軸向力徑向力及其平衡

軸向力徑向力及其平衡編輯ppt第一節(jié)產(chǎn)生軸向力的原因及其計(jì)算方法1．葉輪前、后蓋板不對(duì)稱產(chǎn)生的軸向力，此力指向葉輪吸入口方向，用

表示；2．葉輪推動(dòng)液體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)反力，此力指向葉輪后面，用

表示；3．軸臺(tái)、軸端等結(jié)構(gòu)因素引起的軸向力，其方向視具體情況而定，用

表示；4．轉(zhuǎn)子重量引起的軸向力，與轉(zhuǎn)子的布置方式有關(guān)，用

表示；5．影響軸向力的其它因素。2編輯ppt一.產(chǎn)生蓋板力

的原因離心泵工作時(shí)，由于葉輪兩側(cè)液體壓力分布不均勻，如圖1所示，而產(chǎn)生一個(gè)與軸線平行的軸向力，其方向指向葉輪入口。

圖1離心泵軸向力示意圖

3編輯ppt計(jì)算過程假設(shè)：1.蓋板兩側(cè)腔的液體無泄漏徑向流動(dòng)2.蓋板兩側(cè)液體以葉輪旋轉(zhuǎn)角速度之半

旋轉(zhuǎn)

任意半徑R處的壓頭假設(shè)：4編輯ppt葉輪后蓋板任意半徑處，作用的壓頭差為將上式兩側(cè)乘以液體密度和重力加速度

，并從輪轂半徑積分到密封環(huán)直徑，則得蓋板軸向力

按壓力體體積來計(jì)算＝圓柱體重量十拋物體重量5編輯ppt半開式葉輪軸向力

的計(jì)算作用于后蓋板的軸向力(拋物體的重量)為作用在前側(cè)的軸向力(三角形壓力體重量)為

總的軸向力6編輯ppt混流泵葉輪軸向力

的計(jì)算當(dāng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)后，對(duì)液體的作用既有離心力又有軸向推力，是離心泵和軸流泵的綜合，液體斜向流出葉輪。

7編輯ppt半開式混流泵葉輪的軸向力8編輯ppt二.動(dòng)反力

的計(jì)算動(dòng)反力;液體通常沿軸向進(jìn)入葉輪，受到葉輪作用力沿徑向或斜向流出。反之，液體給葉輪一個(gè)大小相等方向相反的反作用力，該力即為動(dòng)反力由動(dòng)量定理得對(duì)于一般離心泵，可按下式估算軸向力9編輯ppt三.輪轂軸端等結(jié)構(gòu)引起的軸向力

的計(jì)算1.懸臂式葉輪軸頭吸入壓力和大氣壓力不同引起的軸向力2.對(duì)稱布置葉輪由于軸細(xì)部結(jié)構(gòu)不同引起的軸向力H為單級(jí)揚(yáng)程10編輯ppt四.影響軸向力的其它因素1.葉輪前后蓋板泵腔內(nèi)的徑向流前泵腔總是存在著內(nèi)向徑向流，后泵腔的惰況有所不同，一般無平衡孔的單級(jí)泵則無徑向流，有平衡孔時(shí)存在內(nèi)向徑向流，多級(jí)泵因級(jí)間泄漏而存在外向的徑向流。對(duì)不同的泵，按內(nèi)向流壓力減小，外向流壓力增加來分析對(duì)軸向力的影響。2.葉輪兩側(cè)密封環(huán)不同雙吸泵從理論上講無軸向力作用，由于上述原因，當(dāng)兩側(cè)密封環(huán)間隙長(zhǎng)度不同、磨損不同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生指向泄漏大的一側(cè)的附加軸向力。11編輯ppt第二節(jié)

軸向力的平衡危害:如果不設(shè)法消除或平衡作用在葉輪上(傳到軸上)的軸向力，此軸向力將拉動(dòng)轉(zhuǎn)子軸向串動(dòng)，與固定零件接觸，造成泵零件的損壞以至不能工作。一、推力軸承對(duì)于軸向力不大的小型泵，采用推力軸承承受軸向力，通常是簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)的方法。即使采用其它平衡裝置，考慮到總有一定的殘余軸向力，有時(shí)也裝設(shè)推力軸承。12編輯ppt在葉輪后蓋板上附設(shè)密封環(huán)，密封環(huán)所在直徑一般與前密封環(huán)相等，同時(shí)在后蓋板下部開孔，或設(shè)專用連通管與吸入側(cè)連通。由于液體流經(jīng)密封環(huán)間隙的阻力損失，使密封下部的液體的壓力下降，從而減小作用在后蓋板上的軸向力。二.平衡孔或者平衡管三.雙吸葉輪使用雙吸葉輪由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，能平衡軸向力。但由于制造誤差，或者兩邊密封環(huán)磨損不同會(huì)存在一定的殘余軸向力。13編輯ppt四.背葉片平衡軸向力已知未加背葉片的時(shí)候軸向力大小為加背葉片后，背葉片強(qiáng)迫液體旋轉(zhuǎn)，液體的旋轉(zhuǎn)角度增加。后側(cè)的壓力水頭如曲線AGK所示，它和線AGF相差的曲線既為背葉片平衡的軸向力。計(jì)算方法：（設(shè)液體以旋轉(zhuǎn)）bc=ac-ab可以得bc……省略14編輯ppt將bc從輪轂積分到得到平衡方程或上面的計(jì)算是基于葉片端部和殼體的間隙很小時(shí)，但間隙大時(shí)液體轉(zhuǎn)速應(yīng)該為--背葉片寬度--背葉片和殼體之間的間隙1.背葉片除了平衡軸向力之外，同時(shí)能夠減小軸封前液體的壓力。即為2.防止雜質(zhì)進(jìn)入軸封3.能使揚(yáng)程提高1~2%，但效率會(huì)下降2~3%。其他功能15編輯ppt五.葉輪對(duì)稱布置布置原則：1.級(jí)間過渡流道不能很復(fù)雜，以利于鑄造和減小阻力損失；2.兩端軸封側(cè)應(yīng)布置低壓級(jí)，以減小軸封所受的壓力；3相鄰兩級(jí)葉輪間的級(jí)差不要很大，以減小級(jí)間壓差，從而減少泄漏。注意事項(xiàng)：1.節(jié)段式泵對(duì)稱布置時(shí)，會(huì)增加級(jí)間泄露。2.對(duì)稱布置葉輪，只有在結(jié)構(gòu)完全相同的情況下才能完全平衡。多用于渦殼式多級(jí)泵，有時(shí)也在節(jié)段式