离心泵轴向力的平衡方法总结
3轴向力及其平衡
第三节离心泵的轴向力一、轴向力的产生双吸叶轮由于叶轮对称布置，轴向力相互平衡，所以不存在轴向力。
但是单吸叶轮不具备像双吸叶轮那样的对称性，由于作用在叶轮两侧的压力不等，故有轴向力存在。
下图为一般单吸多级泵叶轮两侧的压力分布情况。
叶轮吐出压力为P2，一般认为在叶轮和泵体间的液体，受叶轮旋转效应的影响以N/2（N为泵转速）速度旋转，所以在叶轮和泵体间的压力是按抛物线形状分布的。
图的右侧是在叶轮后盖板上压力分布情况，左侧为在前盖板上压力分布情况。
由图中可见，在密封环半径r w以上，叶轮两侧的压力是对称的，没有轴向力。
在密封环半径r w以下，作用在左侧的是叶轮入口压力P1，作用在右侧的仍是按抛物线分布的压力。
因此，两侧压差ABCD乘相应的面积就是作用在叶轮上的轴向力。
轴向力的大小可按下列经验公式计算：F1=KHiγπ(rw2-rh2)式中F1—作用在一个叶轮上的轴向力（公斤）；Hi—单级杨程（米）；γ—液体重度（公斤/米r w—叶轮密封环半径（米）；r h—叶轮毂半径（米）；K—实验系数。
与比转数有关。
当n s =40–200时，K=0.6–0.8。
半开式（没有前盖板）叶轮的形状与比转数有关。
作用在半开式叶轮上的轴向力也与比转数有关，可以近似地用下列经验公式计算：F1=2πr1d1kHiγ式中k—轴向力系数；d1—圆心在叶片进口边上，并与叶轮轮廓相切的圆的直径（米）；它的圆心处的半径就是r1（米）。
除了由于压力不对称所引起轴向力以外，液体的反冲力也能产生轴向力。
液体进入叶轮后运动方向由轴向变为径向，就给予叶轮一个反冲力，其方向与轴压力不对称所引起的轴向力相反。
在起动时，由于泵内正常压力还没有建立，所以反冲力的作用比较明显。
如：起动时深井泵转子上串，多级泵转子后串，都是这个原因，但是正常运转中，这个力是比较小的，可以忽略不计的。
除了由于叶轮外部压力分布不对称相起轴向力外，叶轮内部压力不对称也级引起轴向力。
多级离心泵轴向力平衡方法有哪几种？
(1)平衡鼓法这是一种径向间隙液压平衡装置，它装在最后一级叶轮和平衡室之间，和泵轴一起旋转的称为平衡鼓轮，静止部分称为平衡鼓轮头。
用一根管线平衡室与泵进口连通，这样平衡室内的压力就等于进口连通管线中损失压力之和。
平衡鼓法平衡原理：平衡鼓轮前面是最后一级叶轮的后泵腔，其压力接近于泵的排出压力，因而平衡鼓两个端面之间有一个很大的压力差，能够把平衡鼓轮向后推，从而带动整个转子向后移动。
如果我们设法使这个推力和离心泵的轴向力相等，就能够达到平衡轴向力的目的。
(2)平衡盘法(下图)：平衡盘是一种轴向间隙液压平衡装置。
装在最后一级叶轮与平衡室之间，和轴一起转动的称为平衡盘，静止不动的称为平衡环(套)。
平衡原理：从叶轮出来的一部分液体经过平衡盘与平衡环之间的轴向间隙漏入平衡室，再用管路把平衡室与泵吸入口连通，这时平衡盘背面所受的压力是平衡室压力。
平衡盘正面最小直径上受到的压力是泵的吐出压力，而在周界上是平衡室压力。
只要选择好平衡盘的内、外直径尺寸，就可以使平衡盘正面与背面的压力差和泵的轴向力相等，从而达到平衡的目的。
平衡盘法假如泵的轴向力增加，这额外的压力就会把泵的转子推向吸入口侧，从而使平衡盘和平衡环之间的端面间隙减小。
此时通过这个间隙的漏失量将减少，平衡室压力下降，这时平衡盘前后的压力差增加，将转子向吐出口方向推，直到与轴向力平衡为止。
反之，如果泵的轴向力减小，就会造成平衡盘与平衡环之间的轴向间隙增大，漏失量增加，平衡压力增高，直到又获得新的平衡为止。
(3)平衡盘与平衡鼓组合法(下图)：平衡盘与平衡鼓组合实际上是一种径向、轴向液压平衡装置。
高压多级离心泵普遍采用此法，平衡效果好，组合法的平衡原理与上述两法相同。
平衡盘与平衡鼓组合法(4)叶轮对称布置平衡法：在多级水平中开式离心泵中通常采用叶轮对称布置平衡法来平衡轴向力，使成组叶轮的吸人口方向正好相反，从而起到平衡轴向力的作用。
在泵上也要安装止推轴承。
离心泵轴向力产生原因及平衡方法
离心泵轴向力产生原因及平衡方法
离心泵轴向力是指泵转轴非对称运动时侧向受力产生的向力，主要有它的重力和压力及其流体动作、离心力及它所伴随的中间体及相关共振引起的振动负责。
离心泵的轴向力会引起机械设备的振动，受力部位的设计和动态特性容易导致系统发生故障，影响机械设备的安全运行。
要解决离心泵轴的力的问题，可以采取几种方法来平衡轴向力。
首先，应注重设备运行的稳定性和安全性，平衡轴向力的设计方法平衡前驱和滞后力已经成为离心泵轴向力平衡的主要方法。
使用特制的前驱和滞后比例和补偿调整环可以控制转子位移，使转子在设定点位置得到控制，这样可以最大限度地降低轴向力。
其次，采用改变泵头形状的方法平衡轴向力，不仅减小了轴向力，还提高了泵的效率。
再次，改变离心泵的安装方式和改变叶轮的支撑结构，也可以减小轴向力。
最后，应注意定期检查离心泵的中间体的物理和化学特性，防止出现可能引起振动的化学或物理性变化，同时增加阻尼器的频率也能减小轴向力产生的振动。
总之，要想有效地平衡离心泵轴向力，需要主要综合采取以上几种措施。
一方面，针对轴向力分析，检测设备的稳定性和安全性，利用特制的前驱和滞后力方法控制轴的位移；另一方面，要注重改变离心泵的安装方法和支撑形状，使泵头变化成矩形，以提高泵的效率。
还要定期检查离心泵中间体，并增加阻尼器的频率，控制泵轴的动态平衡。
轴向力及其平衡
6.另一种平衡装置 它是把一对动、静摩擦副装在末级叶轮之后，端 面摩擦副前是末级叶轮出口的高压液体,端面摩擦副 之后与某一低压级连通,由此密封端面把高压液体与 低压区隔开。作用于末级叶轮进口处的高压（等于n 一1级泵的压力)和作用于末级叶轮后面的低压(如等 于大气压力)之差,构成指向叶轮后方的总压力,用来平 衡作用在各级叶轮上指向叶轮前方的总平衡力。
4.平衡鼓
平衡鼓是个圆柱体，装在末级叶轮之后，转子一 起旋转。平衡鼓外圆表面与泵体间形成径向间隙 。平衡鼓前面是末级叶轮的后泵腔，后面是与吸 入口相连通的平衡室。这样作 用 在平衡鼓上的压差，形成指 向背向吸入口的平衡力，该力 用于平衡作用在转子上的轴 向力。
5.双吸叶轮或叶轮对称布置
单级离心泵可以将叶轮做成双吸叶轮，对于多级泵， 可以将其叶轮半数对半数，面对面或背靠背按一定次 序排列起来，可以使轴向力相互平衡，这种方法主要 用于蜗壳式多级泵。 节段式泵对称布置可以平衡轴向力，但级间泄漏增加。
离心泵轴向力平衡
班级： 体（卓越）1102
目录
1.产生轴向力的原因 2.轴向力的平衡
泵在运转中，转子上作用着轴向力，该力将拉动转 子轴向移动。轴向力产生原因可分为以下几类： 1.叶轮前后盖板不对称压力产生的轴向力，这是所 有轴向力中最重要的一个因素。又由于叶轮盖板的形 状是不规则的，所以其轴向力大小比较复杂，此力指 向压力小的盖板方向，用F1表示； 2.液体流过叶轮由于方向改变产生的冲力（动反力） ，此力指向叶轮后面，用F2表示； 3.轴台、轴端等结构因素引起的轴向力，用F3表示； 4 .转子重量产生的轴向力，其方向与转子的布置方 式有关，用F4表示； 5.其他；
缺点：1.不能完全平衡轴向力； 2. 容积损失增加； 3.经平衡孔的泄漏流与进入叶轮的主液流相冲 击，破坏了正常的流动状态，会使泵的抗汽蚀性 能下 降。
离心泵轴向力分析和平衡方法探讨 曹昆朋
离心泵轴向力分析和平衡方法探讨曹昆朋摘要：在离心泵工作的过程中，转子会受到一个轴向推力，其和轴心线相互平行。
如果该力得不到有效的控制，在其作用下转子可能会出现一种轴向窜动的情况，这时就会引发转动部件以及固定部件之间直接接触，当这种情况发生就会引发泵零部件非正常运行。
对离心泵的轴向力产生和平衡方法作了详细的叙述，希望可以起到一定的作用。
关键词：离心泵；轴向力分析；平衡方法前言：高速离心泵的轴向力平衡方法有平衡孔、平衡管、背叶片、平衡鼓及平衡盘等方式。
背叶片通过降低叶轮盘侧流体压力，从而来减少叶轮盘侧的方向指向进口的轴向力，但会增加轴功，致使效率降低，不是高速泵轴向力平衡的首选方法。
叶轮对称分布是多级高速泵较有效的轴向力平衡方法，但结构较复杂，因此也不是理想的轴向力平衡方法。
在本文中对平衡方法进行了相关的探讨。
1.离心泵工作原理及基本性能1.1工作原理离心泵起到主要作用的是叶轮，液体能量主要是依靠叶轮旋转来获得的，其减速液体动能在蜗壳中被收集起来，将液体所具有的动能转变成压力能，而起到压送液体的作用。
当离心泵内充满液体的情况下，叶轮旋转产生离心力，在离心力作用下叶道内部的液体借助于叶片的作用甩向外围流进泵壳，通过排出管排出；另外液体还会受到离心力的作用从中心高速向四周流动，于是叶轮的中心部位压力降低，形成真空状态，且低于大气压力；因此，液体在这个压力差的作用下，由吸液池进入泵内，使离心泵能连续不断地进而进行一系列液体的吸入和流出。
1.2离心泵基本性能（1）离心泵的特点是具有大流量，而且相对稳定，但是需要注意的是可能会随着扬程发生变化。
（2）扬程在这一原理中的主要作用就是决定了离心泵当中的叶轮外径，以及叶轮自身的转速大小。
（3）扬程不仅仅与叶轮的外径与转速有关系，还与轴功率与流量之间存在一种对应关系。
（4）离心泵的吸入高度通常比较小，在实际操作当中可能会出现汽蚀现象。
（5）具有很高的转速，而且如果相对流量比较低，那么就会降低效率，如果相对流量比较高，效率也就会提高。
轴向力径向力及其平衡
一.产生盖板力 的原因
离心泵工作时，由于叶轮两侧液体压力分布不均匀，如图1所示，而产生一个与轴线平行的轴向力，其方向指向叶轮入口。 图1离心泵轴向力示意图
计算过程 假设： 盖板两侧腔的液体无泄漏径向流动 盖板两侧液体以叶轮旋转角速度之半 旋转 任意半径R 处的压头 假设：
叶轮后盖板任意半径处，作用的压头差为 将上式两侧乘以液体密度和重力加速度 ，并从轮毂半径积分到密 封环直径，则得盖板轴向力 按压力体体积来计算 ＝圆柱体重量十抛物体重量
轴向力径向力及其平衡
第一节 产生轴向力的原因及其计算方法
1．叶轮前、后盖板不对称产生的轴向力，此 力指向叶轮吸入口方向，用 表示； 2．叶轮推动液体运动产生的动反力，此力指向叶轮 后面，用 表示； 3．轴台、轴端等结构因素引起的轴向力，其 方向视具体情况而定，用 表示； 4．转子重量引起的轴向力，与转子的布置方 式有关，用 表示； 5．影响轴向力的其它因素。
半开式叶轮轴向力 的计算
作用于后盖板的轴向力(抛物体的重量) 为 作用在前侧的轴向力(三角形压力体重量)为 总的轴向力
混流泵叶轮轴向力 的计算
当原动机带动叶轮旋转后，对液体 的作用既有离心力又有轴向推力， 是离心泵和轴流泵的综合，液体斜向流出叶轮。
半开式混流泵叶轮的轴向力
动反力 的计算 动反力;液体通常沿轴向进入叶轮，受到叶 轮作用力沿径向或斜向流出。反之，液体 给叶轮一个大小相等方向相反的反作用 力，该力即为动反力 由动量定理得 对于一般离心泵，可按下式估算于铸造和减小阻力损失； 两端轴封侧应布置低压级，以减小轴封所受的压力； 3相邻两级叶轮间的级差不要很大，以减小级间压差，从而减少泄漏。
布置原则：
2
节段式泵对称布置时，会增加级间泄露。 对称布置叶轮，只有在结构完全相同的情况下才能完全平衡。
泵轴的轴向力平衡
泵轴的轴向力平衡一、引言泵轴是泵的重要组成部分，负责将电机的动力传递给泵的叶轮，使其转动。
在泵的运行过程中，泵轴所受的轴向力是一个重要的问题，它会影响泵的稳定性、工作效率和使用寿命。
本文将就泵轴的轴向力平衡进行探究。
二、泵轴的轴向力产生原因泵轴的轴向力产生主要有以下几个原因： 1. 叶轮不平衡：泵运行时，叶轮可能存在不平衡情况，导致泵轴承受轴向力。
2. 泵的进口和出口压力差：泵的进口和出口之间存在压力差，这会产生轴向力。
3. 流体介质的温度变化：流体介质的温度变化会引起泵轴的轴向热膨胀，从而产生轴向力。
4. 泵轴和轴承的磨损：泵轴和轴承的磨损也会导致轴向力的产生。
三、泵轴的轴向力平衡方法为了保证泵的稳定运行和延长泵的使用寿命，需要对泵轴的轴向力进行平衡处理。
以下是几种常见的泵轴的轴向力平衡方法：1. 叶轮调平通过对叶轮进行精确的动平衡处理，可以减小轴向力的产生。
叶轮调平可以采用动平衡机进行操作。
2. 轴向力调节装置安装轴向力调节装置，可以通过调节装置对轴向力进行控制和平衡。
常见的轴向力调节装置有液力轴向力平衡装置、弹簧轴向力平衡装置等。
3. 使用自平衡泵自平衡泵是一种能够自动平衡轴向力的泵型。
其设计采用了特殊的结构和工作原理，能够减小或抵消泵轴的轴向力。
四、泵轴的轴向力平衡设计思路在泵轴的轴向力平衡设计过程中，需要考虑以下几个因素：1. 泵的工作条件根据泵的工作条件，包括流量、扬程、介质温度等参数，确定泵轴的轴向力大小和平衡要求。
2. 泵轴和轴承的选择选择合适的泵轴和轴承，能够减小泵轴的轴向力。
需要考虑材料的强度、刚度以及耐磨性等因素。
3. 叶轮的调平对泵的叶轮进行精确的动平衡处理，能够减小泵轴的轴向力。
调平时需要考虑叶轮的结构和几何参数。
4. 轴向力调节装置的设计根据泵轴的轴向力大小和平衡要求，设计合适的轴向力调节装置，对轴向力进行控制和平衡。
五、结论泵轴的轴向力平衡是确保泵运行稳定和延长泵使用寿命的重要因素。
单级离心水泵轴向力该如何均衡
单级离心水泵轴向力该如何均衡
单级离心水泵包含泵体，泵盖，带输出轴的电机，在泵体内装设的泵轴、轴承座、叶轮、机封与机封压盖。
而单级离心水泵在运作的流程中，介质从叶轮中间吸入，而延与其大概垂直的方向在离心力的用处下甩出，在与轴同向的介质引入的时候会发生一个轴向力。
单级离心水泵轴向力的均衡办法有：
一、在小型单级离心水泵中使用推力滚动轴承来平轴向力。
二、使用均衡孔法：在叶轮的后盖板上开有，从叶轮出口流出的介质，经过后盖板上的均衡孔流的吸入口，使用处在叶轮吸入面上的压头与用处在后的压头基本相等。
为了解除由于加工误差引起的轴向力，可在泵上装配止推轴承。
三、均衡管法：这种办法是将高压侧密封环泄露出的介质，经过一根外接管路返回泵的吸人口，这根管路称为均衡管，工作原理与均衡孔法基本相同。
四、使用双吸叶轮：使用双吸叶轮时，作在叶轮盖板两侧压头p排相同，用处在叶轮两侧吸人面上压p吸相同，基本上解除了轴向力。
另外，可在泵上装配止拍承来克服由于加工误差而引起的轴向力。
单级离心水泵轴向力的大小对泵的平稳运作有直接关系，其决定推力缝隙的大小，往往轴向力的均衡处在一种动态的均衡中，需要有均衡鼓及均衡盘承受轴向力使其在合理的窜动量间平稳运作。
因而调控、定位均衡盘缝隙的大小就成了泵运作的一个关键原因。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
离心泵轴向力的平衡方法总结
如果不设法消除或平衡作用在叶轮上（传到轴上）的轴向力，此轴向力将拉动转子轴向串动，与固定零件接触，将造成泵零件的损坏以致不能工作。
一般常用以下7大方法来平衡泵的轴向力。
一、推力轴承
对于轴向力不大的小型泵，采用推力轴承承受轴向力，通常是简单而经济的方法。
即使采用其他平衡装置，考虑到总有一定的残余轴向力，有时也装设推力轴承。
二、平衡孔或平衡管
如图1所示，在叶轮后盖板上附设密封环，密封环所在直径一般与前密封环相等，同时在后盖板下部开孔，或设专用连通管与吸入侧连通。
由于液体流经密封环间隙的阻力损失，使密封下部的液体的压力下降，从而减小作用在后盖板上的轴向力。
减小轴向力的程度取决于孔的数量和孔径的大小。
在这种情况下，仍有10~15%的不平衡轴向力。
要完全平衡轴向力必须进一步增大密封环所在直径，需要指出的是密封环和平衡孔是相辅相成的，只设密封环无平衡孔不能平衡轴向力；只设平衡孔不设密封环，其结果是泄漏量很大，平衡轴向力的程度甚微。
图1平衡孔示意图（具体见2楼）
采用这种平衡方法可以减小轴封的压力，其缺点是容积损失增加（平衡孔的泄漏量一般为设计流量的2~5%）。
另外，经平衡孔的泄漏流与进入叶轮的主液流相冲击，破坏了正常的流动状态，会使泵的抗汽蚀性能下降。
为此，有的泵体上开孔，通过管线与吸入管连通，但结构变得复杂。
采用上述平衡方法，轴向力是不能达到完全平衡的，剩余轴向力需由泵的轴承来承受。
用平衡孔平衡轴向力的结构使用较广，不仅单级离心泵上使用，而且多级离心泵上也使用。
但由于轴向力不能完全平衡，仍需设置止推轴承，且由于多设置了一个口环，因而泵的轴向尺寸要增加，因此仅用于扬程不高，尺寸不大的泵上。
三、双吸叶轮
单级泵采用双吸式叶轮后，因为叶轮是对称的，所以叶轮两边的轴向力互相抵消。
但实际上，由于叶轮两边密封间隙的差异，或者叶轮相对于蜗室中心位置的不对中，还是存在一个不大的剩余轴向力，此轴向力需由轴承来承受。
四、背叶片。