[实用新型]一种推力轴承和转子系统

说明书

本实用新型提供一种推力轴承和转子系统，其中推力轴承包括：推力盘，推力盘固定于转轴上，推力盘上设置有第一磁性部件；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，磁轴承上沿周向设置有多个第二磁性部件，磁轴承与推力盘之间具有轴承间隙，且推力盘能够在第一磁性部件和多个第二磁性部件之间的磁力作用下在转轴的轴向方向上移动；推力盘或第一定子和第二定子上设置有动压发生槽。本实用新型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。

技术领域

本实用新型涉及轴承技术领域，尤其涉及一种推力轴承和转子系统。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型提供一种推力轴承和转子系统，以解决现有推力轴承存在的上述问题。

第一方面，本实用新型提供一种推力轴承，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，所述推力盘上设置有第一磁性部件；

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，所述磁轴承上沿周向设置有能够与所述第一磁性部件之间产生磁力的多个第二磁性部件，所述磁轴承与所述推力盘之间具有轴承间隙，且所述推力盘能够在所述第一磁性部件和所述多个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；

其中，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。

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，所述多个第二磁性部件设置于所述多个容纳槽内，且所述多个第二磁性部件的磁极朝向所述推力盘所在的一侧；

端盖和压环，所述端盖设置于所述磁轴承座的远离所述推力盘的一侧，所述压环设置于所述磁轴承座的靠近所述推力盘的一侧，所述端盖与所述压环配合，将所述多个第二磁性部件固定于所述磁轴承座上。

可选的，所述多个第二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，所述多个第二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，所述第一磁性部件包括设置于所述推力盘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；