本發(fā)明涉及機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，用于驅(qū)動(dòng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)工作。按照不同的轉(zhuǎn)軸數(shù)量，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)分為單轉(zhuǎn)子、雙轉(zhuǎn)子和多轉(zhuǎn)子渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。

其中，雙轉(zhuǎn)子渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)配置雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。一般地，雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括兩根轉(zhuǎn)軸，高壓轉(zhuǎn)軸和低壓轉(zhuǎn)軸。高壓轉(zhuǎn)軸的一端連接渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓渦輪，高壓轉(zhuǎn)軸的另一端連接高壓壓氣機(jī)。高壓轉(zhuǎn)軸為空心軸，低壓轉(zhuǎn)軸的一端連接渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓渦輪，低壓轉(zhuǎn)軸的另一端從高壓轉(zhuǎn)軸的空心穿過后連接低壓壓氣機(jī)。在工作時(shí)，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)通過高壓轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)高壓壓氣機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，通過低壓轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)低壓壓氣機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)。為了保證高壓轉(zhuǎn)軸和低壓轉(zhuǎn)軸獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，高壓轉(zhuǎn)軸和低壓轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置滾動(dòng)軸承B，低壓轉(zhuǎn)軸由滾動(dòng)軸承支承B；而高壓轉(zhuǎn)軸則通過滾動(dòng)軸承C固定在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣上。

隨著航空技術(shù)的發(fā)展，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能提出了新的要求。但是，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于無法主動(dòng)控制滾動(dòng)軸承的運(yùn)動(dòng)特性，特別是滾動(dòng)軸承C的運(yùn)動(dòng)特性，因此無法實(shí)現(xiàn)高壓轉(zhuǎn)軸的運(yùn)轉(zhuǎn)情況的動(dòng)態(tài)調(diào)整，也就無法實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的在線調(diào)整。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決在航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于無法主動(dòng)控制滾動(dòng)軸承的運(yùn)動(dòng)特性，特別是滾動(dòng)軸承C的運(yùn)動(dòng)特性，因此無法實(shí)現(xiàn)高壓轉(zhuǎn)軸的運(yùn)轉(zhuǎn)情況的動(dòng)態(tài)調(diào)整，也就無法實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的在線調(diào)整，本發(fā)明提供了一種雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。所述技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明提供了一種雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，適用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，所述雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括內(nèi)轉(zhuǎn)軸、外轉(zhuǎn)軸、第一支承組件和第二支承組件，所述外轉(zhuǎn)軸為空心軸，所述外轉(zhuǎn)軸套設(shè)在所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸上，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸的兩端分別伸出所述外轉(zhuǎn)軸的兩端外，所述外轉(zhuǎn)軸通過所述第一支承組件可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣上，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸通過所述第二支承組件可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在所述外轉(zhuǎn)軸上；

所述第一支承組件包括兩套第一支承，所述兩套第一支承分別分布于所述外轉(zhuǎn)軸的兩端，每套所述第一支承包括電磁軸承、中端蓋和后端蓋；

所述中端蓋和所述后端蓋均為透蓋、且所述中端蓋和所述后端蓋均套設(shè)在所述外轉(zhuǎn)軸上，所述中端蓋的外壁和所述后端蓋的外壁均與所述機(jī)匣固定連接，同一套所述第一支承中所述電磁軸承的定子安裝在所述中端蓋和所述后端蓋之間，所述電磁軸承的轉(zhuǎn)子套設(shè)在所述外轉(zhuǎn)軸上，同一所述電磁軸承的轉(zhuǎn)子與定子相對(duì)，兩套所述第一支承的后端蓋相對(duì)；

所述電磁軸承配置至少兩個(gè)位移傳感器，同一套所述第一支承中所述電磁軸承的位移傳感器安裝在所述后端蓋上，同一所述后端蓋上的位移傳感器是正交分布的、且均沿所述電磁軸承的徑向分布，所述位移傳感器的探頭指向所述外轉(zhuǎn)軸的圓周面；所述電磁軸承還配置有控制器和功率放大器，所述控制器與所述位移傳感器電連接，所述功率放大器分別與所述控制器和所述電磁軸承的定子連接。

可選的，所述外轉(zhuǎn)軸的兩端的外壁上分別沿徑向方向設(shè)有定位凸緣，所述電磁軸承的轉(zhuǎn)子是采用熱套工藝安裝在所述外轉(zhuǎn)軸上的；在采用熱套工藝安裝所述電磁軸承的轉(zhuǎn)子時(shí)，是采用所述定位凸緣進(jìn)行定位的。

可選的，位移傳感器為電渦流位移傳感器。

可選的，所述外轉(zhuǎn)軸的兩端分別設(shè)有軸肩，所述電磁軸承的轉(zhuǎn)子安裝在所述軸肩上，

每套所述第一支承還包括第一滾動(dòng)軸承和前端蓋，所述前端蓋為透蓋、且所述前端蓋套設(shè)在所述外轉(zhuǎn)軸上，同一套所述第一支承中所述前端蓋固定在所述中端蓋上，同一套所述第一支承中所述中端蓋位于所述前端蓋與所述后端蓋之間，同一套所述第一支承中所述第一滾動(dòng)軸承的定子安裝在所述前端蓋與所述中端蓋之間；

所述第一滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)子套設(shè)在所述外轉(zhuǎn)軸上、且所述第一滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)子與所述外轉(zhuǎn)軸之間存在間隙，所述第一滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)子與所述外轉(zhuǎn)軸之間的間隙小于所述電磁軸承的轉(zhuǎn)子與所述電磁軸承的定子之間的間隙；所述第一滾動(dòng)軸承的定子與所述第一滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)子相對(duì)，所述第一滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)子與相鄰的軸肩之間存在間隙。

可選的，所述第一滾動(dòng)軸承為深溝球軸承或角接觸球軸承。

可選的，所述第二支承組件包括兩套第二支承，所述兩套第二支承分別分布于所述外轉(zhuǎn)軸的兩端，每套所述第二支承包括永磁軸承、內(nèi)端蓋和鎖緊螺母；

所述內(nèi)端蓋為透蓋，所述內(nèi)端蓋套設(shè)在所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸上、并與所述外轉(zhuǎn)軸固定連接；

所述外轉(zhuǎn)軸的兩端的內(nèi)壁分別沿徑向設(shè)有一圈內(nèi)凸緣，同一套所述第二支承中所述永磁軸承的定子安裝在相鄰的內(nèi)凸緣與所述內(nèi)端蓋之間；

所述鎖緊螺母緊套在所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸上，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸的兩端的外壁分別沿徑向設(shè)有一圈外凸緣，同一套所述第二支承中所述永磁軸承的轉(zhuǎn)子安裝在相鄰的外凸緣和所述鎖緊螺母之間，同一所述永磁軸承的定子與轉(zhuǎn)子相對(duì)，兩套所述第二支承的永磁軸承相對(duì)。

可選的，所述永磁軸承的轉(zhuǎn)子包括動(dòng)磁環(huán)、動(dòng)保持架和轉(zhuǎn)子隔磁環(huán)，所述動(dòng)保持架為空心軸且所述動(dòng)保持架套設(shè)在所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸上，所述動(dòng)保持架的一端的外壁沿徑向設(shè)有一圈凸緣，所述動(dòng)保持架的凸緣與所述外凸緣接觸，所述動(dòng)磁環(huán)和所述轉(zhuǎn)子隔磁環(huán)均套設(shè)在所述動(dòng)保持架上，所述動(dòng)磁環(huán)安裝在所述轉(zhuǎn)子隔磁環(huán)與所述動(dòng)保持架的凸緣之間，所述轉(zhuǎn)子隔磁環(huán)安裝在所述動(dòng)磁環(huán)與所述鎖緊螺母之間；

所述永磁軸承的定子包括定磁環(huán)、定保持架和定子隔磁環(huán)，所述定磁環(huán)套設(shè)在所述動(dòng)磁環(huán)上，所述定子隔磁環(huán)套設(shè)在所述動(dòng)保持架的凸緣上、且所述定子隔磁環(huán)與所述內(nèi)凸緣接觸，所述定保持架為空心軸且所述定保持架套設(shè)在所述定磁環(huán)上，所述定保持架的一端的內(nèi)壁沿徑向設(shè)有一圈凸緣，所述定保持架的凸緣與所述轉(zhuǎn)子隔磁環(huán)相對(duì)，所述定磁環(huán)安裝在所述定保持架的凸緣與所述定子隔磁環(huán)之間，所述定保持架的凸緣位于所述內(nèi)端蓋與所述定磁環(huán)之間。

可選的，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸的兩端分別設(shè)有軸肩，所述鎖緊螺母安裝在所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸的軸肩上；

每套所述第二支承還包括第二滾動(dòng)軸承和外端蓋；

所述外端蓋為透蓋、且所述外端蓋套設(shè)在所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸上，同一套所述第二支承中所述外端蓋固定在所述內(nèi)端蓋上，同一套所述第二支承中所述內(nèi)端蓋位于所述外端蓋與所述永磁軸承之間，同一套所述第二支承中所述第二滾動(dòng)軸承的定子安裝在所述外端蓋與所述內(nèi)端蓋之間，同一套所述第二支承中所述鎖緊螺母位于所述第二滾動(dòng)軸承與所述永磁軸承之間；

所述第二滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)子套設(shè)在所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸上、且所述第二滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)子與所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸之間存在間隙；所述第二滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)子與所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸之間的間隙小于所述永磁軸承的轉(zhuǎn)子與所述永磁軸承的定子之間的間隙；所述第二滾動(dòng)軸承的定子與所述第二滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)子相對(duì)，所述第二滾動(dòng)軸承與相鄰的內(nèi)轉(zhuǎn)軸的軸肩之間存在間隙。

可選的，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸的外壁上設(shè)有鍵槽，所述鍵槽內(nèi)安裝有鍵，所述鍵卡設(shè)在所述鍵槽與所述永磁軸承的轉(zhuǎn)子之間。

另一方面，本發(fā)明提供了一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括高壓渦輪、低壓渦輪和雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，

所述雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為前述雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸的一端與所述低壓渦輪連接，所述外轉(zhuǎn)軸的一端與所述高壓渦輪連接。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

通過將雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的外轉(zhuǎn)軸采用電磁軸承懸浮支承，電磁軸承可利用電磁力將外轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定懸浮起來，并利用位移傳感器將監(jiān)測(cè)到的外轉(zhuǎn)軸的運(yùn)轉(zhuǎn)信息傳遞給控制器，通過控制器和功率放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁軸承的支承性能的動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的在線調(diào)整。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的左視圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的電磁軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3的左視圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的單片無取向硅鋼片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5的左視圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的中介軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的永磁軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為圖8的右視圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的單片永磁磁環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為圖10的右視圖。

圖中：1內(nèi)轉(zhuǎn)軸、12鍵、2外轉(zhuǎn)軸、3機(jī)匣、4第一支承、41電磁軸承、411電磁軸承的轉(zhuǎn)子、411a轉(zhuǎn)子鐵芯、411b轉(zhuǎn)子隔磁片、412電磁軸承的定子、412a定子鐵芯、412b定子隔磁片、412c線圈、413位移傳感器、413a傳感器安裝架、42前端蓋、43中端蓋、44后端蓋、45第一滾動(dòng)軸承、451第一滾動(dòng)軸承的定子、452第一滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)子、5第二支承、51永磁軸承、511永磁軸承的轉(zhuǎn)子、511a動(dòng)磁環(huán)、511b動(dòng)保持架、511c轉(zhuǎn)子隔磁環(huán)、512永磁軸承的定子、512a定磁環(huán)、512b定保持架、512c定子隔磁環(huán)、52內(nèi)端蓋、53外端蓋、54鎖緊螺母、55第二滾動(dòng)軸承、551第二滾動(dòng)軸承的定子、552第二滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)子、6永磁磁環(huán)、71第一中介軸承、72螺母、73第二中介軸承、74端蓋。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，適用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。參見圖1和圖2，雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括內(nèi)轉(zhuǎn)軸1、外轉(zhuǎn)軸2、第一支承組件和第二支承組件。外轉(zhuǎn)軸2為空心軸，外轉(zhuǎn)軸2套設(shè)在內(nèi)轉(zhuǎn)軸1上，內(nèi)轉(zhuǎn)軸1的兩端分別伸出外轉(zhuǎn)軸2的兩端外，外轉(zhuǎn)軸2通過第一支承組件可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣3上，內(nèi)轉(zhuǎn)軸1通過第二支承組件可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在外轉(zhuǎn)軸2上。其中，第一支承組件包括兩套第一支承4，兩套第一支承4分別分布于外轉(zhuǎn)軸2的兩端，每套第一支承4包括電磁軸承41、中端蓋43和后端蓋44。中端蓋43和后端蓋44均為透蓋、且中端蓋43和后端蓋44均套設(shè)在外轉(zhuǎn)軸2上，中端蓋43的外壁和后端蓋44的外壁均與機(jī)匣3固定連接。同一套第一支承4中電磁軸承41的定子412安裝在中端蓋43和后端蓋44之間，電磁軸承41的轉(zhuǎn)子411套設(shè)在外轉(zhuǎn)軸2上，同一電磁軸承41的轉(zhuǎn)子411與定子412相對(duì)，兩套第一支承4的后端蓋44相對(duì)。

其中，電磁軸承41配置至少兩個(gè)位移傳感器413，同一套第一支承4中電磁軸承41的位移傳感器413安裝在后端蓋44上，同一后端蓋44上的位移傳感器413是正交分布的、且均沿電磁軸承41的徑向分布，位移傳感器413的探頭指向外轉(zhuǎn)軸2的圓周面。電磁軸承41還配置有控制器和功率放大器，控制器與位移傳感器413電連接，功率放大器分別與控制器和電磁軸承41的定子連接。

電磁軸承41的位移傳感器413用于，采集外轉(zhuǎn)軸2的徑向位移?？蛇x的，電磁軸承41的位移傳感器413通過傳感器安裝架413a安裝在后端蓋44上。優(yōu)選的，位移傳感器413為電渦流位移傳感器。

電磁軸承41的控制器用于，接收和分析位移傳感器413采集的外轉(zhuǎn)軸2的徑向位移信號(hào)，并根據(jù)該徑向位移信號(hào)控制功率放大器輸入至電磁軸承41的定子的工作電流，以調(diào)整外轉(zhuǎn)軸2的運(yùn)行狀態(tài)。

通過將雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的外轉(zhuǎn)軸2采用電磁軸承41懸浮支承，電磁軸承41可利用電磁力將外轉(zhuǎn)軸2穩(wěn)定懸浮起來，并利用位移傳感器413將監(jiān)測(cè)到的外轉(zhuǎn)軸2的運(yùn)轉(zhuǎn)信息傳遞給控制器，通過控制器和功率放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁軸承41的支承性能的動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制。此外，相較于滾動(dòng)軸承，電磁軸承41的承載較高、剛度較好、振動(dòng)和噪聲也較小，能夠更好的勝任航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫、高壓的工作環(huán)境。并且，電磁軸承41還可提供高轉(zhuǎn)速，能夠有效增加航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比。

可選的，外轉(zhuǎn)軸2的兩端的外壁上分別沿徑向方向設(shè)有定位凸緣。電磁軸承41的轉(zhuǎn)子411是采用熱套工藝安裝在外轉(zhuǎn)軸2上的。在采用熱套工藝安裝電磁軸承41的轉(zhuǎn)子411時(shí)，是采用定位凸緣進(jìn)行定位的。

下面結(jié)合圖3和圖4具體介紹電磁軸承41的結(jié)構(gòu)。

電磁軸承41的轉(zhuǎn)子411包括轉(zhuǎn)子鐵芯411a和兩片轉(zhuǎn)子隔磁片411b，轉(zhuǎn)子鐵芯411a由若干鋼環(huán)層疊而成，轉(zhuǎn)子鐵芯411a夾設(shè)在兩片轉(zhuǎn)子隔磁片411b之間；轉(zhuǎn)子隔磁片411b的形狀與鋼環(huán)的形狀相同。

電磁軸承41的定子412的結(jié)構(gòu)與電磁軸承41的轉(zhuǎn)子411的結(jié)構(gòu)相似，電磁軸承41的定子412也包括定子鐵芯412a和兩片定子隔磁片412b。不同之處在于：定子鐵芯412a的內(nèi)圈沿徑向設(shè)置若干磁極，磁極上繞制線圈412c。定子隔磁片412b的形狀與定子鐵芯412a的形狀相同。

電磁軸承41的傳感器413與電磁軸承41的控制器電連接，電磁軸承41的控制器與電磁軸承41的功率放大器電連接，電磁軸承41的功率放大器與電磁軸承41的線圈412c電連接。

其中，轉(zhuǎn)子鐵芯411a由多片無取向硅鋼片沿軸向疊壓制成，單片無取向硅鋼片的結(jié)構(gòu)參見圖5和圖6。同樣地，定子鐵芯412a也由多片無取向硅鋼片沿軸向疊壓制成。

可選的，可以為電磁軸承41設(shè)置保護(hù)軸承。再次參見圖3和圖4，外轉(zhuǎn)軸2的兩端分別設(shè)有軸肩，電磁軸承41的轉(zhuǎn)子411安裝在軸肩上。每套第一支承4還包括第一滾動(dòng)軸承45和前端蓋42，前端蓋42為透蓋、且前端蓋42套設(shè)在外轉(zhuǎn)軸2上，同一套第一支承4中前端蓋42固定在中端蓋43上，同一套第一支承4中中端蓋43位于前端蓋42與后端蓋44之間，同一套第一支承4中第一滾動(dòng)軸承45的定子451安裝在前端蓋42與中端蓋43之間。

第一滾動(dòng)軸承45的轉(zhuǎn)子452套設(shè)在外轉(zhuǎn)軸2上、且第一滾動(dòng)軸承45的轉(zhuǎn)子452與外轉(zhuǎn)軸2之間存在間隙，第一滾動(dòng)軸承45的轉(zhuǎn)子452與外轉(zhuǎn)軸2之間的間隙小于電磁軸承41的轉(zhuǎn)子411與電磁軸承41的定子412之間的間隙；第一滾動(dòng)軸承45的定子451與第一滾動(dòng)軸承45的轉(zhuǎn)子452相對(duì)，第一滾動(dòng)軸承45的轉(zhuǎn)子452與相鄰的軸肩之間存在間隙。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，第一滾動(dòng)軸承45的轉(zhuǎn)子452與外轉(zhuǎn)軸2之間的間隙不小于0.1mm，第一滾動(dòng)軸承45的轉(zhuǎn)子452與相鄰的軸肩之間的間隙可以與第一滾動(dòng)軸承45的轉(zhuǎn)子452與外轉(zhuǎn)軸2之間的間隙相同。

優(yōu)選的，第一滾動(dòng)軸承45為深溝球軸承或角接觸球軸承。

通過采用兩套第一滾動(dòng)軸承45作為保護(hù)軸承，分別布置在外轉(zhuǎn)軸2的兩端與電磁軸承41的端蓋(包括前端蓋42和中端蓋43)之間，當(dāng)電磁軸承41的支撐因?yàn)槟撤N原因?qū)е螺S系中的轉(zhuǎn)動(dòng)部件和非轉(zhuǎn)動(dòng)部件發(fā)生較大位移的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一滾動(dòng)軸承45可起到使電磁軸承41避免碰摩損傷的保護(hù)作用。

下面詳細(xì)介紹第二支承組件的結(jié)構(gòu)。

第二支承組件包括兩套第二支承5，兩套第二支承5分別分布于外轉(zhuǎn)軸2的兩端。本實(shí)施例提供兩種第二支承的結(jié)構(gòu)。第一種結(jié)構(gòu)中，第二支承主要采用中介軸承，第二種結(jié)構(gòu)中，第二支承主要采用永磁軸承。

圖7示出了第一種結(jié)構(gòu)：

兩套第二支承5中，其中一套第二支承5包括第一中介軸承71和螺母72，另一套第二支承5包括第二中介軸承73和端蓋74。內(nèi)轉(zhuǎn)軸1的一端設(shè)有軸肩，螺母72安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)軸1的軸肩上。端蓋74固定在外轉(zhuǎn)軸2上。外轉(zhuǎn)軸2的兩端的內(nèi)壁分別沿徑向設(shè)有一圈內(nèi)凸緣，第二中介軸承73的定子安裝在相鄰的內(nèi)凸緣與端蓋74之間，第二中介軸承73的定子與轉(zhuǎn)子相對(duì)。內(nèi)轉(zhuǎn)軸1的兩端的外壁分別沿徑向設(shè)有一圈外凸緣，第一中介軸承71的轉(zhuǎn)子安裝在相鄰的外凸緣和螺母72之間，第一中介軸承71的定子與轉(zhuǎn)子相對(duì)，第一中介軸承71與第二中介軸承73相對(duì)。

圖8和圖9示出了第二種結(jié)構(gòu)：

每套第二支承5包括永磁軸承51、內(nèi)端蓋52和鎖緊螺母54。內(nèi)端蓋52為透蓋，內(nèi)端蓋52套設(shè)在內(nèi)轉(zhuǎn)軸1上、并與外轉(zhuǎn)軸2固定連接；外轉(zhuǎn)軸2的兩端的內(nèi)壁分別沿徑向設(shè)有一圈內(nèi)凸緣，同一套第二支承5中永磁軸承51的定子512安裝在相鄰的內(nèi)凸緣與內(nèi)端蓋52之間；鎖緊螺母54緊套在內(nèi)轉(zhuǎn)軸1上，內(nèi)轉(zhuǎn)軸1的兩端的外壁分別沿徑向設(shè)有一圈外凸緣，同一套第二支承5中永磁軸承51的轉(zhuǎn)子511安裝在相鄰的外凸緣和鎖緊螺母54之間，同一永磁軸承51的定子512與轉(zhuǎn)子相對(duì)，兩套第二支承5的永磁軸承51相對(duì)。

可選的，內(nèi)端蓋52通過螺栓固定在外轉(zhuǎn)軸2的端部。

永磁軸承51的轉(zhuǎn)子511可以包括動(dòng)磁環(huán)511a、動(dòng)保持架511b和轉(zhuǎn)子隔磁環(huán)511c，動(dòng)保持架511b為空心軸且動(dòng)保持架511b套設(shè)在內(nèi)轉(zhuǎn)軸1上，動(dòng)保持架511b的一端的外壁沿徑向設(shè)有一圈凸緣，動(dòng)保持架511b的凸緣與外凸緣接觸，動(dòng)磁環(huán)511a和轉(zhuǎn)子隔磁環(huán)511c均套設(shè)在動(dòng)保持架511b上，動(dòng)磁環(huán)511a安裝在轉(zhuǎn)子隔磁環(huán)511c與動(dòng)保持架511b的凸緣之間，轉(zhuǎn)子隔磁環(huán)511c安裝在動(dòng)磁環(huán)511a與鎖緊螺母54之間。

永磁軸承51的定子512可以包括定磁環(huán)512a、定保持架512b和定子隔磁環(huán)512c，定磁環(huán)512a套設(shè)在動(dòng)磁環(huán)511a上，定子隔磁環(huán)512c套設(shè)在動(dòng)保持架511b的凸緣上、且定子隔磁環(huán)512c與內(nèi)凸緣接觸，定保持架512b為空心軸且定保持架512b套設(shè)在定磁環(huán)512a上，定保持架512b的一端的內(nèi)壁沿徑向設(shè)有一圈凸緣，定保持架512b的凸緣與轉(zhuǎn)子隔磁環(huán)511c相對(duì)，定磁環(huán)512a安裝在定保持架512b的凸緣與定子隔磁環(huán)512c之間，定保持架512b的凸緣位于內(nèi)端蓋52與定磁環(huán)512a之間。

動(dòng)磁環(huán)511a和定磁環(huán)512a可以均由若干層疊的永磁磁環(huán)6構(gòu)成。圖10和圖11示出了永磁磁環(huán)6的結(jié)構(gòu)。

通過采用永磁軸承51懸浮支承航空發(fā)動(dòng)機(jī)的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的內(nèi)轉(zhuǎn)軸1，由于永磁軸承51的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、無需控制系統(tǒng)，這樣，可很好地滿足內(nèi)轉(zhuǎn)軸1與外轉(zhuǎn)軸2之間的空間嚴(yán)格受限的要求，且無需能量消耗，比較環(huán)保。

通過采用磁懸浮軸承(包括電磁軸承41和永磁軸承51)支承航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的內(nèi)轉(zhuǎn)軸1和外轉(zhuǎn)軸2，能有效克服傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承支承帶來的承載較低、剛度較差、振動(dòng)和噪聲較大等缺陷，并且具有較高的支承精度和很小的摩擦力及振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，更加勝任航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫、高壓的環(huán)境。

可選的，可以為永磁軸承51設(shè)置保護(hù)軸承。再次參見圖8和圖9，內(nèi)轉(zhuǎn)軸1的兩端分別設(shè)有軸肩，鎖緊螺母54安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)軸1的軸肩上。每套第二支承5還包括第二滾動(dòng)軸承55和外端蓋53。

外端蓋53為透蓋、且外端蓋53套設(shè)在內(nèi)轉(zhuǎn)軸1上，同一套第二支承5中外端蓋53固定在內(nèi)端蓋52上，同一套第二支承5中內(nèi)端蓋52位于外端蓋53與永磁軸承51之間，同一套第二支承5中第二滾動(dòng)軸承55的定子551安裝在外端蓋53與內(nèi)端蓋52之間，同一套第二支承5中鎖緊螺母54位于第二滾動(dòng)軸承55與永磁軸承51之間。

第二滾動(dòng)軸承55的轉(zhuǎn)子套設(shè)在內(nèi)轉(zhuǎn)軸1上、且第二滾動(dòng)軸承55的轉(zhuǎn)子552與內(nèi)轉(zhuǎn)軸1之間存在間隙；第二滾動(dòng)軸承55的轉(zhuǎn)子552與內(nèi)轉(zhuǎn)軸1之間的間隙小于永磁軸承51的轉(zhuǎn)子511與永磁軸承51的定子512之間的間隙；第二滾動(dòng)軸承55的定子551與第二滾動(dòng)軸承55的轉(zhuǎn)子552相對(duì)，第二滾動(dòng)軸承55與相鄰的內(nèi)轉(zhuǎn)軸1的軸肩之間存在間隙。

第二滾動(dòng)軸承55與相鄰的內(nèi)轉(zhuǎn)軸1的軸肩之間的間隙，可以與第二滾動(dòng)軸承55的轉(zhuǎn)子552與內(nèi)轉(zhuǎn)軸1之間的間隙相同。

優(yōu)選的，第二滾動(dòng)軸承55可以與第一滾動(dòng)軸承45相同，例如深溝球軸承或角接觸球軸承。

通過采用第二滾動(dòng)軸承55作為永磁軸承51的保護(hù)軸承，分別布置在內(nèi)轉(zhuǎn)軸1的兩端與永磁軸承51的端蓋(包括內(nèi)端蓋52和外端蓋53)之間，當(dāng)永磁軸承51的支撐因?yàn)槟撤N原因?qū)е螺S系中的轉(zhuǎn)動(dòng)部件和非轉(zhuǎn)動(dòng)部件發(fā)生較大位移的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可起到使永磁軸承51避免碰摩損傷的保護(hù)作用。

可選的，內(nèi)轉(zhuǎn)軸1的外壁上設(shè)有鍵槽，鍵槽內(nèi)安裝有鍵12，鍵12卡設(shè)在鍵槽與永磁軸承51的轉(zhuǎn)子511之間。

實(shí)施例二

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括高壓渦輪、低壓渦輪和雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。

該雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為實(shí)施例一中所述的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，內(nèi)轉(zhuǎn)軸的一端與低壓渦輪連接，外轉(zhuǎn)軸的一端與高壓渦輪連接。

本發(fā)明實(shí)施例通過將雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的外轉(zhuǎn)軸采用電磁軸承懸浮支承，電磁軸承可利用電磁力將外轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定懸浮起來，并利用位移傳感器將監(jiān)測(cè)到的外轉(zhuǎn)軸的運(yùn)轉(zhuǎn)信息傳遞給控制器，通過控制器和功率放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁軸承的支承性能的動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的在線調(diào)整。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。