軸，符號2表示設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸的頂端部的葉輪，符號3表示本發(fā)明涉及的推力軸承。
[0039]在旋轉(zhuǎn)軸I中，推力環(huán)4固定在形成葉輪2的位置的附近。一對推力軸承3配置為夾持該推力環(huán)4。
[0040]另外，葉輪2配置在作為靜止部件的殼體5內(nèi)，在與殼體5之間形成有頂部空隙6。
[0041]另外，在旋轉(zhuǎn)軸I中，在比推力環(huán)4靠近旋轉(zhuǎn)軸I的中央，設(shè)置徑向軸承7。
[0042]圖2A、2B、3A、3B是示出在這樣構(gòu)成的渦輪機械中適用的第I實施方式中的推力軸承3A(3)的圖。圖2A是將推力軸承3A(3)的一部分剖視的俯視圖，圖2B是圖2A的2B-2B線向視剖視圖。另外，圖3A是底板的透視圖，圖3B是推力軸承3A(3)的主要部分分解透視圖。
[0043]該第I實施方式的推力軸承3A(3)是圖1中配置在比推力環(huán)4靠近葉輪2的位置的軸承。此外，在本實施方式中，配置在圖1中靠近葉輪2的位置的推力軸承3A(3)、和圖1中隔著推力環(huán)4配置在其相反側(cè)即靠近徑向軸承7的位置的推力軸承3，分別具備相同的構(gòu)成要素。但是，靠近徑向軸承7的推力軸承3具備推力軸承3A(3)的構(gòu)成在圖1中的左右方向上相反的構(gòu)成。
[0044]如圖2A、2B所示，本實施方式的推力軸承3A(3)是對著固定在旋轉(zhuǎn)軸I的圓板狀的推力環(huán)