轴向力径向力及平衡.docx

文档介绍：第10讲：轴向力径向力及平衡
轴向力产生的原因
泵在运转时，叶轮前后盖板压力不对称产生轴向力，其力的方向指向吸入口方向。
动反力：液体从吸入口到排出口改变方向时作用在叶片上的力，该力指向叶轮后面。
泵内叶轮进口压力与外部大/ρg)
流量系数μ2＝1/(＋（(λ2L2）/2 b2)/ (R21/ R22))
η-园角系数 L2轴向间隙长度

按简捷计算
1).由结构定RO
按工艺可靠性条件选择：b1＝～ b2＝～
令F=A 计算f＝3F/π△P R2O
2).选择R1
R1 ＝（～）Rm b2/ R2=～
Rm-叶轮密封环直径 R1－平衡盘内径
计算B0=RO/ R2 B1=R1/ R2
计算压降系数φ＝（1＋ξ2’）/(ξ2’+ B1(1- B1)( (λ2R2)/2 b2)+ B12）
计算灵敏度系数：k＝f B02/(φ-3 B02) ～
计算泄漏量：q＝2πR1db2（2gk△P/ξ2ρg）
ξ2＝ξ2’+ B1(1- B1)( (λ2R2)/2 b2)+ B12）
选ξ2’＝ λ2＝～ △P＝P3－P6
平衡盘设计时，按级数最少的情况计算平衡盘尺寸，按级数最多时计算泄漏
量，通常泄漏量为额定流量的4～10％，但高扬程小流量泵可能高达20％。
计算径向间隙长度：L1
L1 =(2 b1/λ1)((1-K)/K) ξ2(B02/ B12)-1-ξ1’) 通常取λ1＝～
ξ1’＝～ 如果求得的L1不发挥结构要求，应重新改变R1、b2/ R2
平衡鼓＋平衡盘＋止推轴承平衡轴向力

对于这种联合结构的轴向力平衡机构，通常由平衡鼓平衡总轴向力的50～90％，最多可到95％，推力轴承一般只承受5％以下的轴向力，增加平衡鼓的平衡力，有利于减小平衡盘的尺寸和增加轴向间隙，减少平衡盘的磨损。
在计算平衡盘尺寸时，不考虑推力轴承平衡的轴向力，保证泵在推力轴承损坏的情况下，平衡盘仍有足够大的轴向间隙，使平衡盘能正常工作。
平衡鼓尺寸的计算
平衡鼓平衡的轴向力为：Fd＝EF=π△P(Rh2－rh2)
式中E=～ Rh平衡鼓半径 rh轮毂半径
平衡鼓半径Rh＝（(EF/π△P）+ rh2）
联合结构平衡盘尺寸的确定
假设平衡鼓平衡后剩余的轴向力均由平衡盘平衡，平衡盘的压差系数为Kd，平衡盘内半径为Rn，轴向间隙为b0，则平衡盘的平衡力为：
P=π△P2(αRh2－rh2)＝πKd△P(αRh2－rh2) -------(1)
α－平衡力系数 α＝(1/3)(1-φ)（（RW2/Rn2）＋（RW/Rn）
φ－轴向间隙进口压力降系数
φ＝（1＋）/(（λl0/2b）(Rn /RW)+(Rn2/ RW2）)
此时总的平衡力为平衡鼓加平衡盘的平衡力：F= EF+πKd△P(αRh2－rh2)
设平衡