CN106640986A - 用于气体轴承‑转子系统的双推力盘结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于气体轴承‑转子系统的双推力盘结构。常见的为一个单推力盘结构,止推轴承的负载小,克服轴向力不均衡的补偿能力差,轴向不平衡力大于止推轴承承载补偿能力时,会导致系统轴向失稳。本发明组成包括:推力盘(4),推力盘为转子轴向上设置的前后双推力盘,双推力盘中间位置分别安装有前推力轴承(5A)、后推力轴承(5B),双推力盘左侧安装有前径向气体轴承(3),前径向气体轴承左侧是转子(2),转子左侧安装有压气机(1),双推力盘右侧安装有后径向气体轴承(6),后径向气体轴承右侧是转子,转子右侧安装有涡轮(7),前推力轴承、后推力轴承之间安装有电机(8)。本发明用于气体轴承‑转子系统的双推力盘结构。
Description
技术领域:
本发明涉及一种用于气体轴承-转子系统的双推力盘结构。
背景技术:
气体轴承主要用于高速轴承-转子系统,是微型燃气轮机、高速涡轮膨胀机、涡轮增压器等高速旋转机械设备中的常用结构形式,这种轴承可以和压气机、涡轮等结构一同使用,而成为微型燃气轮机等旋转机械系统的核心部件。
用于高速轴承-转子结构形式下的气体轴承包括径向轴承和止推轴承,径向轴承为转子提供径向承载,止推轴承为转子提供轴向载荷,为了给止推轴承提供作用面,通常是在转子轴向上设置与其垂直的推力盘,作为止推轴承安装和承载的基准面,目前常见的结构形式是在转子轴向上设置单推力盘结构,推力盘的轴向位置位于左右两个叶轮之间。
这种带有单推力盘的气体轴承-转子结构优点是结构简单,缺点是由于仅有一个单推力盘结构,止推轴承的负载较小,克服轴向力不均衡的补偿能力较差(只能向着止推轴承推力的反方向进行单向补偿),实际使用时,必须进行压气机-涡轮匹配设计,使两个叶轮的轴向推力相等,当转子两端叶轮的气动推力(或拉力)出现不均衡时,转子所受轴向力会不平衡,这种不平衡力如果大于止推轴承的承载补偿能力,就会导致轴承-转子系统轴向失稳,无法正常工作。
发明内容:
本发明的目的是提供一种用于气体轴承-转子系统的双推力盘结构。
上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种用于气体轴承-转子系统的双推力盘结构,其组成包括:推力盘,所述的推力盘为转子轴向上设置的前后双推力盘,所述的双推力盘中间位置分别安装有前推力轴承、后推力轴承,所述的双推力盘左侧安装有前径向气体轴承,所述的前径向气体轴承左侧是转子,所述的转子左侧安装有压气机,所述的双推力盘右侧安装有后径向气体轴承,所述的后径向气体轴承右侧是转子,所述的转子右侧安装有涡轮,所述的前推力轴承、后推力轴承之间安装有电机。
所述的用于气体轴承-转子系统的双推力盘结构,所述的压气机、转子、前径向气体轴承、双推力盘、前推力轴承、电机、后推力轴承、后径向气体轴承、涡轮都安装在同一主轴上。
有益效果:
1.本发明专利提出一种可用于燃气轮机、空气涡轮膨胀机和涡轮增压器等设备的气体轴承-转子系统的双推力盘结构,主要目的是克服单推力盘结构形式下,所存在的负载较小、轴向力不均衡补偿能力差等问题,采用这种结构后,压气机-涡轮可不必进行严格的匹配设计,提高了设计点位置轴向力的补偿能力,在变工况情况下,例如压气机-涡轮功率发生变化时,可作为压气机-涡轮功率匹配下的结构补偿和调整元件,以便提高气体轴承-转子系统运行的稳定性和承载。
本发明的目的在于克服现有单推力盘的气体轴承-转子结构的技术缺点,这种结构形式不仅能够增大气体轴承-转子结构中止推轴承的承载作用面,提高轴承的轴向承载能力,还可以大大改善轴向力不均衡补偿能力差的问题,提高系统运行稳定性,且结构形式简单易用。
图2是双推力盘结构应用于压气机-涡轮-电机系统的情况,通常情况下,涡轮-压气机-电机之间的功率随着使用工况而变化,当涡轮-压气机之间功率差距较大时,两者之间的轴向力差距也会较大,给轴向力补偿带来很大困难,采用双推力盘结构后,双推力盘可作为压气机-涡轮-电机功率匹配下的结构补偿和调整元件,简便可靠的提供轴向力的补偿和调整作用。
附图说明:
附图1是双推力盘的气体轴承-转子结构。
附图2是双推力盘结构应用于压气机-涡轮-电机系统的示意图。
附图3是单推力盘的气体轴承-转子结构。
具体实施方式:
实施例1:
一种用于气体轴承-转子系统的双推力盘结构,其组成包括:推力盘4,所述的推力盘为转子轴向上设置的前后双推力盘,所述的双推力盘中间位置分别安装有前推力轴承5A、后推力轴承5B,所述的双推力盘左侧安装有前径向气体轴承3,所述的前径向气体轴承左侧是转子2,所述的转子左侧安装有压气机1,所述的双推力盘右侧安装有后径向气体轴承6,所述的后径向气体轴承右侧是转子,所述的转子右侧安装有涡轮7,所述的前推力轴承、后推力轴承之间安装有电机8。
实施例2:
根据实施例1所述的用于气体轴承-转子系统的双推力盘结构,所述的压气机、转子、前径向气体轴承、双推力盘、前推力轴承、电机、后推力轴承、后径向气体轴承、涡轮都安装在同一主轴上。
实施例3:
根据实施例1所述的用于气体轴承-转子系统的双推力盘结构,所述的双推力盘结构应用于压气机-涡轮-电机系统的情况,通常情况下,涡轮-压气机-电机之间的功率随着使用工况而变化,当涡轮-压气机之间功率差距较大时,两者之间的轴向力差距也会较大,给轴向力补偿带来很大困难,采用双推力盘结构后,双推力盘可作为压气机-涡轮-电机功率匹配下的结构补偿和调整元件,简便可靠的提供轴向力的补偿和调整作用。
Claims (2)
1.一种用于气体轴承-转子系统的双推力盘结构,其组成包括:推力盘,其特征是:所述的推力盘为转子轴向上设置的前后双推力盘,所述的双推力盘中间位置分别安装有前推力轴承、后推力轴承,所述的双推力盘左侧安装有前径向气体轴承,所述的前径向气体轴承左侧是转子,所述的转子左侧安装有压气机,所述的双推力盘右侧安装有后径向气体轴承,所述的后径向气体轴承右侧是转子,所述的转子右侧安装有涡轮,所述的前推力轴承、后推力轴承之间安装有电机。
2.根据权利要求1所述的用于气体轴承-转子系统的双推力盘结构,其特征是:所述的压气机、转子、前径向气体轴承、双推力盘、前推力轴承、电机、后推力轴承、后径向气体轴承、涡轮都安装在同一主轴上。
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