CN208858776U - 一种推力轴承和转子系统 - Google Patents

Abstract

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，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。

Description

一种推力轴承和转子系统

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，本实用新型提供一种转子系统，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，本实用新型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。

本实用新型中，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，本实用新型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，本实用新型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实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的一种推力轴承的结构示意图；

图2是本实用新型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是本实用新型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是本实用新型实施例提供的转子系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型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，本实用新型实施例的推力轴承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。

本实用新型实施例中，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。

可选的，控制器742用于根据预设的运行程序，控制线圈741中电流的通断和电流的大小。

控制器742中可预先储存控制磁轴承740的运行程序，在推力轴承的整个工作过程中，控制器742根据预设的运行程序控制线圈741中电流的通断和电流的大小。这可理解为，本实用新型实施例的推力轴承中的磁轴承740采用开环控制，相对于通过检测参数实现控制的方式而言，开环控制有利于简化控制系统。

本实用新型实施例中，推力轴承700的气体轴承既可以是静压气体轴承，也可以是动压气体轴承，还可以是动静压混合气体轴承。

当推力轴承700的气体轴承为静压气体轴承时，如图1至图2所示，第一定子720上设置有连接外接气源与第一间隙的第一静压进气节流孔721，第二定子730上设置有连接外接气源与第二间隙的第二静压进气节流孔731。

第一静压进气节流孔721和第二静压进气节流孔731的流通直径可以根据气量需求等实际工况进行调节。

当推力轴承700的气体轴承为动压气体轴承时，推力盘710的面向第一定子720和第二定子730的端面，或，第一定子720和第二定子730的面向推力盘710的端面上设置有动压发生槽。

在推力盘710高速转动时，存在于轴承间隙(包括第一间隙和第二间隙)的流动气体被压入动压发生槽内，从而产生压力，以实现推力盘710沿轴向方向被非接触地保持。其中，动压发生槽产生压力的大小随动压发生槽的角度、槽宽、槽数、长度、深度以及平面度的不同而变化。此外，动压发生槽内产生的空气动压的大小也和推力盘的旋转速度以及轴承间隙有关。可以根据实际工况对动压发生槽的参数进行设计。

本实用新型实施例中，如图3至图4所示，动压发生槽741可呈辐射状或同心圆状排布。这样，有利于使气膜更均匀地分布于轴承间隙内。

本实用新型实施例中，动压发生槽741可包括第一螺旋槽7411和第二螺旋槽7412，第一螺旋槽7411环绕于第二螺旋槽7412外，第一螺旋槽7411和第二螺旋槽7412的螺旋走向相反，第一螺旋槽7411的靠近第二螺旋槽7412的一端与第二螺旋槽7412的靠近第一螺旋槽7411的一端连接或断开。

本实用新型实施例中，通过采用上述动压发生槽的设置方式，能够在转轴正向旋转或者反向旋转的情况下，推力盘都能以期望的方式非接触式地保持，从而使转轴具有负载能力高及稳定性好的优点。

当推力轴承700的气体轴承为动静压混合气体轴承时，推力轴承700既设置有动压发生槽，也设置有静压进气节流孔。由于前述已经分别对动压发生槽和静压进气节流孔进行说明，为避免重复，此处不再赘述。

本实用新型实施例的推力轴承700还可以是能够主动校正轴承间隙的推力轴承700。

如图5所示，第一定子720和第二定子730中，每个定子包括定子本体、压板760和轴承阻尼器750，轴承阻尼器750设置于定子本体和压板760之间，压板760设置于定子本体的靠近推力盘710的一侧；

其中，轴承阻尼器750由形状记忆材料制成，轴承阻尼器750能够在压板760的作用下发生塑性变形，以调整轴承间隙，轴承间隙包括第一间隙和第二间隙。

轴承阻尼器750可以由形状记忆金属或形状记忆聚合物制成，其中，形状记忆金属可以为钛镍合金、铜锌合金、铜铝镍合金、铜钼镍合金及铜金锌合金中的任意一种。若轴承的工作环境为高温环境，则轴承阻尼器750可选择耐高温(例如300℃以上)的形状记忆金属。

由于加工误差或者装配误差，推力轴承700运转前，第一定子720或第二定子730与推力盘710之间存在不平行的情况，这导致第一定子720或第二定子730与推力盘710之间的间隙不均匀。在推力轴承700的运转过程中，推力轴承700的压板760在气膜压力和转轴100负载的共同作用下调整自身的位置和姿态，压板760挤压间隙较小一侧的轴承阻尼器750发生相应的塑性变形，进而将压板760支撑在与推力盘710平行的位置，校正了推力轴承700的轴承间隙均匀度，从而满足轴承平稳运转的需求。

本实用新型实施例中，轴承阻尼器可以包括至少两个调整单元，轴承阻尼器可以为上述至少两个调整单元连续设置形成的整体器件，也可以包括至少两个独立设置的调整构件，该调整构件可包括至少一个调整单元，例如，一个调整单元即为一个调整构件，两个调整单元形成一个调整构件，三个调整单元形成一个调整构件，等等。可以理解的，当一个调整单元形成一个调整构件时，调整单元即等同于调整构件。当轴承阻尼器为至少两个调整单元连续设置形成的整体器件时，一方面，在安装时可以更加快捷；另一方面，不同尺寸或种类的轴承可能需要配置不同类型的轴承阻尼器，其适用范围较为局限。当轴承阻尼器包括至少两个独立设置的调整构件时，独立设置的调整构件可以适用于任何轴承，只需要根据轴承的尺寸或种类配置合适数量的调整构件，或者将多个调整构件排布为适用于轴承的形状即可。

本实用新型实施例中，如图6至图7所示，调整单元可以为半壳体结构，包括凸起部751和支撑部752，凸起部751与支撑部752一体成型。该凸起部751的外表面为平滑的弧形曲面，该支撑部752自凸起部751向四周平滑伸展。整个调整单元可以以凸起部751作为调整单元产生塑性变形的部位，支撑部752可以作为支撑整个调整单元的部位。将调整单元设置为上述半壳体结构，使得调整单元在受力前后均处于较稳定的状态。设置时，该凸起部751朝向压板760，支撑部752与定子本体722相贴设置，该凸起部751能够在压板760的作用下发生塑性变形，以调整轴承间隙。

除了上述半壳体结构之外，调整单元还可以是波浪形结构、锯齿形结构、球壳结构、半球壳结构等等。

本实用新型实施例中，为了使调整单元具有较佳的塑性变形性能，调整单元的厚度不宜过大；为了使调整单元具有较稳定的力学性能，调整单元的高度不宜过大。调整单元的高度H可以为1mm至3mm之间，调整单元的厚度L可以为0.1mm至0.3mm之间。

本实用新型实施例中，调整构件可分别沿第一定子本体和第二定子本体的端面周向均布，形成呈环状排布的轴承阻尼器750；调整构件还可分别沿第一定子本体和第二定子本体的端面径向均布，形成呈线型排布的轴承阻尼器750；调整构件还可分别沿第一定子本体和第二定子本体的端面周向均布，且分别沿第一定子本体和第二定子本体的端面轴向均布，以使调整构件分别沿第一定子本体和第二定子本体的端面分布有多圈，形成呈多环排布的轴承阻尼器。上述调整构件的设置方式均可以使轴承间隙的调整过程更加平稳，使得轴承间隙更加均匀。

在上述结构的推力轴承700中，动压发生槽可以设置于压板760的朝向推力盘710的端面上。

在上述结构的推力轴承700中，第一静压进气节流孔721可依次穿过第一定子本体、轴承阻尼器750和压板760，将轴承间隙与外接气源连通；第二静压进气节流孔731可依次穿过第二定子本体、轴承阻尼器750和压板760，将轴承间隙与外接气源连通。

对于设置有静压气体轴承的推力轴承而言，推力轴承的工作过程可包括以下步骤：

S1：开启静压气体轴承，推力盘在静压气体轴承的作用下到达第一定子和第二定子之间的预定位置，所述推力盘与所述第一定子和第二定子的端面均有间隙，在转轴转动的带动下，所述推力盘在受润滑的情况下相对于第一定子和第二定子开始转动，以防止磨损。

S2：在加速阶段，所述推力盘随着转轴加速而加速，轴向负载也相应增加，当到达预定转速时，控制器控制所述磁轴承开启，磁轴承与静压气体轴承共同支撑轴向负载。

S3：在停机阶段，所述推力盘随着转轴减速而减速，轴向负载也相应减小，当转速低于预定转速时，控制器控制所述磁轴承关闭，直到推力盘完全停下后关闭静压气体轴承。

其中，所述预定转速为额定转速的5％-30％。

在磁轴承开启期间，控制器根据预设运行程序调整线圈中的电流的大小，使得磁轴承适应推力轴承所承载的轴向力的变化。

需要说明的是，对于未设置静压气体轴承的推力轴承而言，在步骤S1中，可以通过控制器控制磁轴承开启，以使推力盘在磁轴承的作用下到达第一定子和第二定子之间的预定位置。在步骤S3中，直到推力盘完全停下后才通过控制器控制磁轴承关闭。

对于气体推力轴承而言，推力盘与定子之间的间隙直接影响到气体轴承的稳定性，因此，气体轴承对于推力盘的端面的平面度、定子的端面的平面度以及推力盘和定子端面之间的平行度要求很高。传统的推力轴承的制造方法是在推力盘和转轴加工到位后进行装配，由于装配过程中推力盘和转轴可能会发生轻微变形，同时由于受到装配精度的限制，使得推力盘和定子之间的间隙不均匀，导致气体轴承的整运转稳定性不高。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供如下的推力轴承的制造方法，包括以下步骤：

S1：制作推力盘、定子和转轴，所述定子包括第一定子和第二定子。

S2：将所述推力盘与所述转轴固定安装，形成推力盘转轴组件。

S3：对所述推力盘转轴组件进行加工，以使所述推力盘的端面与所述转轴的圆周面的垂直度在0.1微米以内。

S4：将所述第一定子装配至轴承壳体，并装入所述推力盘转轴组件，再将所述第二定子套设于所述转轴。

其中，制作所述推力盘的方法包括以下步骤：

S111：提供推力盘毛坯件，对所述推力盘毛坯件进行粗加工；

S112：对所述推力盘毛坯件进行淬火，以使所述推力盘毛坯件的硬度高于或等于55HRC(洛氏硬度，Rockwellhardness)；

S113：对所述推力盘毛坯件进行精加工，以使所述推力盘两端面之间的平行度在0.1微米以内，所述推力盘的任一端面的最大不平度小于或等于0.5微米，且平面度在1微米以内。

其中，制作所述定子的方法包括以下步骤：

S121：提供定子毛坯件，对所述定子毛坯件进行粗加工；

S122：对所述定子毛坯件进行淬火，以使所述定子毛坯件的硬度高于或等于55HRC；

S123：对所述定子毛坯件进行精加工，以使所述定子两端面之间的平行度在0.1微米以内，所述定子的至少朝向所述推力盘的端面的最大不平度小于或等于0.5微米，且平面度在1微米以内。

其中，制作所述转轴的方法包括以下步骤：

S131：提供转轴毛坯件，对所述转轴毛坯件进行粗加工；

S132：对所述转轴毛坯件进行淬火，以使所述转轴毛坯件的硬度高于或等于55HRC。

当推力轴承为静压气体轴承时，还需要在定子上设置静压进气节流孔，这样，制作所述定子的方法还包括以下步骤：

S124：在所述定子上加工至少一个静压进气节流孔。

当推力轴承为动压气体轴承时，还需要在定子或推力盘上设置动压发生槽。对于在定子上设置动压发生槽的情况而言，制作所述定子的方法还包括以下步骤：

S125：对所述定子的朝向所述推力盘的端面加工动压发生槽。

对于在推力盘上设置动压发生槽的情况而言，制作所述推力盘的方法还包括以下步骤：

S114：对所述推力盘的两端面加工动压发生槽。

可选的，步骤S125、S114中的动压发生槽的加工可以通过刻蚀法加工，其包括以下步骤：

S1141：依次使用四氯化碳或三氯乙烯、丙酮、酒精对待加工部件进行清洗；

S1142：采用感光抗蚀剂涂覆所述待加工部件的待刻槽端面；

S1143：将所述待加工部件置于70℃至90℃的温度中干燥20至40分钟，例如，将所述待加工部件置于80℃的温度中干燥30分钟；

S1144：在高压水银灯上方放置刻有动压发生槽的掩膜板，将所述待加工部件的待刻槽端面放置于所述掩膜板上进行曝光，例如，采用电压为1kV、电流为1A的高压水银灯，曝光20分钟；

S1145：使用显影液显影；

S1146：将所述待加工部件置于70℃至90℃的温度中干燥20至40分钟，例如，将所述待加工部件置于80℃的温度中干燥30分钟；

其中，所述待加工部件为所述定子或所述推力盘；所述掩膜板上的动压发生槽与所述待加工部件上形成的动压发生槽为镜像关系。

通过上述制造工艺制造的推力轴承，其回转精度高，满足轴承高速平稳运转的要求。

本实用新型实施例还提供如下的使用上述推力轴承的转子系统。

如图8所示，转子系统，包括：

转轴100；

推力轴承700，推力轴承700的推力盘的一端面与转轴100的一端部连接，推力盘的远离转轴100的一侧设置有磁轴承，推力轴承700的一定子套设于转轴100，推力轴承700的另一定子套设于磁轴承；

依次设置于转轴100的第一径向轴承500、电机400、压气机300、第二径向轴承610和透平200，第一径向轴承500位于转轴100上靠近推力轴承700的部位，第一径向轴承500和第二径向轴承610均为非接触式径向轴承。

如图9所示，转子系统，包括：

第一转轴100；

推力轴承700，推力轴承700的推力盘的一端面与第一转轴100的一端部连接，推力盘的远离转轴100的端面设置有联轴器连接件，联轴器连接件套设有磁轴承，推力轴承700的一定子套设于第一转轴100，推力轴承700的另一定子套设于磁轴承；

依次设置于第一转轴100上的压气机300、第一径向轴承500和透平200，压气机300位于第一转轴100上靠近推力轴承700的部位，推力轴承700与压气机300之间间隔预定距离，以使推力轴承700不阻挡压气机300的进气口；

第二转轴101，第二转轴101一端部通过联轴器102与联轴器连接件连接；

依次设置于第二转轴101上的第二径向轴承610、电机400和第三径向轴承620；

第一径向轴承500、第二径向轴承610和第三径向轴承620均为非接触式径向轴承。

其中，推力轴承700与压气机300之间间隔的预定距离，可以为压气机300的叶轮的进气口处叶片的高度的0.5倍至2倍，但不限于此，其具体尺寸可以根据压气机300和推力轴承700的具体参数进行设计。

图8所示的转子系统相比于图9所示的转子系统，取消了联轴器，发电机400与透平200同轴安装，结构简单且传动效率高。

由于上述推力轴承700为气磁混合推力轴承，因此将推力轴承700设置在冷端，同时将推力轴承700与压气机300之间间隔预定的距离，可以防止推力轴承700挡住压气机300的进气口。

本实用新型实施例中，压气机300可以为离心压气机300，透平200涡轮可以为离心式涡轮；电机400可以为流体动压轴承电机，转轴对应电机400的轴承的部位可以设置有第一动压发生槽。

进一步的，电机400还可以是启发一体式电机。

这样，在转子系统初始启动时刻，可以将电机400以启动模式开启，以使转子系统转动，当转子系统的转速提升至预设转速后，可以将电机400的工作模式切换到发电模式。

以下以图8所示的转子系统为基础，进一步说明该转子系统的其他实施方案。

如图10所示，电机400与压气机300之间还可设置有第三径向轴承620，以提高转子系统的稳定性。第三径向轴承620为非接触式径向轴承。

可选的，第一径向轴承500为气体静压径向轴承和气体动压径向轴承结合的动静压混合径向轴承。

可选的，第二径向轴承610和第三径向轴承620为气磁混合径向轴承。

以下以图9所示的转子系统为基础，进一步说明该转子系统的其他实施方案。

如图11所示，推力轴承700和压气机300之间可以再增加第四径向轴承630，以提高转子系统的稳定性。第四径向轴承630为非接触式径向轴承。

对于轻质的透平涡轮，譬如透平涡轮的材质为陶瓷材料、陶瓷纤维复合材料等，当推力轴承700的推力盘的直径较小，挡住燃气轮机进口的情况不严重，则可采用图12至图13所示的转子系统，其推力轴承700的推力盘的直径较小，不会挡住燃气轮机进口，且推力轴承700与压气机300之间间隔的所述预定距离可以减少，即缩短了整个转子系统的轴向长度，提高了转子系统的稳定性。

可选的，在第一径向轴承500为气体静压径向轴承和气体动压径向轴承结合的动静压混合径向轴承的基础上，增加磁性元件，形成气磁混合径向轴承，其结构与第二径向轴承610和第三径向轴承620为气磁混合轴承时的结构基本相同，区别仅在于第一径向轴承500靠近透平200位置处不设置磁性元件，因为磁性元件不耐高温。图14至图19分别一一示出了对应于图8至图13的转子系统。

为保护第一径向轴承500上的磁性元件，可以通过减少透平200辐射至第一径向轴承500上的热能的方式实现。具体的，透平200上靠近第一径向轴承500的一侧设置有隔热层。这里，隔热层可以是气凝胶或其它材料。

当转子系统应用于燃料为氢气、甲醇、乙醇、乙二醇等醇类气体的燃气轮机发电机组时，第一径向轴承500优选气体动静压混合径向轴承。由于上述燃料燃烧过程中不会产生油污或者杂质等，选择气体动静压混合径向轴承既能避免纯动压轴承在开启和关闭阶段的干摩擦，磨损旋转轴和轴承，同时静压轴承的静压节流孔不会存在被油污堵塞的可能。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

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第二定子中，每个定子包括定子本体、压板和轴承阻尼器，所述轴承阻尼器设置于所述定子本体和所述压板之间，所述压板设置于所述定子本体的靠近所述推力盘的一侧；

其中，所述轴承阻尼器由形状记忆材料制成，所述轴承阻尼器能够在所述压板的作用下发生塑性变形，以调整轴承间隙，所述轴承间隙包括所述第一间隙和所述第二间隙。

8.一种转子系统，其特征在于，包括：

转轴；

如权利要求1所述的推力轴承，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；

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。

9.根据权利要求8所述的转子系统，其特征在于，所述电机与所述压气机之间还设置有第三径向轴承，所述第三径向轴承为非接触式径向轴承。

10.一种转子系统，其特征在于，包括：

第一转轴；

如权利要求2所述的推力轴承，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，所述联轴器连接件套设有磁轴承；

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。

11.根据权利要求10所述的转子系统，其特征在于，所述推力轴承与所述压气机之间还设置有第四径向轴承，所述第四径向轴承为非接触式径向轴承。