1、軸向力與平衡軸向力與平衡李繼宗李繼宗 主講主講軸向力與平衡軸向力與平衡v什么是軸向力什么是軸向力v軸向力的產(chǎn)生軸向力的產(chǎn)生v軸向力危害軸向力危害v軸向力的平衡軸向力的平衡v平衡盤工作原理平衡盤工作原理什么是軸向力什么是軸向力v泵在工作過程中由葉輪高速旋轉(zhuǎn)將液體推出泵體外，與此同時產(chǎn)生了一個與液體流動方向相反的力，這個力就叫軸向推力，簡稱軸向力，它能使轉(zhuǎn)子發(fā)生軸向位移軸向力的危害軸向力的危害1、不平衡的軸向力可加重止推軸承負(fù)荷，使軸承溫度升高，加快損壞2、可使轉(zhuǎn)子向入口竄動，造成振動并可能磨損口環(huán)，使轉(zhuǎn)子與定子部分摩擦使泵損壞軸向力的產(chǎn)生軸向力的產(chǎn)生v1、葉輪前后蓋板不對稱，壓力產(chǎn)生的軸向力，這

2、是軸向力中最重要的因素，由于葉輪蓋板的形狀不規(guī)則。所以軸向力大小比較復(fù)雜，此力指向壓力小的蓋板方向v2、液體流過葉輪由于方向改變產(chǎn)生的沖力，此力指向葉輪后邊。v3、軸臺、軸端等結(jié)構(gòu)因素引起的軸向力v4、轉(zhuǎn)子重量產(chǎn)生的軸向力，其方向與轉(zhuǎn)子的布置形式有關(guān)軸向力的平衡方法軸向力的平衡方法1、推力軸承平衡軸向力、推力軸承平衡軸向力v在小型離心泵中采用推力滾動軸承來平衡軸向力v在大型離心泵中有的采用推力盤和止推軸瓦來平衡軸向力2.采用平衡孔法采用平衡孔法 在葉輪的后蓋板上開有平衡孔，葉輪出口的液體，通過后蓋板上的平衡孔流入吸入口，使作用在葉輪吸入面上的壓力與作用在后面的壓力基本相等。平衡孔平衡孔3、平衡

3、鼓、平衡鼓v平衡鼓是個圓柱體，裝在末端葉輪之后，隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，平衡鼓外圓表面與泵體之間形成徑向間隙。前面是末級葉輪的后泵腔，后面是與吸入口聯(lián)通的吸入室。這樣作用在平衡鼓上的壓差，形成指向背向入口的平衡力。該力方向與軸向力相反，用于平衡轉(zhuǎn)子上的軸向力。4、平衡盤、平衡盤v由平衡盤、平衡板、平衡管組成v多用于多級泵，裝在末級葉輪后面隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。優(yōu)點：可以自動平衡軸向力、平衡效果好，可以完全平衡軸向力，減少磨損，被廣泛推廣缺點：泵在啟動時末級葉輪出口處的壓強(qiáng)尚未達(dá)到正常值，平衡盤平衡力不足。轉(zhuǎn)子向入口竄動，需配有推力軸承。防止平衡盤磨損。5、葉輪對稱布置、葉輪對稱布置v雙級離心泵葉輪對稱布置，

4、抵消軸向力v多級泵可以采用葉輪半數(shù)對半數(shù)，面對面或背靠背按次序?qū)ΨQ布置，平衡軸向力。v單級泵采用雙吸式葉輪v葉輪半數(shù)對葉輪半數(shù)對半數(shù)對稱布半數(shù)對稱布置置雙吸式雙吸式葉輪葉輪6、另一種平衡裝置、另一種平衡裝置v把一對動靜環(huán)摩擦副裝在末端葉輪之后，斷面摩擦副前是出口高壓液體，摩擦副后是低壓聯(lián)通區(qū)，由此密封把高壓與低壓隔開，作用于末級葉輪平衡盤工作原理平衡盤工作原理v平衡盤能自動平衡軸向力，是因為平衡盤兩個間隙（徑向間隙和軸向間隙）相輔相成的結(jié)果。平衡盤是靠泄漏產(chǎn)生壓差來變化平衡力的，沒有泄漏就不能達(dá)到軸向力的完全平衡。平衡盤的工作過程是一個運動平衡的過程。平衡盤平衡盤工作原理是：從末級葉輪出來的帶

5、有壓力的液體，經(jīng)平衡板與平衡盤間的徑向間隙流入平衡盤與平衡板間的水室中，使水室處于高壓狀態(tài)。平衡盤后有平衡管與泵的入口相連，其壓力近似為泵的入口壓力。這樣平衡盤兩側(cè)壓力不相等，就產(chǎn)生了向后的軸向平衡力。軸向平衡力的大小隨軸向位移的變化、調(diào)整平衡盤與平衡板間的軸向間隙(即改變平衡盤與平衡板間水室壓力)而變化，從而達(dá)到平衡的目的。壓力P壓力P”v從末級出來的帶有壓力的液體，經(jīng)過平衡板與平衡盤間的徑向間隙流入平衡盤前的空腔中，空腔處于高壓狀態(tài)。平衡盤后有平衡管與泵入口相連，其壓力近似為入口壓力。這樣平衡盤兩側(cè)壓力不相等，因而也就產(chǎn)生了向后的軸向推力，即平衡力。平衡力與軸向力相反，因而自動地平衡了葉輪

6、的軸向推力。動態(tài)平衡動態(tài)平衡v當(dāng)葉輪的軸向推力大于平衡盤的平衡力時，泵轉(zhuǎn)子就會向入口側(cè)移動，并由于慣性的作用，這種移動并不會立即停止在平衡位置上，而是要超出限度，引起平衡盤軸向間隙過量減小，使泄漏量減少，平衡盤前空腔的壓力升高，于是平衡盤上平衡力增加，并超過葉輪的軸向推力，把轉(zhuǎn)子又拉向出口側(cè)。這個過程是自動的，不斷重復(fù)。在泵工作時，轉(zhuǎn)子始終是在某一平衡位置上竄動著，不過竄動量極小，從外觀上很難看出來。v平衡盤安裝在多級泵的末級葉輪背后，平衡盤軸套與泵體之間有一個徑向間隙b，在盤與泵體之間還有一個軸向間隙b0，平衡盤的背后則是通入口管的平衡室。末級葉輪背后的高壓液體流向徑向間隙b，壓力從P降到P，由于P大于P0（平衡室壓力），平衡盤兩側(cè)產(chǎn)生一壓力差，壓力P液體將平衡盤推向后面并經(jīng)間隙b0流向平衡室，這推開平衡盤的力即為平衡力，與轉(zhuǎn)子的軸向推力方向相反。v當(dāng)葉輪上的推力大于平衡力時，轉(zhuǎn)子就向前移，使間隙b0減小，減少了泄漏量，而壓力P則增高，由于慣性，運動著的轉(zhuǎn)子不會立即停止在平衡位置上，還要繼續(xù)移動，軸向間隙b0還會繼續(xù)變化，此時平衡力超過軸向力，所以又使轉(zhuǎn)子向相反方向即向后移動，即又開始了一個新的平衡循環(huán)。這樣多次反復(fù)動作，一次比一次移動的少，最后可穩(wěn)定下來，使轉(zhuǎn)子停留在新的平衡位置上。當(dāng)泵的工況發(fā)生變化時，軸向力也就會又如上所述重