[發明專利]一種推力軸承、轉子系統及推力軸承的控制方法

在審

• 申請號: 201810031422.3
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108869540A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 靳普
• 申請（專利權）人: 至玥騰風科技投資集團有限公司
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04;F16C41/00;F01D5/02;F02C7/06
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;黃燦

本發明提供一種推力軸承、轉子系統及推力軸承的控制方法，其中推力軸承包括：推力盤，推力盤固定于轉軸上，推力盤上設置有第一磁性部件；穿設于轉軸上的第一定子和第二定子，第一定子和第二定子分別設置于推力盤的相對兩側；每個定子包括磁軸承，磁軸承上沿周向設置有多個第二磁性部件，磁軸承與推力盤之間具有軸承間隙，且推力盤能夠在第一磁性部件和多個第二磁性部件之間的磁力作用下在轉軸的軸向方向上移動；推力盤或第一定子和第二定子上設置有動壓發生槽。本發明通過在推力軸承中設置軸承間隙和磁軸承，從而使該推力軸承形成氣、磁混合推力軸承，由于氣體軸承與磁軸承能夠協同工作，能夠改善推力軸承在高速運轉狀態下的動態性能和穩定性。

技術領域

本發明涉及軸承技術領域，尤其涉及一種推力軸承及控制方法和轉子系統。

背景技術

燃氣輪機主要包括壓氣機、燃燒室及透平三大部件?？諝膺M入壓氣機后被壓縮成高溫高壓的空氣，然后供給燃燒室與燃料混合燃燒，其產生的高溫高壓燃氣在透平中膨脹做功。轉子高速轉動時，轉子會受到軸向方向的力。為了限制轉軸發生軸向上的移動，轉子系統中需要安裝推力軸承。傳統的推力軸承均為普通的接觸式軸承，隨著轉子轉速的提高，尤其是轉子轉速每分鐘超過40000轉時，普通的接觸式軸承由于存在較大的機械磨損，已不能滿足工作轉速的需求，這就需要采用非接觸式軸承替代接觸式軸承。

現有技術中，非接觸式軸承一般包括磁軸承和空氣軸承。然而，磁軸承在長期開啟時存在能耗太大以及發熱等問題；而空氣軸承在表面線速度接近或者超過音速時，會產生激波，從而導致軸承失穩，甚至產生撞軸等災難性后果。可見，以上兩種非接觸式軸承均無法適用于高轉速的燃氣輪機或者燃氣輪機發電聯合機組。

可見，目前亟需提供一種新的推力軸承、轉子系統及推力軸承的控制方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明提供一種推力軸承、轉子系統及推力軸承的控制方法，以解決現有推力軸承存在的上述問題。

第一方面，本發明提供一種推力軸承，用于安裝于轉軸上，所述推力軸承包括：

推力盤，所述推力盤固定連接于所述轉軸上，所述推力盤上設置有第一磁性部件；

以及，穿設于所述轉軸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別設置于所述推力盤的相對兩側；

所述第一定子和所述第二定子中，每個定子包括磁軸承，所述磁軸承上沿周向設置有能夠與所述第一磁性部件之間產生磁力的多個第二磁性部件，所述磁軸承與所述推力盤之間具有軸承間隙，且所述推力盤能夠在所述第一磁性部件和所述多個第二磁性部件之間的磁力作用下在所述轉軸的軸向方向上移動；

其中，所述推力盤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盤的端面上設置有動壓發生槽。

可選的，所述磁軸承包括：

磁軸承座，所述磁軸承座與所述推力盤相對設置，所述磁軸承座上沿周向設置有多個容納槽，所述多個第二磁性部件設置于所述多個容納槽內，且所述多個第二磁性部件的磁極朝向所述推力盤所在的一側；

端蓋和壓環，所述端蓋設置于所述磁軸承座的遠離所述推力盤的一側，所述壓環設置于所述磁軸承座的靠近所述推力盤的一側，所述端蓋與所述壓環配合，將所述多個第二磁性部件固定于所述磁軸承座上。

可選的，所述多個第二磁性部件包括多個永磁體，所述多個永磁體在所述磁軸承上沿周向設置；

或者，所述多個第二磁性部件包括多個電磁鐵，所述多個電磁鐵在所述磁軸承上沿周向設置，所述多個電磁鐵中的每個電磁鐵包括設置于所述磁軸承上的磁芯及纏繞于所述磁芯上的線圈。

可選的，所述第一磁性部件包括設置于所述推力盤的面向所述第一定子和所述第二定子的端面上的磁性材料；