? ? ? ?軸向力平衡裝置的選取是泵組設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題,檢查平衡裝置是否需要更換或優(yōu)化也是節(jié)段式多級(jí)泵維修中的一項(xiàng)重要工作。泵組運(yùn)轉(zhuǎn)過程中若平衡裝置不能中和泵組產(chǎn)生的軸向力,則會(huì)造成泵動(dòng)靜部件摩擦而降低效率嚴(yán)重時(shí)泵轉(zhuǎn)子與各靜部件咬死而導(dǎo)致泵損壞。

? ? ? ?一、節(jié)段式多級(jí)泵軸向力的產(chǎn)生

? ? ? ?節(jié)段式多級(jí)離心泵運(yùn)行過程中產(chǎn)生的軸向力包括以下幾種:因作用在各葉輪吸人端驅(qū)動(dòng)端和吐出端(自由端)的壓力不相等,從而產(chǎn)生指向泵驅(qū)動(dòng)端的軸向力;液體從吸入口到排出口改變方向時(shí)作用在葉片上的力指向葉輪背面,稱為動(dòng)反力;由于泵內(nèi)葉輪進(jìn)口壓力與外部大氣壓不同,在軸端和軸臺(tái)階上產(chǎn)生的軸向力;立式泵轉(zhuǎn)子重量引起的向下的軸向力;其他軸向力

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? ? ? ?二、節(jié)段式多級(jí)泵軸向力的平衡裝置

? ? ? ?總軸向力會(huì)使轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)造成泵動(dòng)靜部件摩擦,而平衡裝置的兩端有一個(gè)壓力差,其中的液體形成一個(gè)與總軸向力方向相反的平衡力,平衡力大小隨平衡盤的移動(dòng)而變化,直到與軸向力抵消但由于慣性的作用轉(zhuǎn)子不會(huì)立即停止竄動(dòng),而是在平衡位置左右竄動(dòng)且幅度不斷減小,最終停留在平衡位置故隨著運(yùn)行工況的變化,泵轉(zhuǎn)子始終處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)平衡裝置的設(shè)計(jì)為多級(jí)離心泵設(shè)計(jì)中的重點(diǎn),包括葉輪對(duì)稱布置(適用于偶數(shù)級(jí)泵)與平衡盤(鼓)法兩大類,平衡盤(鼓法又包括平衡鼓、平衡盤、平衡盤鼓、雙平衡鼓形式,隨著結(jié)構(gòu)的逐漸復(fù)雜,平衡效果也越好

? ? ? ?平衡裝置的設(shè)計(jì)為多級(jí)離心泵設(shè)計(jì)中的重點(diǎn),包括葉輪對(duì)稱布置(適用于偶數(shù)級(jí)泵)與平衡盤(鼓)法兩大類,平衡盤(鼓法又包括平衡鼓、平衡盤、平衡盤鼓、雙平衡鼓形式,隨著結(jié)構(gòu)的逐漸復(fù)雜,平衡效果也越好。

? ? ? ?平衡盤(鼓)法多與推力軸承配合使用,推力軸承一般只承受5%-10%的軸向力在設(shè)計(jì)平衡盤(鼓)時(shí),一般不考慮推力軸承平衡的軸向力保證泵在推力軸承損壞的情況下,平衡盤(鼓)仍能正常工作。

? ? ? ?2.1 葉輪對(duì)稱布置法

? ? ? ?葉輪級(jí)數(shù)為偶數(shù)時(shí)可采用葉輪對(duì)稱布置法平衡軸向力,設(shè)計(jì)上要注意反向葉輪入口前的密封節(jié)流襯套尺寸要與葉輪輪轂尺寸一致。此
方法多用于蝸殼式多級(jí)泵,用于節(jié)段式泵時(shí)會(huì)增加級(jí)間泄露。

? ? ? ?2.2 平衡鼓法

? ? ? ?平衡鼓直徑為首級(jí)葉輪密封環(huán)直徑的93%。平衡鼓法承受平衡力過大在大流量工況下容易引起軸向力反向引起轉(zhuǎn)子振動(dòng)。

? ? ? ?2.3 平衡盤法

? ? ? ?平衡盤結(jié)構(gòu)與各部分承擔(dān)軸向力如圖1所示,平衡力一部分由徑向間隙直徑R至平衡盤軸向間隙內(nèi)半徑R1截面上產(chǎn)生,另一部分由平衡盤軸向間隙內(nèi)半徑R1到外半徑R2截面上產(chǎn)生。平衡盤的靈敏度越高,平衡盤的徑向尺寸越大,通常取k=0305,泄漏量一般為額定流量的4-10%,但高揚(yáng)程小流量泵可能高達(dá)20‰。

? ? ? ?2.4 平衡盤鼓法

? ? ? ?平衡盤鼓聯(lián)合裝置與平衡盤的區(qū)別是:平衡盤鼓的節(jié)流軸套部分尺寸比輪轂尺寸大而平衡盤節(jié)流軸套部分與輪轂同尺寸。平衡盤鼓結(jié)構(gòu)與各部分承擔(dān)軸向力如圖2所示,通常由平衡鼓平衡總軸向力的5080%,最大可到90%,增加平衡鼓的平衡力有利于減小平衡盤的尺寸和增加軸向間隙減少平衡盤的磨損。

? ? ? ?2.5 雙平衡鼓法

? ? ? ?雙平衡鼓實(shí)質(zhì)上就是在平衡盤鼓聯(lián)合裝置基礎(chǔ)上,在平衡盤外徑上增加一道徑向間隙使平衡盤起到部分平衡鼓的作用,這樣可以使軸向間隙進(jìn)一步加大,進(jìn)而減少平衡盤的磨損和降低軸向間隙對(duì)裝配的要求同時(shí)也增加了阻力損失,減少平衡水的泄露量。雙平衡鼓結(jié)構(gòu)與各部分承擔(dān)軸向力如圖3所示,般由平衡鼓(小鼓)平衡50%-70%的軸向力,平衡盤(大鼓)平衡剩余的軸向力，平衡盤不易產(chǎn)生摩擦但平衡室壓力下降,會(huì)減少大鼓的平衡力。

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? ? ? ?平衡裝置的設(shè)計(jì)是節(jié)段式多級(jí)泵設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題之一,選擇合適的平衡裝置對(duì)泵組平穩(wěn)運(yùn)行、節(jié)省維護(hù)費(fèi)用意義重大。