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