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第10讲：轴向力径向力及平衡
1. 泵在运转时，叶轮前后盖板压力不R2i/R22))
中园角系数L2轴向间隙长度
2. 平衡盘计算方法
按简捷计算1).由结构定Ro按工艺可靠性条件选择：bi=〜=〜=A计算f=3F/兀zPR2o2).选择RiRi=(〜)Rmb2/R2=〜-叶轮密封环直径R1—平衡盘内径计算B0=Ro/R2B1=R1/R2计算压降系数4=(1+&')/('+B1(1-B1)((/2R2)/2b2)+Bj)计算灵敏度系数：k=fBo2/(4-3Bo2)〜：q=2兀R1db2(2gk结/金pg)°.5象=&'+B1(1-B1)((A2R2)/2b2)+B12)
选切’==〜=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：L1L1=(2b1/入1)((1-K)/K)纨Bo2/B12)-1-)通常取入1=〜
&'=〜，应重新改变R1、b2/+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。
1. P2
D
△P2
DrffiW2•衡"
平衡鼓尺寸的计算
平衡鼓平衡的轴向力为：Fd=EF=兀金(Rh2—rh2)式中E=〜
2. 平衡鼓半径Rh=((EF/兀金)+rh2)
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=兀金2(aRh2—rh2)=TtKd^P(aRh2—rh2)(1)
a一平衡力系数a=(1/3)(1-4)((Rw2/Rn2)+(Rw/Rn)
4一轴向间隙进口压力降系数
4=(1+/((l0/2b)(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+兀Kd尘(aRh2-rh2)
设平衡盘关闭时(轴向间隙为0)，平衡鼓与平衡盘所产生的平衡力为转子轴向力的L
倍，WJLF=EF+TtKd里(a，Rh2—rh2),可改写成(L-E)F=兀隔结(a，Rh2—rh2)——2。
由(1)式可改写成(1-E)F=TtKd结(aRh2—rh2)33(
可求得压差系数Kd=(1-E)/(L-E)
L=〜,
为使平衡盘偏离设计位置，轴向间隙小丁设计间隙时有适当富裕量，取
通常取L>20
由轴向力可求得平■衡盘内半径Rn=C(LF/(兀zP)+rh2)=(1/舟
平衡盘外半径Rw=(〜)Rn
平衡盘轴向间隙长度Io=(〜)■衡鼓+止推轴承平■衡轴向力
双平衡鼓实质上就是在平衡鼓与平衡盘联合结构上，在平衡盘外径上增加一道径向问隙，使平衡盘起到部分平衡鼓的作用，这样可以使轴向间隙进一步加大，减少平衡盘的磨损和降低轴向间隙对装配的要求。
1. △P2
广ZP2
平衡力的计算
平衡盘上的平衡力P可看作由三部分组成：Pl；P2；P3；
Pl是由平衡盘(大鼓)内径至平衡盘外径由压力差△P2产生的力，
Pi=/rwrn2TtRdRzPx=(1/3)兀金x[(1-4)(Rw2+RwRn—2Rn2)]
式中4=(|)/+4”(T是轴向间隙进口处的压力降系数,/=(1+)/[(](Al0/2b0)(Rn/Rw)+(Rn2/Rw2))+(1+/lw/2bw)(Rn/Rw)(b0/bw)]24”是轴向间隙出口处由外园间隙bw损失产生的压力降系数4”=(1+Alw/2bw)[(Rn/Rw)(b0/bw)]2/[()(Rn/Rw)+(Rn2/Rw2))+(1+/lw/2bw)((Rn/Rw)(b0/bw))2]上式的分母为轴向间隙的进口至外园