一种推力轴承和转子系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种推力轴承和转子系统，其中推力轴承包括：推力盘，推力盘固定连接于转轴上；穿设于转轴上的第一定子和第二定子，第一定子和第二定子分别设置于推力盘的相对两侧；每个定子包括磁轴承和箔片轴承，磁轴承上沿周向设置有多个第一磁性部件，箔片轴承设置有第二磁性部件；其中，箔片轴承设置于磁轴承与推力盘之间，并与推力盘之间具有轴承间隙，且箔片轴承能够在磁力作用下在转轴的轴向方向上移动。本实用新型专利技术通过在推力轴承中设置轴承间隙和磁轴承，从而使该推力轴承形成气、磁混合推力轴承，由于气体轴承与磁轴承能够协同工作，能够改善推力轴承在高速运转状态下的动态性能和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种推力轴承和转子系统
本技术涉及轴承
，尤其涉及一种推力轴承和转子系统。
技术介绍
燃气轮机主要包括压气机、燃烧室及透平三大部件。空气进入压气机后被压缩成高温高压的空气，然后供给燃烧室与燃料混合燃烧，其产生的高温高压燃气在透平中膨胀做功。转子高速转动时，转子会受到轴向方向的力。为了限制转轴发生轴向上的移动，转子系统中需要安装推力轴承。传统的推力轴承均为普通的接触式轴承，随着转子转速的提高，尤其是转子转速每分钟超过40000转时，普通的接触式轴承由于存在较大的机械磨损，已不能满足工作转速的需求，这就需要采用非接触式轴承替代接触式轴承。现有技术中，非接触式轴承一般包括磁轴承和空气轴承。然而，磁轴承在长期开启时存在能耗太大以及发热等问题；而空气轴承在表面线速度接近或者超过音速时，会产生激波，从而导致轴承失稳，甚至产生撞轴等灾难性后果。可见，以上两种非接触式轴承均无法适用于高转速的燃气轮机或者燃气轮机发电联合机组。可见，目前亟需提供一种新的推力轴承、转子系统及推力轴承的控制方法，以解决上述问题。
技术实现思路
本技术提供一种推力轴承和转子系统，以解决上述问题。第一方面，本技术提供一种推力轴承，用于安装于转轴上，所述推力轴承包括：推力盘，所述推力盘固定连接于所述转轴上；以及，穿设于所述转轴上的第一定子和第二定子，所述第一定子和所述第二定子分别设置于所述推力盘的相对两侧；所述第一定子和所述第二定子中，每个定子包括磁轴承和箔片轴承，所述磁轴承上沿周向设置有多个第一磁性部件，所述箔片轴承设置有能够与所述多个第一磁性部件之间产生磁力的第二磁性部件；其中，所述箔片轴承设置于所述磁轴承与所述推力盘之间，并与所述推力盘之间具有轴承间隙，且所述箔片轴承能够在所述第一磁性部件和所述第二磁性部件之间的磁力作用下在所述转轴的轴向方向上移动。可选的，所述磁轴承包括：磁轴承座，所述磁轴承座与所述推力盘相对设置，所述磁轴承座上沿周向设置有多个容纳槽，所述多个第一磁性部件设置于所述多个容纳槽内，且所述多个第一磁性部件的磁极朝向所述箔片轴承所在的一侧；端盖，所述端盖设置于所述磁轴承座的远离所述箔片轴承的一侧，并与所述箔片轴承配合，将所述第一磁性部件固定于所述磁轴承座上。可选的，所述多个第一磁性部件包括多个永磁体，所述多个永磁体在所述磁轴承上沿周向设置；或者，所述多个第一磁性部件包括多个电磁铁，所述多个电磁铁在所述磁轴承上沿周向设置，所述多个电磁铁中的每个电磁铁包括设置于所述磁轴承上的磁芯及缠绕于所述磁芯上的线圈。可选的，所述箔片轴承包括：与所述磁轴承座固定连接的箔片轴承座；以及，设置于所述箔片轴承座上的第一箔片和第二箔片，所述第一箔片安装于所述箔片轴承座上，所述第二箔片叠设于所述第一箔片的靠近所述推力盘的一侧；其中，所述第二箔片为平箔片，所述第二磁性部件设置于所述第二箔片上，以使所述第二箔片能够在所述第一磁性部件和所述第二磁性部件的磁力作用下在所述转轴的轴向方向上移动；所述第一箔片为能够在所述第二箔片移动时发生弹性变形的弹性变形箔片。可选的，所述第一箔片为呈波浪状的弹性变形箔片，且所述第一箔片为不封闭的环形，其上设有一开口，所述开口的一端为固定端，所述固定端固定于所述箔片轴承座上，所述开口的另一端为活动端；其中，所述第二箔片在所述转轴的轴向方向上移动时，所述第一箔片上的波浪纹伸展或收缩，所述活动端沿所述环形的周向移动。可选的，所述第二磁性部件包括设置于所述第二箔片的靠近所述磁轴承的一侧表面上的磁性材料；其中，所述磁性材料在所述第二箔片上呈条状分布，而形成多个条状磁性部，所述多个条状磁性部呈辐射状或环状；或者，所述磁性材料在所述第二箔片上呈点状分布。可选的，所述推力轴承还包括传感器，所述传感器为以下任意一种或多种的组合：用于检测所述推力盘位置的位移传感器；用于检测所述轴承间隙处的气膜压力的压力传感器；用于检测所述推力盘转速的速度传感器；用于检测所述推力盘旋转加速度的加速度传感器。可选的，所述传感器包括传感器盖和传感器探头，所述传感器探头的第一端连接所述传感器盖，所述传感器盖固定于所述磁轴承上，所述磁轴承和所述箔片轴承上设有用于供所述传感器探头穿过的通孔；所述传感器探头的第二端穿过所述磁轴承和所述箔片轴承上的通孔，并伸至所述轴承间隙，且所述传感器探头的第二端端部与所述箔片轴承的靠近所述推力盘的一侧平齐。可选的，所述传感器设置于相邻的两个第一磁性部件之间。第二方面，本技术提供一种转子系统，包括转轴和第一方面中任一项所述的推力轴承。可选的，所述转轴的轴体为一体结构，所述转轴水平设置或竖向设置；所述转轴上依次设置有电机、压气机和透平；所述转轴上还设置有至少两个径向轴承，所述至少两个径向轴承均为非接触式轴承；其中，所述推力轴承设置于所述透平的靠近所述压气机的一侧的预设位置上，所述预设位置为能够使所述转子系统的重心位于所述至少两个径向轴承中相距最远的两个径向轴承之间的位置。可选的，所述转轴的轴体为一体结构，所述转轴水平设置或竖向设置；所述转轴上设置有电机、压气机、透平和两个径向轴承，所述两个径向轴承均为非接触式轴承；所述转子系统还包括第一机匣和第二机匣，所述第一机匣与所述第二机匣连接；其中，所述电机、所述推力轴承和所述两个径向轴承均设置于所述第一机匣内，所述压气机和所述透平均设置于所述第二机匣内，所述压气机的叶轮与所述透平的叶轮在所述第二机匣内相靠设置。本技术中，通过在推力轴承中设置轴承间隙和磁轴承，从而使该推力轴承形成气、磁混合推力轴承。这样，由于气体轴承与磁轴承能够协同工作，本技术能够改善推力轴承，尤其在高速运转状态下的动态性能和稳定性，抗受扰动能力强，进而提高了推力轴承的承载能力。可见，本技术的推力轴承能够满足高转速的燃气轮机或者燃气轮机发电联合机组等的需求。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。图1是实施例一提供的一种推力轴承的结构示意图；图2是实施例一提供的推力轴承中磁轴承的结构示意图；图3是实施例一提供的推力轴承中磁轴承座的结构示意图；图4是实施例一提供的推力轴承中第一箔片的结构示意图；图5是实施例二提供的一种转子系统的结构示意图；图6是实施例三提供的一种转子系统的结构示意图；图7是实施例四提供的一种转子系统的结构示意图；图8是实施例四提供的另一种转子系统的结构示意图；图9是实施例五提供的一种在转子系统中设置锁紧装置的结构示意图；图10是实施例五提供的另一种在转子系统中设置锁紧装置的结构示意图；图11是图10中C-C向的结构示意图；图12是实施例六提供的在转轴上涂覆防磨涂层的结构示意图；图13是实施例七提供的一种推力轴承的控制方法的流程示意图；图14是实施例七提供的另一种推力轴承的控制方法的流程示意图；图15是实施例八提供的一种箔片式气磁混合径向轴承的剖视图；图16是实施例八提供的箔片式气磁混合径向轴承的外部视图；图17是实施例八提供的箔片式气磁混合径向轴承中第三磁轴承座的结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种推力轴承，用于安装于转轴上，其特征在于，所述推力轴承包括：推力盘，所述推力盘固定连接于所述转轴上；以及，穿设于所述转轴上的第一定子和第二定子，所述第一定子和所述第二定子分别设置于所述推力盘的相对两侧；所述第一定子和所述第二定子中，每个定子包括磁轴承和箔片轴承，所述磁轴承上沿周向设置有多个第一磁性部件，所述箔片轴承设置有能够与所述多个第一磁性部件之间产生磁力的第二磁性部件；其中，所述箔片轴承设置于所述磁轴承与所述推力盘之间，并与所述推力盘之间具有轴承间隙，且所述箔片轴承能够在所述第一磁性部件和所述第二磁性部件之间的磁力作用下在所述转轴的轴向方向上移动。

【技术特征摘要】
1.一种推力轴承，用于安装于转轴上，其特征在于，所述推力轴承包括：推力盘，所述推力盘固定连接于所述转轴上；以及，穿设于所述转轴上的第一定子和第二定子，所述第一定子和所述第二定子分别设置于所述推力盘的相对两侧；所述第一定子和所述第二定子中，每个定子包括磁轴承和箔片轴承，所述磁轴承上沿周向设置有多个第一磁性部件，所述箔片轴承设置有能够与所述多个第一磁性部件之间产生磁力的第二磁性部件；其中，所述箔片轴承设置于所述磁轴承与所述推力盘之间，并与所述推力盘之间具有轴承间隙，且所述箔片轴承能够在所述第一磁性部件和所述第二磁性部件之间的磁力作用下在所述转轴的轴向方向上移动。2.根据权利要求1所述的推力轴承，其特征在于，所述磁轴承包括：磁轴承座，所述磁轴承座与所述推力盘相对设置，所述磁轴承座上沿周向设置有多个容纳槽，所述多个第一磁性部件设置于所述多个容纳槽内，且所述多个第一磁性部件的磁极朝向所述箔片轴承所在的一侧；端盖，所述端盖设置于所述磁轴承座的远离所述箔片轴承的一侧，并与所述箔片轴承配合，将所述第一磁性部件固定于所述磁轴承座上。3.根据权利要求2所述的推力轴承，其特征在于，所述多个第一磁性部件包括多个永磁体，所述多个永磁体在所述磁轴承上沿周向设置；或者，所述多个第一磁性部件包括多个电磁铁，所述多个电磁铁在所述磁轴承上沿周向设置，所述多个电磁铁中的每个电磁铁包括设置于所述磁轴承上的磁芯及缠绕于所述磁芯上的线圈。4.根据权利要求2所述的推力轴承，其特征在于，所述箔片轴承包括：与所述磁轴承座固定连接的箔片轴承座；以及，设置于所述箔片轴承座上的第一箔片和第二箔片，所述第一箔片安装于所述箔片轴承座上，所述第二箔片叠设于所述第一箔片的靠近所述推力盘的一侧；其中，所述第二箔片为平箔片，所述第二磁性部件设置于所述第二箔片上，以使所述第二箔片能够在所述第一磁性部件和所述第二磁性部件的磁力作用下在所述转轴的轴向方向上移动；所述第一箔片为能够在所述第二箔片移动时发生弹性变形的弹性变形箔片。5.根据权利要求4所述的推力轴承，其特征在于，所述第一箔片为呈波浪状的弹性变形箔片，且所述第一箔片为不封闭的环形，其上设有一开口，所述开口的一端为固定端，所述固定端固定于所述箔片轴承座上，所述开口的另一端为活动端；其中，所述第二箔片在所述转轴的轴向方向上移动时，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳普，
申请(专利权)人：至玥腾风科技投资集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11