本发明公开了一种双转子结构及涡轮发动机，属于机械技术领域。双转子结构包括内转轴、外转轴、第一支承组件和第二支承组件，外转轴为空心轴，外转轴套设在内转轴上，内转轴的两端分别伸出外转轴的两端外，外转轴通过第一支承组件可转动地固定在涡轮发动机的机匣上，第一支承组件包括两套第一支承，两套第一支承分别分布于外转轴的两端，每套第一支承包括电磁轴承、中端盖和后端盖；中端盖和后端盖均为透盖、且中端盖和后端盖均套设在外转轴上，中端盖的外壁和后端盖的外壁均与机匣固定连接，同一套第一支承中电磁轴承的定子安装在中端盖和后端盖之间，电磁轴承的转子套设在外转轴上，同一电磁轴承的转子与定子相对，两套第一支承的后端盖相对。
1.一种双转子结构，适用于涡轮发动机，所述双转子结构包括内转轴(1)、外转轴(2)、第一支承组件和第二支承组件，所述外转轴(2)为空心轴，所述外转轴(2)套设在所述内转轴(1)上，所述内转轴(1)的两端分别伸出所述外转轴(2)的两端外，所述外转轴(2)通过所述第一支承组件可转动地固定在所述涡轮发动机的机匣(3)上，所述内转轴(1)通过所述第二支承组件可转动地固定在所述外转轴(2)上，其特征在于，所述第一支承组件包括两套第一支承(4)，所述两套第一支承(4)分别分布于所述外转轴(2)的两端，每套所述第一支承(4)包括电磁轴承(41)、中端盖(43)和后端盖(44)；
所述中端盖(43)和所述后端盖(44)均为透盖、且所述中端盖(43)和所述后端盖(44)均套设在所述外转轴(2)上，所述中端盖(43)的外壁和所述后端盖(44)的外壁均与所述机匣(3)固定连接，同一套所述第一支承(4)中所述电磁轴承(41)的定子(412)安装在所述中端盖(43)和所述后端盖(44)之间，所述电磁轴承(41)的转子(411)套设在所述外转轴(2)上，同一所述电磁轴承(41)的转子(411)与定子(412)相对，两套所述第一支承(4)的后端盖(44)相对；
所述电磁轴承(41)配置至少两个位移传感器(413)，同一套所述第一支承(4)中所述电磁轴承(41)的位移传感器(413)安装在所述后端盖(44)上，同一所述后端盖(44)上的位移传感器(413)是正交分布的、且均沿所述电磁轴承(41)的径向分布，所述位移传感器(413)的探头指向所述外转轴(2)的圆周面；所述电磁轴承(41)还配置有控制器和功率放大器，所述控制器与所述位移传感器(413)电连接，所述功率放大器分别与所述控制器和所述电磁轴承(41)的定子连接，所述电磁轴承(41)的转子(411)包括转子铁芯(411a)和两片转子隔磁片(411b)，所述转子铁芯(411a)由若干钢环层叠而成，所述转子铁芯(411a)夹设在所述两片转子隔磁片(411b)之间，所述电磁轴承(41)的定子(412)包括定子铁芯(412a)和两片定子隔磁片(412b)，所述定子铁芯(412a)夹设在所述两片定子隔磁片(412b)之间，所述定子铁芯(412a)的内圈沿径向设置若干磁极，所述磁极上绕制线圈(412c)，所述功率放大器与所述电磁轴承(41)的线圈(412c)电连接。
2.根据权利要求1所述的双转子结构，其特征在于，所述外转轴(2)的两端的外壁上分别沿径向方向设有定位凸缘，
所述电磁轴承(41)的转子(411)是采用热套工艺安装在所述外转轴(2)上的；在采用热套工艺安装所述电磁轴承(41)的转子(411)时，是采用所述定位凸缘进行定位的。
3.根据权利要求1所述的双转子结构，其特征在于，所述位移传感器(413)为电涡流位移传感器。
所述外转轴(2)的两端分别设有轴肩，所述电磁轴承的转子(411)安装在所述轴肩上，每套所述第一支承(4)还包括第一滚动轴承(45)和前端盖(42)，所述前端盖(42)为透盖、且所述前端盖(42)套设在所述外转轴(2)上，同一套所述第一支承(4)中所述前端盖(42)固定在所述中端盖(43)上，同一套所述第一支承(4)中所述中端盖(43)位于所述前端盖(42)与所述后端盖(44)之间，同一套所述第一支承(4)中所述第一滚动轴承(45)的定子(451)安装在所述前端盖(42)与所述中端盖(43)之间；
所述第一滚动轴承(45)的转子(452)套设在所述外转轴(2)上、且所述第一滚动轴承(45)的转子(452)与所述外转轴(2)之间存在间隙，所述第一滚动轴承(45)的转子(452)与所述外转轴(2)之间的间隙小于所述电磁轴承(41)的转子(411)与所述电磁轴承(41)的定子(412)之间的间隙；所述第一滚动轴承(45)的定子(451)与所述第一滚动轴承(45)的转子(452)相对，所述第一滚动轴承(45)的转子(452)与相邻的轴肩之间存在间隙。
5.根据权利要求4所述的双转子结构，其特征在于，所述第一滚动轴承(45)为深沟球轴承或角接触球轴承。
6.根据权利要求1所述的双转子结构，其特征在于，所述第二支承组件包括两套第二支承(5)，所述两套第二支承(5)分别分布于所述外转轴(2)的两端，每套所述第二支承(5)包括永磁轴承(51)、内端盖(52)和锁紧螺母(54)；
所述内端盖(52)为透盖，所述内端盖(52)套设在所述内转轴(1)上、并与所述外转轴(2)固定连接；
所述外转轴(2)的两端的内壁分别沿径向设有一圈内凸缘，同一套所述第二支承(5)中所述永磁轴承(51)的定子(512)安装在相邻的内凸缘与所述内端盖(52)之间；
所述锁紧螺母(54)紧套在所述内转轴(1)上，所述内转轴(1)的两端的外壁分别沿径向设有一圈外凸缘，同一套所述第二支承(5)中所述永磁轴承(51)的转子(511)安装在相邻的外凸缘和所述锁紧螺母(54)之间，同一所述永磁轴承(51)的定子(512)与转子相对，两套所述第二支承(5)的永磁轴承(51)相对。
所述永磁轴承(51)的转子(511)包括动磁环(511a)、动保持架(511b)和转子隔磁环(511c)，所述动保持架(511b)为空心轴且所述动保持架(511b)套设在所述内转轴(1)上，所述动保持架(511b)的一端的外壁沿径向设有一圈凸缘，所述动保持架(511b)的凸缘与所述外凸缘接触，所述动磁环(511a)和所述转子隔磁环(511c)均套设在所述动保持架(511b)上，所述动磁环(511a)安装在所述转子隔磁环(511c)与所述动保持架(511b)的凸缘之间，所述转子隔磁环(511c)安装在所述动磁环(511a)与所述锁紧螺母(54)之间；
所述永磁轴承(51)的定子(512)包括定磁环(512a)、定保持架(512b)和定子隔磁环(512c)，所述定磁环(512a)套设在所述动磁环(511a)上，所述定子隔磁环(512c)套设在所述动保持架(511b)的凸缘上、且所述定子隔磁环(512c)与所述内凸缘接触，所述定保持架(512b)为空心轴且所述定保持架(512b)套设在所述定磁环(512a)上，所述定保持架(512b)的一端的内壁沿径向设有一圈凸缘，所述定保持架(512b)的凸缘与所述转子隔磁环(511c)相对，所述定磁环(512a)安装在所述定保持架(512b)的凸缘与所述定子隔磁环(512c)之间，所述定保持架(512b)的凸缘位于所述内端盖(52)与所述定磁环(512a)之间。
所述内转轴(1)的两端分别设有轴肩，所述锁紧螺母(54)安装在所述内转轴(1)的轴肩上；
每套所述第二支承(5)还包括第二滚动轴承(55)和外端盖(53)；
所述外端盖(53)为透盖、且所述外端盖(53)套设在所述内转轴(1)上，同一套所述第二支承(5)中所述外端盖(53)固定在所述内端盖(52)上，同一套所述第二支承(5)中所述内端盖(52)位于所述外端盖(53)与所述永磁轴承(51)之间，同一套所述第二支承(5)中所述第二滚动轴承(55)的定子(551)安装在所述外端盖(53)与所述内端盖(52)之间，同一套所述第二支承(5)中所述锁紧螺母(54)位于所述第二滚动轴承(55)与所述永磁轴承(51)之间；
所述第二滚动轴承(55)的转子套设在所述内转轴(1)上、且所述第二滚动轴承(55)的转子(552)与所述内转轴(1)之间存在间隙；所述第二滚动轴承(55)的转子(552)与所述内转轴(1)之间的间隙小于所述永磁轴承(51)的转子(511)与所述永磁轴承(51)的定子(512)之间的间隙；所述第二滚动轴承(55)的定子(551)与所述第二滚动轴承(55)的转子(552)相对，所述第二滚动轴承(55)与相邻的内转轴(1)的轴肩之间存在间隙。
9.根据权利要求6所述的双转子结构，其特征在于，所述内转轴(1)的外壁上设有键槽，所述键槽内安装有键(12)，所述键(12)卡设在所述键槽与所述永磁轴承(51)的转子(511)之间。
10.一种涡轮发动机，所述涡轮发动机包括高压涡轮、低压涡轮和双转子结构，其特征在于，
所述双转子结构为权利要求1至9中任一项权利要求所述的双转子结构，所述内转轴(1)的一端与所述低压涡轮连接，所述外转轴(2)的一端与所述高压涡轮连接。
一种双转子结构及涡轮发动机
技术领域
[0001] 本发明涉及机械技术领域，特别涉及一种双转子结构及涡轮发动机。
背景技术
[0002] 涡轮发动机是航空发动机的重要组成部分，用于驱动航空发动机的压气机工作。按照不同的转轴数量，涡轮发动机分为单转子、双转子和多转子涡轮发动机。
[0003] 其中，双转子涡轮发动机配置双转子结构。一般地，双转子结构包括两根转轴，高压转轴和低压转轴。高压转轴的一端连接涡轮发动机的高压涡轮，高压转轴的另一端连接高压压气机。高压转轴为空心轴，低压转轴的一端连接涡轮发动机的低压涡轮，低压转轴的另一端从高压转轴的空心穿过后连接低压压气机。在工作时，涡轮发动机通过高压转轴带动高压压气机高速旋转，通过低压转轴带动低压压气机低速转动。为了保证高压转轴和低压转轴独立转动，高压转轴和低压转轴之间设置滚动轴承B，低压转轴由滚动轴承支承B；而高压转轴则通过滚动轴承C固定在航空发动机的机匣上。
[0004] 随着航空技术的发展，对航空发动机转子系统的动态性能提出了新的要求。但是，在航空发动机运行时，由于无法主动控制滚动轴承的运动特性，特别是滚动轴承C的运动特性，因此无法实现高压转轴的运转情况的动态调整，也就无法实现航空发动机转子系统动态响应的在线调整。
发明内容
[0005] 为了解决在航空发动机运行时，由于无法主动控制滚动轴承的运动特性，特别是滚动轴承C的运动特性，因此无法实现高压转轴的运转情况的动态调整，也就无法实现航空发动机转子系统动态响应的在线调整，本发明提供了一种双转子结构及涡轮发动机。所述技术方案如下：
[0006] 一方面，本发明提供了一种双转子结构，适用于涡轮发动机，所述双转子结构包括内转轴、外转轴、第一支承组件和第二支承组件，所述外转轴为空心轴，所述外转轴套设在所述内转轴上，所述内转轴的两端分别伸出所述外转轴的两端外，所述外转轴通过所述第一支承组件可转动地固定在所述涡轮发动机的机匣上，所述内转轴通过所述第二支承组件可转动地固定在所述外转轴上；
[0007] 所述第一支承组件包括两套第一支承，所述两套第一支承分别分布于所述外转轴的两端，每套所述第一支承包括电磁轴承、中端盖和后端盖；
[0008] 所述中端盖和所述后端盖均为透盖、且所述中端盖和所述后端盖均套设在所述外转轴上，所述中端盖的外壁和所述后端盖的外壁均与所述机匣固定连接，同一套所述第一支承中所述电磁轴承的定子安装在所述中端盖和所述后端盖之间，所述电磁轴承的转子套设在所述外转轴上，同一所述电磁轴承的转子与定子相对，两套所述第一支承的后端盖相对；
[0009] 所述电磁轴承配置至少两个位移传感器，同一套所述第一支承中所述电磁轴承的位移传感器安装在所述后端盖上，同一所述后端盖上的位移传感器是正交分布的、且均沿所述电磁轴承的径向分布，所述位移传感器的探头指向所述外转轴的圆周面；所述电磁轴承还配置有控制器和功率放大器，所述控制器与所述位移传感器电连接，所述功率放大器分别与所述控制器和所述电磁轴承的定子连接。
[0010] 可选的，所述外转轴的两端的外壁上分别沿径向方向设有定位凸缘，所述电磁轴承的转子是采用热套工艺安装在所述外转轴上的；在采用热套工艺安装所述电磁轴承的转子时，是采用所述定位凸缘进行定位的。
[0011] 可选的，位移传感器为电涡流位移传感器。
[0012] 可选的，所述外转轴的两端分别设有轴肩，所述电磁轴承的转子安装在所述轴肩上，
[0013] 每套所述第一支承还包括第一滚动轴承和前端盖，所述前端盖为透盖、且所述前端盖套设在所述外转轴上，同一套所述第一支承中所述前端盖固定在所述中端盖上，同一套所述第一支承中所述中端盖位于所述前端盖与所述后端盖之间，同一套所述第一支承中所述第一滚动轴承的定子安装在所述前端盖与所述中端盖之间；
[0014] 所述第一滚动轴承的转子套设在所述外转轴上、且所述第一滚动轴承的转子与所述外转轴之间存在间隙，所述第一滚动轴承的转子与所述外转轴之间的间隙小于所述电磁轴承的转子与所述电磁轴承的定子之间的间隙；所述第一滚动轴承的定子与所述第一滚动轴承的转子相对，所述第一滚动轴承的转子与相邻的轴肩之间存在间隙。
[0015] 可选的，所述第一滚动轴承为深沟球轴承或角接触球轴承。
[0016] 可选的，所述第二支承组件包括两套第二支承，所述两套第二支承分别分布于所述外转轴的两端，每套所述第二支承包括永磁轴承、内端盖和锁紧螺母；
[0017] 所述内端盖为透盖，所述内端盖套设在所述内转轴上、并与所述外转轴固定连接；
[0018] 所述外转轴的两端的内壁分别沿径向设有一圈内凸缘，同一套所述第二支承中所述永磁轴承的定子安装在相邻的内凸缘与所述内端盖之间；
[0019] 所述锁紧螺母紧套在所述内转轴上，所述内转轴的两端的外壁分别沿径向设有一圈外凸缘，同一套所述第二支承中所述永磁轴承的转子安装在相邻的外凸缘和所述锁紧螺母之间，同一所述永磁轴承的定子与转子相对，两套所述第二支承的永磁轴承相对。
[0020] 可选的，所述永磁轴承的转子包括动磁环、动保持架和转子隔磁环，所述动保持架为空心轴且所述动保持架套设在所述内转轴上，所述动保持架的一端的外壁沿径向设有一圈凸缘，所述动保持架的凸缘与所述外凸缘接触，所述动磁环和所述转子隔磁环均套设在所述动保持架上，所述动磁环安装在所述转子隔磁环与所述动保持架的凸缘之间，所述转子隔磁环安装在所述动磁环与所述锁紧螺母之间；
[0021] 所述永磁轴承的定子包括定磁环、定保持架和定子隔磁环，所述定磁环套设在所述动磁环上，所述定子隔磁环套设在所述动保持架的凸缘上、且所述定子隔磁环与所述内凸缘接触，所述定保持架为空心轴且所述定保持架套设在所述定磁环上，所述定保持架的一端的内壁沿径向设有一圈凸缘，所述定保持架的凸缘与所述转子隔磁环相对，所述定磁环安装在所述定保持架的凸缘与所述定子隔磁环之间，所述定保持架的凸缘位于所述内端盖与所述定磁环之间。
[0022] 可选的，所述内转轴的两端分别设有轴肩，所述锁紧螺母安装在所述内转轴的轴肩上；
[0023] 每套所述第二支承还包括第二滚动轴承和外端盖；
[0024] 所述外端盖为透盖、且所述外端盖套设在所述内转轴上，同一套所述第二支承中所述外端盖固定在所述内端盖上，同一套所述第二支承中所述内端盖位于所述外端盖与所述永磁轴承之间，同一套所述第二支承中所述第二滚动轴承的定子安装在所述外端盖与所述内端盖之间，同一套所述第二支承中所述锁紧螺母位于所述第二滚动轴承与所述永磁轴承之间；
[0025] 所述第二滚动轴承的转子套设在所述内转轴上、且所述第二滚动轴承的转子与所述内转轴之间存在间隙；所述第二滚动轴承的转子与所述内转轴之间的间隙小于所述永磁轴承的转子与所述永磁轴承的定子之间的间隙；所述第二滚动轴承的定子与所述第二滚动轴承的转子相对，所述第二滚动轴承与相邻的内转轴的轴肩之间存在间隙。
[0026] 可选的，所述内转轴的外壁上设有键槽，所述键槽内安装有键，所述键卡设在所述键槽与所述永磁轴承的转子之间。
[0027] 另一方面，本发明提供了一种涡轮发动机，所述涡轮发动机包括高压涡轮、低压涡轮和双转子结构，
[0028] 所述双转子结构为前述双转子结构，所述内转轴的一端与所述低压涡轮连接，所述外转轴的一端与所述高压涡轮连接。
[0029] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0030] 通过将双转子结构中的外转轴采用电磁轴承悬浮支承，电磁轴承可利用电磁力将外转轴稳定悬浮起来，并利用位移传感器将监测到的外转轴的运转信息传递给控制器，通过控制器和功率放大器实现对电磁轴承的支承性能的动态调整，从而实现航空发动机转子系统动态响应的在线调整。
附图说明
[0031] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032] 图1是本发明实施例提供的一种双转子结构的结构示意图；
[0033] 图2是图1的左视图；
[0034] 图3是本发明实施例提供的电磁轴承的结构示意图；
[0035] 图4是图3的左视图；
[0036] 图5为本发明实施例提供的单片无取向硅钢片的结构示意图；
[0037] 图6为图5的左视图；
[0038] 图7为本发明实施例提供的中介轴承的结构示意图；
[0039] 图8为本发明实施例提供的永磁轴承的结构示意图；
[0040] 图9为图8的右视图；
[0041] 图10为本发明实施例提供的单片永磁磁环的结构示意图；
[0042] 图11为图10的右视图。
[0043] 图中：1内转轴、12键、2外转轴、3机匣、4第一支承、41电磁轴承、411电磁轴承的转子、411a转子铁芯、411b转子隔磁片、412电磁轴承的定子、412a定子铁芯、412b定子隔磁片、412c线圈、413位移传感器、413a传感器安装架、42前端盖、43中端盖、44后端盖、45第一滚动轴承、451第一滚动轴承的定子、452第一滚动轴承的转子、5第二支承、51永磁轴承、511永磁轴承的转子、511a动磁环、511b动保持架、511c转子隔磁环、512永磁轴承的定子、512a定磁环、512b定保持架、512c定子隔磁环、52内端盖、53外端盖、54锁紧螺母、55第二滚动轴承、
551第二滚动轴承的定子、552第二滚动轴承的转子、6永磁磁环、71第一中介轴承、72螺母、
73第二中介轴承、74端盖。
具体实施方式
[0044] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0045] 实施例一
[0046] 本发明实施例提供了一种双转子结构，适用于涡轮发动机。参见图1和图2，双转子结构包括内转轴1、外转轴2、第一支承组件和第二支承组件。外转轴2为空心轴，外转轴2套设在内转轴1上，内转轴1的两端分别伸出外转轴2的两端外，外转轴2通过第一支承组件可转动地固定在涡轮发动机的机匣3上，内转轴1通过第二支承组件可转动地固定在外转轴2上。其中，第一支承组件包括两套第一支承4，两套第一支承4分别分布于外转轴2的两端，每套第一支承4包括电磁轴承41、中端盖43和后端盖44。中端盖43和后端盖44均为透盖、且中端盖43和后端盖44均套设在外转轴2上，中端盖43的外壁和后端盖44的外壁均与机匣3固定连接。同一套第一支承4中电磁轴承41的定子412安装在中端盖43和后端盖44之间，电磁轴承41的转子411套设在外转轴2上，同一电磁轴承41的转子411与定子412相对，两套第一支承4的后端盖44相对。
[0047] 其中，电磁轴承41配置至少两个位移传感器413，同一套第一支承4中电磁轴承41的位移传感器413安装在后端盖44上，同一后端盖44上的位移传感器413是正交分布的、且均沿电磁轴承41的径向分布，位移传感器413的探头指向外转轴2的圆周面。电磁轴承41还配置有控制器和功率放大器，控制器与位移传感器413电连接，功率放大器分别与控制器和电磁轴承41的定子连接。
[0048] 电磁轴承41的位移传感器413用于，采集外转轴2的径向位移。可选的，电磁轴承41的位移传感器413通过传感器安装架413a安装在后端盖44上。优选的，位移传感器413为电涡流位移传感器。
[0049] 电磁轴承41的控制器用于，接收和分析位移传感器413采集的外转轴2的径向位移信号，并根据该径向位移信号控制功率放大器输入至电磁轴承41的定子的工作电流，以调整外转轴2的运行状态。
[0050] 通过将双转子结构中的外转轴2采用电磁轴承41悬浮支承，电磁轴承41可利用电磁力将外转轴2稳定悬浮起来，并利用位移传感器413将监测到的外转轴2的运转信息传递给控制器，通过控制器和功率放大器实现对电磁轴承41的支承性能的动态调整，从而实现航空发动机的自动控制。此外，相较于滚动轴承，电磁轴承41的承载较高、刚度较好、振动和噪声也较小，能够更好的胜任航空发动机的高温、高压的工作环境。并且，电磁轴承41还可提供高转速，能够有效增加航空发动机的推重比。
[0051] 可选的，外转轴2的两端的外壁上分别沿径向方向设有定位凸缘。电磁轴承41的转子411是采用热套工艺安装在外转轴2上的。在采用热套工艺安装电磁轴承41的转子411时，是采用定位凸缘进行定位的。
[0052] 下面结合图3和图4具体介绍电磁轴承41的结构。
[0053] 电磁轴承41的转子411包括转子铁芯411a和两片转子隔磁片411b，转子铁芯411a由若干钢环层叠而成，转子铁芯411a夹设在两片转子隔磁片411b之间；转子隔磁片411b的形状与钢环的形状相同。
[0054] 电磁轴承41的定子412的结构与电磁轴承41的转子411的结构相似，电磁轴承41的定子412也包括定子铁芯412a和两片定子隔磁片412b。不同之处在于：定子铁芯412a的内圈沿径向设置若干磁极，磁极上绕制线圈412c。定子隔磁片412b的形状与定子铁芯412a的形状相同。
[0055] 电磁轴承41的传感器413与电磁轴承41的控制器电连接，电磁轴承41的控制器与电磁轴承41的功率放大器电连接，电磁轴承41的功率放大器与电磁轴承41的线圈412c电连接。
[0056] 其中，转子铁芯411a由多片无取向硅钢片沿轴向叠压制成，单片无取向硅钢片的结构参见图5和图6。同样地，定子铁芯412a也由多片无取向硅钢片沿轴向叠压制成。
[0057] 可选的，可以为电磁轴承41设置保护轴承。再次参见图3和图4，外转轴2的两端分别设有轴肩，电磁轴承41的转子411安装在轴肩上。每套第一支承4还包括第一滚动轴承45和前端盖42，前端盖42为透盖、且前端盖42套设在外转轴2上，同一套第一支承4中前端盖42固定在中端盖43上，同一套第一支承4中中端盖43位于前端盖42与后端盖44之间，同一套第一支承4中第一滚动轴承45的定子451安装在前端盖42与中端盖43之间。
[0058] 第一滚动轴承45的转子452套设在外转轴2上、且第一滚动轴承45的转子452与外转轴2之间存在间隙，第一滚动轴承45的转子452与外转轴2之间的间隙小于电磁轴承41的转子411与电磁轴承41的定子412之间的间隙；第一滚动轴承45的定子451与第一滚动轴承45的转子452相对，第一滚动轴承45的转子452与相邻的轴肩之间存在间隙。
[0059] 作为优选的实施方式，第一滚动轴承45的转子452与外转轴2之间的间隙不小于0.1mm，第一滚动轴承45的转子452与相邻的轴肩之间的间隙可以与第一滚动轴承45的转子
452与外转轴2之间的间隙相同。
[0060] 优选的，第一滚动轴承45为深沟球轴承或角接触球轴承。
[0061] 通过采用两套第一滚动轴承45作为保护轴承，分别布置在外转轴2的两端与电磁轴承41的端盖(包括前端盖42和中端盖43)之间，当电磁轴承41的支撑因为某种原因导致轴系中的转动部件和非转动部件发生较大位移的相对运动时，第一滚动轴承45可起到使电磁轴承41避免碰摩损伤的保护作用。
[0062] 下面详细介绍第二支承组件的结构。
[0063] 第二支承组件包括两套第二支承5，两套第二支承5分别分布于外转轴2的两端。本实施例提供两种第二支承的结构。第一种结构中，第二支承主要采用中介轴承，第二种结构中，第二支承主要采用永磁轴承。
[0064] 图7示出了第一种结构：
[0065] 两套第二支承5中，其中一套第二支承5包括第一中介轴承71和螺母72，另一套第二支承5包括第二中介轴承73和端盖74。内转轴1的一端设有轴肩，螺母72安装在内转轴1的轴肩上。端盖74固定在外转轴2上。外转轴2的两端的内壁分别沿径向设有一圈内凸缘，第二中介轴承73的定子安装在相邻的内凸缘与端盖74之间，第二中介轴承73的定子与转子相对。内转轴1的两端的外壁分别沿径向设有一圈外凸缘，第一中介轴承71的转子安装在相邻的外凸缘和螺母72之间，第一中介轴承71的定子与转子相对，第一中介轴承71与第二中介轴承73相对。
[0066] 图8和图9示出了第二种结构：
[0067] 每套第二支承5包括永磁轴承51、内端盖52和锁紧螺母54。内端盖52为透盖，内端盖52套设在内转轴1上、并与外转轴2固定连接；外转轴2的两端的内壁分别沿径向设有一圈内凸缘，同一套第二支承5中永磁轴承51的定子512安装在相邻的内凸缘与内端盖52之间；锁紧螺母54紧套在内转轴1上，内转轴1的两端的外壁分别沿径向设有一圈外凸缘，同一套第二支承5中永磁轴承51的转子511安装在相邻的外凸缘和锁紧螺母54之间，同一永磁轴承
51的定子512与转子相对，两套第二支承5的永磁轴承51相对。
[0068] 可选的，内端盖52通过螺栓固定在外转轴2的端部。
[0069] 永磁轴承51的转子511可以包括动磁环511a、动保持架511b和转子隔磁环511c，动保持架511b为空心轴且动保持架511b套设在内转轴1上，动保持架511b的一端的外壁沿径向设有一圈凸缘，动保持架511b的凸缘与外凸缘接触，动磁环511a和转子隔磁环511c均套设在动保持架511b上，动磁环511a安装在转子隔磁环511c与动保持架511b的凸缘之间，转子隔磁环511c安装在动磁环511a与锁紧螺母54之间。
[0070] 永磁轴承51的定子512可以包括定磁环512a、定保持架512b和定子隔磁环512c，定磁环512a套设在动磁环511a上，定子隔磁环512c套设在动保持架511b的凸缘上、且定子隔磁环512c与内凸缘接触，定保持架512b为空心轴且定保持架512b套设在定磁环512a上，定保持架512b的一端的内壁沿径向设有一圈凸缘，定保持架512b的凸缘与转子隔磁环511c相对，定磁环512a安装在定保持架512b的凸缘与定子隔磁环512c之间，定保持架512b的凸缘位于内端盖52与定磁环512a之间。
[0071] 动磁环511a和定磁环512a可以均由若干层叠的永磁磁环6构成。图10和图11示出了永磁磁环6的结构。
[0072] 通过采用永磁轴承51悬浮支承航空发动机的双转子结构中的内转轴1，由于永磁轴承51的结构简单、体积小、无需控制系统，这样，可很好地满足内转轴1与外转轴2之间的空间严格受限的要求，且无需能量消耗，比较环保。
[0073] 通过采用磁悬浮轴承(包括电磁轴承41和永磁轴承51)支承航空发动机双转子结构中的内转轴1和外转轴2，能有效克服传统滚动轴承支承带来的承载较低、刚度较差、振动和噪声较大等缺陷，并且具有较高的支承精度和很小的摩擦力及振动等优点，更加胜任航空发动机高温、高压的环境。
[0074] 可选的，可以为永磁轴承51设置保护轴承。再次参见图8和图9，内转轴1的两端分别设有轴肩，锁紧螺母54安装在内转轴1的轴肩上。每套第二支承5还包括第二滚动轴承55和外端盖53。
[0075] 外端盖53为透盖、且外端盖53套设在内转轴1上，同一套第二支承5中外端盖53固定在内端盖52上，同一套第二支承5中内端盖52位于外端盖53与永磁轴承51之间，同一套第二支承5中第二滚动轴承55的定子551安装在外端盖53与内端盖52之间，同一套第二支承5中锁紧螺母54位于第二滚动轴承55与永磁轴承51之间。
[0076] 第二滚动轴承55的转子套设在内转轴1上、且第二滚动轴承55的转子552与内转轴1之间存在间隙；第二滚动轴承55的转子552与内转轴1之间的间隙小于永磁轴承51的转子
511与永磁轴承51的定子512之间的间隙；第二滚动轴承55的定子551与第二滚动轴承55的转子552相对，第二滚动轴承55与相邻的内转轴1的轴肩之间存在间隙。
[0077] 第二滚动轴承55与相邻的内转轴1的轴肩之间的间隙，可以与第二滚动轴承55的转子552与内转轴1之间的间隙相同。
[0078] 优选的，第二滚动轴承55可以与第一滚动轴承45相同，例如深沟球轴承或角接触球轴承。
[0079] 通过采用第二滚动轴承55作为永磁轴承51的保护轴承，分别布置在内转轴1的两端与永磁轴承51的端盖(包括内端盖52和外端盖53)之间，当永磁轴承51的支撑因为某种原因导致轴系中的转动部件和非转动部件发生较大位移的相对运动时，可起到使永磁轴承51避免碰摩损伤的保护作用。
[0080] 可选的，内转轴1的外壁上设有键槽，键槽内安装有键12，键12卡设在键槽与永磁轴承51的转子511之间。
[0081] 实施例二
[0082] 本发明实施例提供了一种涡轮发动机，涡轮发动机包括高压涡轮、低压涡轮和双转子结构。
[0083] 该双转子结构为实施例一中所述的双转子结构，内转轴的一端与低压涡轮连接，外转轴的一端与高压涡轮连接。
[0084] 本发明实施例通过将双转子结构中的外转轴采用电磁轴承悬浮支承，电磁轴承可利用电磁力将外转轴稳定悬浮起来，并利用位移传感器将监测到的外转轴的运转信息传递给控制器，通过控制器和功率放大器实现对电磁轴承的支承性能的动态调整，从而实现航空发动机转子系统动态响应的在线调整。
[0085] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
