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，所述推力盘的一端面用于与所述转轴的一端部连接，所述推力盘的远离所述转轴的一侧设置有磁轴承；分别设置于所述推力盘两侧的第一定子和第二定子，所述第一定子套设于所述磁轴承，所述第二定子套设于所述转轴；其中，所述推力盘能够在所述磁轴承的磁力作用下在所述转轴的轴向方向上移动。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，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，抗受扰动能力强，进而提高了推力轴承的承载能力。

A Thrust Bearing and Rotor System

【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和转子系统，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，所述推力盘的一端面用于与所述转轴连接，所述推力盘的远离所述转轴的一侧设置有磁轴承；分别设置于所述推力盘两侧的第一定子和第二定子，所述第一定子与所述推力盘之间具有第一间隙，所述第二定子与所述推力盘之间具有第二间隙，所述第一定子套设于所述磁轴承，所述第二定子套设于所述转轴；其中，所述推力盘能够在所述磁轴承的磁力作用下在所述转轴的轴向方向上移动。第二方面，本技术提供一种转子系统，包括：转轴；推力轴承，所述推力轴承的推力盘的一端面与所述转轴的一端部连接，所述推力盘的远离所述转轴的一侧设置有磁轴承，所述推力轴承的一定子套设于所述转轴，所述推力轴承的另一定子套设于所述磁轴承；依次设置于所述转轴的第一径向轴承、电机、压气机、第二径向轴承和透平，所述第一径向轴承位于所述转轴上靠近所述推力轴承的部位，所述第一径向轴承和所述第二径向轴承均为非接触式径向轴承。第三方面，本技术提供另一种转子系统，包括：第一转轴；推力轴承，所述推力轴承的推力盘的一端面与所述第一转轴的一端部连接，所述推力盘的远离所述转轴的端面设置有联轴器连接件，所述联轴器连接件套设有磁轴承，所述推力轴承的一定子套设于所述第一转轴，所述推力轴承的另一定子套设于所述磁轴承；依次设置于所述第一转轴上的压气机、第一径向轴承和透平，所述压气机位于所述第一转轴上靠近所述推力轴承的部位，所述推力轴承与所述压气机之间间隔预定距离，以使所述推力轴承不阻挡所述压气机的进气口；第二转轴，所述第二转轴一端部通过联轴器与所述联轴器连接件连接；依次设置于所述第二转轴上的第二径向轴承、电机和第三径向轴承；所述第一径向轴承、所述第二径向轴承和所述第三径向轴承均为非接触式径向轴承。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是本技术实施例提供的一种推力轴承的结构示意图；图2是本技术实施例提供的另一种推力轴承的结构示意图；图3至图4是动压发生槽的结构示意图；图5是本技术实施例提供的另一种推力轴承的结构示意图；图6至图7是轴承阻尼器调整构件的结构示意图；图8至图19是本技术实施例提供的转子系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本技术实施例提供如下的推力轴承700，该推力轴承700包括：推力盘710，推力盘710的一端面用于与转轴100的一端部连接，推力盘710的远离转轴100的一侧设置有磁轴承740；分别设置于推力盘710两侧的第一定子720和第二定子730，第一定子720与推力盘710之间具有第一间隙，第二定子730与推力盘710之间具有第二间隙，第一定子720套设于磁轴承740，第二定子730套设于转轴100；其中，推力盘710能够在磁轴承740的磁力作用下在转轴100的轴向方向上移动。推力盘710上可以设置磁性部件，例如，可以在推力盘710的朝向磁轴承740的端面上设置磁性部件；或者，推力盘710由导磁材料制成，例如40CrMo。推力盘710与转轴100的连接可以采用相配合的连接结构实现，也可以采用焊接、一体成型等工艺实现，还可以采用连接件、紧固件等方式实现。如图2所示，在图1所示的推力轴承700的基础上，推力盘710的靠近磁轴承740的端面设置有联轴器连接件712，磁轴承740套设于联轴器连接件712，联轴器连接件712用于连接联轴器。其中，联轴器连接件712可与推力盘710固定连接，也可与推力盘710一体成型。这样，本技术实施例的推力轴承700既可以应用于单轴的转子系统，将推力轴承700布置于转子系统的一端；也可以应用于通过联轴器连接的双轴转子系统，推力轴承700设置于转子系统的两个转轴100之间。本技术实施例中，推力盘710与第一定子720和第二定子730之间的间隙形成气体轴承，气体轴承与磁轴承协同工作，构成气磁混合轴承，提高了推力轴承的承载能力，同时该轴承运动精度高又便于控制，且结构及控制系统简单。以下关于推力轴承的其他实施方案既适用于图1所示的推力轴承，也适用于图2所示的推力轴承，并且具有相同的有益效果。可选的，推力盘710的端面设置有凸出的转轴连接部711，推力盘710通过转轴连接部711与转轴100连接。转轴连接部711可与推力盘710固定连接，也可与推力盘710一体成型。转轴连接部711与转轴100的连接可以采用相配合的连接结构实现，也可以采用焊接、一体成型等工艺实现，还可以采用连接件、紧固件等方式实现。可选的，转轴100的端部设置有连接孔，转轴连接部711插入连接孔内，以实现推力盘710与转轴100连接。将转轴连接部711插入转轴100的连接孔内的连接方式，可以提高转轴连接部711与转轴100之间连接的稳固性，从而提高推力盘710与转轴100之间的连接强度。可选的，磁轴承740包括与控制器742电连接的线圈741，控制器742用于控制线圈741中电流的通断和电流的大小。这里，控制器742既可以预先储存控制磁轴承740的运行程序，也可以通过检测元件所检测的各项参数，实现对磁轴承740的控制。可本文档来自技高网...

【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，所述推力盘的一端面用于与所述转轴的一端部连接，所述推力盘的远离所述转轴的一侧设置有磁轴承；分别设置于所述推力盘两侧的第一定子和第二定子，所述第一定子与所述推力盘之间具有第一间隙，所述第二定子与所述推力盘之间具有第二间隙，所述第一定子套设于所述磁轴承，所述第二定子套设于所述转轴；其中，所述推力盘能够在所述磁轴承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，所述推力盘的一端面用于与所述转轴的一端部连接，所述推力盘的远离所述转轴的一侧设置有磁轴承；分别设置于所述推力盘两侧的第一定子和第二定子，所述第一定子与所述推力盘之间具有第一间隙，所述第二定子与所述推力盘之间具有第二间隙，所述第一定子套设于所述磁轴承，所述第二定子套设于所述转轴；其中，所述推力盘能够在所述磁轴承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，所述推力盘的靠近所述磁轴承的端面设置有联轴器连接件，所述磁轴承套设于所述联轴器连接件，所述联轴器连接件用于连接联轴器。3.根据权利要求1或2所述的推力轴承，其特征在于，所述推力盘的端面设置有凸出的转轴连接部，所述转轴的端部设置有连接孔，所述转轴连接部插入所述连接孔内，以实现所述推力盘与所述转轴连接。4.根据权利要求1或2所述的推力轴承，其特征在于，所述磁轴承包括与控制器电连接的线圈，所述控制器用于控制所述线圈中电流的通断和电流的大小。5.根据权利要求4所述的推力轴承，其特征在于，所述控制器用于根据预设的运行程序，控制所述线圈中电流的通断和电流的大小。6.根据权利要求1或2所述的推力轴承，其特征在于，所述第一定子上设置有连接外接气源与所述第一间隙的第一静压进气节流孔，所述第二定子上设置有连接外接气源与所述第二间隙的第二静压进气节流孔；和/或，所述推力盘的面向所述第一定子和所述第二定子的端面，或，所述第一定子和所述第二定子的面向所述推力盘的端面上设置有动压发生槽。7.根据权利要求1或2所述的推力轴承，其特征在于，所述第一定子和所述...

【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