一種燃氣渦輪轉子的制作方法

本發明涉及轉子，尤其涉及一種燃氣渦輪轉子。

背景技術：

目前，幾乎所有需要高速旋轉工作的葉輪機械在使用時，轉子部分都是水平姿態并由若干點支撐使用的。由于重力始終豎直向下，轉子上的相對轉動中心在周向分布不均勻，在高速旋轉時會產生振動和偏載磨損。

燃氣渦輪發動機工作時，這種振動和磨損更需要控制。燃氣渦輪在輸出強大的軸向動力時轉子的止推軸承更要承受巨大的摩擦。磨損失效則是燃氣渦輪最主要的壽命制約因素之一。

因此，如何既解決水平放置時點支撐和偏載問題，同時有效降低燃氣渦輪提供軸向動力時止推軸承的磨損，是本領域技術人員亟待解決的問題。

技術實現要素：

為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種燃氣渦輪轉子，通過磁力支撐組的磁力和限位模塊的約束力，抵消豎直安裝轉子的重力和氣流在葉片間流動產生的推力。一方面解決了水平安裝時的點支撐磨損和偏載磨損及振動問題；另一方面也能有效削弱或消除燃氣渦輪轉子與止推軸承間的磨損。

本發明提供了一種燃氣渦輪轉子，包括豎起安裝的轉子本體和支撐臺，所述支撐臺上設有磁力支撐組，所述轉子本體包括轉軸和磁性圓盤，所述轉軸與所述磁性圓盤連接，所述磁性圓盤懸浮設置在所述磁力支撐組之間，所述磁性圓盤、磁力支撐組平行設置，所述磁性圓盤上設有限制磁性圓盤、磁力支撐組保持平行、同軸位置的限位模塊。

作為本發明的進一步改進，所述轉軸垂直于水平面。

作為本發明的進一步改進，所述轉軸、磁性圓盤、磁力支撐組同軸安裝。

作為本發明的進一步改進，所述轉軸上設有止推軸承。

作為本發明的進一步改進，所述磁力支撐組繞所述磁性圓盤的周向間隔均勻布置。

作為本發明的進一步改進，所述磁力支撐組與所述支撐臺之間安裝有壓電傳感器。

本發明的有益效果是：通過上述方案，通過磁性圓盤懸浮設置在磁力支撐組之上，實現磁力支撐，通過磁力支撐組的磁力和限位模塊的約束力，抵消豎直安裝的轉子的重力和氣流在葉片間流動產生的推力，一方面解決了水平安裝時的點支撐磨損和偏載磨損及振動問題；另一方面也能有效削弱或消除燃氣渦輪轉子與止推軸承間的磨損。

附圖說明

圖1是本發明一種燃氣渦輪轉子的示意圖。

圖2是本發明一種燃氣渦輪轉子的間隙控制示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖說明及具體實施方式對本發明進一步說明。

如圖1所示，一種燃氣渦輪轉子，包括豎起安裝的轉子本體1和支撐臺4，所述支撐臺4上設有磁力支撐組3，所述轉子本體1包括轉軸9和磁性圓盤2，所述轉軸9與所述磁性圓盤2連接，所述磁性圓盤2懸浮設置在所述磁力支撐組3之間，所述磁性圓盤2、磁力支撐組3平行設置，所述磁性圓盤2上設有限制磁性圓盤2、磁力支撐組3保持平行、同軸位置的限位模塊5。

如圖1所示，所述轉軸9垂直于水平面。

如圖1所示，所述轉軸9、磁性圓盤2、磁力支撐組3同軸安裝。

如圖1所示，所述轉軸9上設有止推軸承6。

如圖1所示，所述磁力支撐組3繞所述磁性圓盤2的周向間隔均勻布置。所述磁力支撐組3可以由任意個數的電磁鐵或永磁體組成。

如圖1所示，限位模塊5可選用機械式彈簧限位模塊，通過調節和控制彈簧的伸長量控制靜動葉片的間隙大小，保證轉子在最低的極限位置也不會對止推軸承6有明顯擠壓。

如圖1所示，燃氣渦輪不再是水平安裝，而是豎直放置，重力相對于轉軸軸線的分布理論上是均勻的。

如圖1所示，燃氣渦輪豎直安裝時，保證轉子本體1軸線沿豎直方向，磁性圓盤2安裝在轉子本體1的轉軸9或者延長軸段上，均勻分布的磁力支撐組3均分在與磁性圓盤2正對應的支撐臺4上，限位模塊5優選為機械式彈簧限位模塊，機械式彈簧限位模塊安裝在支撐臺4和磁性圓盤2之間，另外在磁力支撐組3與支撐臺4之間可選裝壓電傳感器。

如圖2所示（忽略其他細節），先設定燃氣渦輪轉子部分的重力（包含所有安裝在轉子上或依靠轉子支撐的部件的重力）為G，磁力支撐組3的豎直向上的磁力為F，機械式彈簧限位模塊的限位彈簧拉力F1，燃氣渦輪穩定工作時產生的額外軸流負荷為F2，葉間間隙的調整范圍為l~l+detal則在實際使用本發明的技術時如下公式：

G+F1+F2=F

F1=f(detal)

F=f(detal)

因此，通過豎直安裝燃氣渦輪轉子的磁力支撐組3的磁力大小和限位模塊5的限位調節，可實現燃氣渦輪轉子支撐的有效控制。止推軸承6的磨損會被大大降低甚至消除，動葉片7、靜葉片8的間隙可以得到有效調控。與此相關，止推軸承6與安裝擋臺的間隙、磁性圓盤2與磁力支撐組3的間隙均存在大小為detal的可變間隙調整空間，在設計上均需提前保證。

如圖2所示，本發明提供的一種燃氣渦輪轉子，基于磁支撐技術，首先是針對豎直放置的燃氣渦輪，這種安裝布局對分布式電站的小型燃氣渦輪地面應用特別適合。通過用磁鐵補償垂直方向的支撐力可降低甚至消除燃氣渦輪轉子的止推軸承6的支撐力。同時通過結合磁支撐與限位模塊5一起可控制動葉片7、靜葉片8的軸向間隙。既解決了周向載荷分布不均帶來的振動和磨損問題，也克服了止推軸承的磨損對壽命的約束問題。同時，也為動葉片7、靜葉片8的間隙控制提供了可靠保證。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。