[0001]
本实用新型属于轴流压缩机、尾气透平领域，涉及转子系统，具体涉及一种椭圆瓦轴承与可倾瓦轴承形成的四支撑高速转子系统。
背景技术：
[0002]
轴流压缩机在石油化工、冶金、环保、制药等领域有着广泛的应用，利用高速旋转带动叶片对气体做功，气体通过流道后流速和压力都得到提高，尾气透平在石化领域的机组中是常用配置，用来回收工艺流程中的余热余压。轴流压缩机和尾气透平均属于透平机械，通常由转子系统和定子系统及其他辅助系统组成，转子系统是能量转化的核心系统，因此转子系统的安全可靠性对轴流压缩机的重要性是不言而喻。
[0003]
转子动力学是研究转子系统的动力学特性的学科，尤其是高速旋转转子系统动力学问题的核心内容。随着透平机械相关产业工艺流程的发展，对化工设备的要求越来越高，对轴流压缩机而言，压比升高，压缩机级数增多，而设备厂家有成本控制需求，机型不能增大，甚至是通过提高压缩机的转速减小机型来满足工艺流程的要求，这就对压缩机转子系统提出了更高要求，同样尾气透平也存在相似问题。同时，轴流压缩机与尾气透平有同转速设计需求，这样会省掉一个变速设备，可以大幅降低整个设备成本，提高设备市场竞争力。
[0004]
压缩机动叶级数增多，跨距变大，转速升高，转子临界转速降低，造成转子系统动力学特性无法满足动力学标准设计要求，尾气透平也会因为转速升高带来转子临界转速问题。
技术实现要素：
[0005]
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种椭圆瓦轴承与可倾瓦轴承同轴四支撑的高速转子系统，解决轴流压缩机和尾气透平转子系统转子动力学设计问题。
[0006]
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
[0007]
一种椭圆瓦轴承与可倾瓦轴承形成的四支撑高速转子系统，包括轴流压缩机转子和尾气透平转子通过刚性联轴器连接；
[0008]
所述的轴流压缩机转子的排气侧安装有第一椭圆瓦轴承，所述的轴流压缩机转子的进气侧安装有第二椭圆瓦轴承；
[0009]
所述的尾气透平转子的排气侧安装有第一可倾瓦轴承，所述的尾气透平转子的进气侧安装有第二可倾瓦轴承；
[0010]
所述刚性联轴器上设有共用止推盘。
[0011]
本实用新型还具有如下技术特征：
[0012]
所述的第一可倾瓦轴承的直径小于第二可倾瓦轴承的直径。
[0013]
所述的第一椭圆瓦轴承和第二椭圆瓦轴承的比压均介于0.8mpa到 1.5mpa之间。
[0014]
所述的第一可倾瓦轴承和第二可倾瓦轴承的比压均介于0.5mpa到 1.0mpa之间。
[0015]
所述的轴流压缩机转子的主轴上安装有多级动叶片，级数为2～20级，所述的轴流压缩机转子的长径比介于7.5到9之间。
[0016]
所述的尾气透平转子的主轴上悬臂端安装有多级动叶片，级数为1～3 级，所述的尾气透平转子的长径比介于3.0到3.5之间。
[0017]
本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0018]
(ⅰ)轴流压缩机转子与尾气透平转子之间通过刚性联轴器直联，形成两个椭圆瓦轴承和两个可倾瓦轴承共同支撑的转子系统。两个转子相互耦合，互为阻尼，振动幅值降低，实现整个转子系统工作转速附近的临界转速对应的阻尼不平衡响应曲线的放大系数小于2.5，临界转速处于临界阻尼状态，从而满足转子系统动力学设计要求。
[0019]
(ⅱ)轴流压缩机转子与尾气透平转子均没有设置止推盘，结构更紧凑合理；。
[0020]
(ⅲ)轴流压缩机转子与尾气透平转子同轴同转速设计，不需要变速设备，整个机组轴系短，扭转振动特性更好。
[0021]
(ⅳ)轴流压缩机转子进气侧与尾气透平转子排气侧用刚性联轴器直联，刚性联轴器上设置共用止推盘，两个转子轴向力相反，可以抵消大部分轴向力，实现整个转子系统轴向力更低，结构布置更加合理。
附图说明
[0022]
图1为本实用新型高速转子系统结构示意图。
[0023]
图2为本实用新型高速转子系统轴向力示意图。
[0024]
图中各个标号的含义为：1-轴流压缩机转子，2-尾气透平转子，3-刚性联轴器，4-第一椭圆瓦轴承，5-第二椭圆瓦轴承，6-第一可倾瓦轴承，7-第二可倾瓦轴承，8-共用止推盘。
[0025]
以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
[0026]
以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
[0027]
实施例1：
[0028]
本实施例给出一种椭圆瓦轴承与可倾瓦轴承形成的四支撑高速转子系统，如图1和图2所示，包括轴流压缩机转子1和尾气透平转子2通过刚性联轴器3连接；
[0029]
轴流压缩机转子1的排气侧安装有第一椭圆瓦轴承4，轴流压缩机转子 1的进气侧安装有第二椭圆瓦轴承5；
[0030]
尾气透平转子2的排气侧安装有第一可倾瓦轴承6，尾气透平转子2的进气侧安装有第二可倾瓦轴承7；
[0031]
所述刚性联轴器上设有共用止推盘8。共用止推盘8为轴流压缩机转子 1和尾气透平转子2共用，轴流压缩机转子1和尾气透平转子2上各自不设置止推盘。
[0032]
作为本实施例的一种优选拿方案，第一椭圆瓦轴承4的直径等于第二椭圆瓦轴承5的直径；第一可倾瓦轴承6的直径小于第二可倾瓦轴承7的直径。使得尾气透平转子2在高速转动过程中更稳定，进而四支撑高速转子系统在高速转动过程中更稳定。
[0033]
作为本实施例的一种具体方案，第一椭圆瓦轴承4和第二椭圆瓦轴承5 的比压均介于0.8mpa到1.5mpa之间。第一可倾瓦轴承6和第二可倾瓦轴承7的比压均介于0.5mpa到1.0mpa之间。
[0034]
作为本实施例的一种具体方案，轴流压缩机转子1的主轴上安装有多级动叶片，级数为12～20级，轴流压缩机转子1的长径比介于7.5到9之间。尾气透平转子2的主轴上悬臂端安装有多级动叶片，级数为1～3级，尾气透平转子2的长径比介于3.0到3.5之间。
[0035]
本实施例的四支撑高速转子系统的重心在第一椭圆瓦轴承4和第二椭圆瓦轴承5之间并靠近第二椭圆瓦轴承5。
[0036]
遵从本实施例的上述技术方案，本实施例给出具体的四支撑高速转子系统的实例，转速8150r/min。
[0037]
优选轴流压缩机转子的跨距为3100mm，转子上安装有15级动叶片，安装叶轮处轮毂直径为400mm，长径比为3100/400＝7.75，该转子选用两个轴承直径为125mm的椭圆瓦轴承，轴承宽度为100mm，进气端轴承比压为 1.03mpa，排气端轴承比压为0.94mpa。
[0038]
优选尾气透平转子跨距为1145mm，转子上安装有2级动叶片，安装叶轮处轮毂直径为360mm，长径比为1145/360＝3.18，该转子排气端选用一个直径为100mm的可倾瓦轴承，轴承宽度为40mm，轴承比压为0.528；排气端选用一个140mm的可倾瓦轴承，轴承宽度为112mm，轴承比压为0.547。
[0039]
轴流压缩机转子的进气端与刚性联轴器左侧法兰盘连接，刚性联轴器右侧法兰盘连接尾气透平转子的排气端。刚性联轴器中间设有止推盘，根据图 2轴向力fa-ft＝41.96kn，优选止推盘直径为214mm，轴向宽度为32mm。