关于泵的轴向力

合集下载

多级泵平衡轴向力的方法

多级泵平衡轴向力的方法

多级泵平衡轴向力的方法
多级泵平衡轴向力的方法
多级泵是一种常见的液压传动元件,其工作原理是利用多个叶轮将液体逐级压缩,以达到提高液体压力的目的。

然而,在多级泵中,由于叶轮之间存在一定的间隙,会产生一定的轴向力,影响泵的稳定性和寿命。

因此,为了保证多级泵的正常工作和延长使用寿命,需要采取措施平衡其轴向力。

下面介绍几种常见的多级泵平衡轴向力的方法:
1. 双吸入口设计
双吸入口设计是一种常见的平衡多级泵轴向力的方法。

该方法通过在进口处设置两个吸入口,并将它们分别连接到两个叶轮之间,使得进入两个叶轮之间的液体流量相等,从而平衡了两个叶轮之间产生的轴向力。

2. 对称式设计
对称式设计是一种将每个叶轮都设置在同一个位置上,并且每个叶片
都有相同数量和角度的方法。

这种设计可以使得每个叶片所产生的力相互抵消,从而达到平衡轴向力的目的。

3. 反向旋转设计
反向旋转设计是一种将相邻两个叶轮的旋转方向相反的方法。

这样可以使得相邻两个叶轮所产生的轴向力相互抵消,从而达到平衡轴向力的目的。

4. 调整叶轮间隙
调整叶轮间隙是一种通过调整叶轮之间的间隙来平衡轴向力的方法。

该方法需要根据实际情况来确定叶轮之间的间隙大小和位置,以达到平衡轴向力的目的。

综上所述,多级泵平衡轴向力有多种方法可供选择,具体应根据实际情况进行选择和调整。

多级式离心泵轴向力增大原因及改进措施

多级式离心泵轴向力增大原因及改进措施

多级式离心泵轴向力增大原因及改进措施摘要:分析了苏尔寿MC80(A)离心式水泵轴向力增大的原因,提出了解决方法,改造后收到了良好的应用效果。

关键词:多级离心式水泵轴向推力密封环间隙一、前言辽宁锦天化甲醇车间锅炉给水泵(600P001)采用大连苏尔寿泵厂生产的MC80(A)型多级式离心泵,双机运行。

在使用中水泵机械密封首先出现频繁泄漏现象并伴随止推轴承箱温度升高、继而烧毁轴承。

在多次更换机械密封、止推轴承后,启动泵时造成水泵轴向力瞬间增大,机械密封轴套、折流盘、轴承内圈熔结在一起,解体大修时不得不破坏止推轴承箱,大修周期不足3个月,检修工作量大,水泵运行稳定性低,严重影响正常生产。

分析其原因:主要是水泵工作一段时间后,各级叶轮入口密封环、中级密封环不耐高速水流的冲刷,密封间隙不断增大,造成工作时逐渐产生了较大的轴向推力,超出平衡机构的平衡能力,最终造成上述故障(损坏部件见下图)。

二、水泵正常受力工作状况分析为排除水泵平衡机构平衡能力不足的因素,我们首先分析水泵正常工作时候转子的受力情况,并校核转子的平衡力。

MC80(A)多级水泵为单吸收多级分级式水泵。

工作时水以轴向速度C1进入叶轮,而以径向速度流出叶轮,形成一定的水动压力。

如果忽略泄漏等因素,工作时水泵每一只叶轮在轴旋转力矩作用下,带动泵腔内水以等角速度运动,逐级提高水的压力,将水泵出。

水泵叶轮前后底盘外表面受到进、出水压力差F1和叶轮内表面动反力F2的影响,机构产生较大的轴向力,迫使叶轮和其它运动件同向入水口方向移动(如图1),观察其运动,前后腔压力在R1到R2半径差值范围内大小相等,方向相反,故相互抵消,即叶轮前后ABCD所受力可认为相同。

但在R1到轴范围内叶轮后侧压力大于叶轮入口侧压力,既CFGH所受力F1就是单个叶轮前后压差所形成的轴向力。

因而整个运动构件(转子)有指向出口的轴向移动。

多个叶轮轴向力同时累加起来是十分巨大的,称为多级水泵平稳运行的主要隐患。

怎样平衡水泵的轴向推力

怎样平衡水泵的轴向推力

怎样平衡水泵的轴向推力平衡孔开得不能太大,主要是影响不锈钢管道泵的效率,下面介绍一下水泵的轴向推力平衡的几种方法。

对于单级齿轮泵轴向力的平衡一般有以下几种形式:1、开平衡孔在泵的后盖板靠近轮毂处钻几个孔,并在后盖板上增加一个密封圈,密封圈的外径与叶轮吸入口外径相等。

泵工作时,后盖板密封圈内的液体与吸入口相通,其压力与吸入口压力相近。

密封圈外后盖板面积与吸入口外前盖板的面积相等,因而派出液体的压力在前、后盖板上的总作用力基本相等,少部分未被平衡的轴向力由轴承承受。

一般情况下,开平衡孔平衡轴向力的效果较好。

其特点是:泄漏较多,经过平衡孔的液体又干扰了叶轮入口液体的正常流动,使离心泵的效率降低2-5%左右,只适用于小型单级离心泵。

2、采用双吸叶轮在流量较大的单多级离心泵或少数多级离心泵上采用双面进水的叶轮,则轴向推力由它本身的工作条件得到平衡,但实际上由于制造商很难做到泵的两侧过流部件的几何形状完全一致,所以仍会有较小的轴向力作用在转子上,因此,靠泵轴一端的单列向心滚珠轴承承受。

3、采用平衡管这种方法与开平衡孔的方法基本相同,在叶轮后盖板上与吸入口对应处设置口环,利用平衡管将此密封空间内的液体引入到泵入口处,使这部分液压与入口压力平衡,从而使轴向力得到平衡,这种装置要求平衡管的过流断面积应等于或大于口环间隙过流面积的4-5倍。

4、采用平衡叶片在叶轮后盖板的背面对称安置几条径向筋片,当叶轮回转时,筋片如同泵叶片一样使叶片背面的液体加快旋转,离心力增大,使叶片背面的压力显著下降,从而使叶轮两侧压力达到平衡,其平衡程度取决于平衡叶片的尺寸和叶片与泵体的间隙。

缺点是泵效率降低。

另外,对于多级水泵轴向平衡装置,可采用叶轮对称布置法、平衡毂平衡轴向力和平衡盘平衡轴向力等形式。

单级离心泵轴向力方向

单级离心泵轴向力方向

单级离心泵轴向力方向有趣的是,这种力的方向可是有讲究的。

说到方向,大家可不要把它看得太简单。

轴向力的方向一般是往泵的进水口推的,这就像你把一瓶饮料打开,气泡瞬间往上冲的感觉,清脆又欢快。

但是这可不止于此,轴向力如果太大,就会让泵的轴承承受过大的压力,搞不好就得“叫苦连天”,导致泵坏掉,得不偿失呀!想象一下你每天都得去修理它,真是烦得要命。

接着咱们再聊聊这个力的产生原因。

转子转动的时候,液体会被甩到叶轮的边缘,液体的动量变化就会在这儿产生轴向力。

这就好比你把水泼到墙上,水流不自觉地往一个方向流,真是“水流如电”,让人目不暇接。

这个时候,液体对转子的作用力和反作用力就像一对好朋友,一个推,一个拉,彼此不分开。

转子转得越快,液体的流速越高,轴向力自然也就越大。

要是转速过快,那可就像在做高难度的杂技,随时都有可能摔个大跟头。

说到这里,你可能会问,哎呀,那我们应该如何控制轴向力呢?别急,这可是个技术活儿。

一般来说,咱们可以通过调节叶轮的形状、转速和泵的设计来控制。

就像做菜一样,调味要得当,太咸了不好,太淡了也没滋味。

比如说,叶轮的前缘设计得合理,能让液体在流动时减少不必要的阻力,这样就能有效降低轴向力,简直是让人拍手叫好。

当然了,还有一点必须提到,那就是对泵的轴承要格外关心。

轴承就像离心泵的“心脏”,它承受着轴向力带来的压力,如果不及时维护,等到出问题时,真是“哭都来不及”。

定期检查、润滑,能让泵的“心脏”跳得更加有力,寿命自然也会延长。

就像我们平时要锻炼身体,才能更好地应对各种挑战。

再说说泵的选型,咱们可得仔细斟酌。

市场上的离心泵种类繁多,有的适合高扬程,有的则更适合大流量。

选错了,那就好比穿错鞋,走几步就疼得不行。

选择合适的泵,不仅能提高工作效率,还能在轴向力的控制上游刃有余,轻松搞定。

单级离心泵的轴向力方向是个有趣又复杂的议题。

了解它的原理,就像摸清了一道题的解法,心里踏实多了。

别看它微不足道,但在泵的运行中却扮演着不可或缺的角色。

多级离心泵的轴向力研究

多级离心泵的轴向力研究

多级离心泵的轴向力研究摘要:改革开放以来,随着我国工业发展的不断提升和进步,在工农业生产过程中逐步引进了新的设备和理念,为提升我国工农业生产效率提供了重要的保障。

基于此,本文对多级离心泵的轴向力进行研究分析。

关键词:多级离心泵;轴向力;平衡引言由于压差力和动反力等因素的共同作用,离心泵叶轮会受到从后盖板指向前盖板的轴向力,尤其对于单向排列的多级泵来说,叠加而成的轴向力对泵组的可靠运行影响巨大。

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)离心泵的特点是大流量,需要注意可能会跟随扬程发生变化。

2)扬程的主要作用:扬程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。

2 轴向力分析如果吸排液口处存在压力不同的情况,则会导致叶轮两侧不对称,进而产生明显的轴向力。

根据液体压力分布情况(如图1)。

图1 轴向力的产生叶轮右边受力为:F右=πr22p2叶轮左边受力为:F左=πr21p1+π(r22-r21)p2式中r1—叶轮内圆半径;r2—叶轮外圆半径。

两力之差为:ΔF=F右-F左=πr21(p2–p1)因为F右>F左,故ΔF属于正值。

双壳体多级离心泵(BB5)轴向力平衡特性分析及水力性能优化

双壳体多级离心泵(BB5)轴向力平衡特性分析及水力性能优化

双壳体多级离心泵(BB5)轴向力平衡特性分析及水力性能优化双壳体多级离心泵(BB5)轴向力平衡特性分析及水力性能优化摘要:双壳体多级离心泵(BB5)是一种广泛应用于化工、石油和能源等领域的关键设备。

然而,由于其特殊的结构和工作原理,常常面临着轴向力不平衡和水力性能不理想的问题。

本文通过对BB5泵的结构特点进行分析,研究了其轴向力平衡机理,并提出了一些水力性能优化的方法。

研究结果表明,通过优化叶轮叶片的倾斜角度和安装位置,可以显著减小泵的轴向力,并提高其水力质量。

关键词:双壳体多级离心泵;BB5泵;轴向力平衡;水力性能优化1. 引言双壳体多级离心泵(BB5)是一种专门用于高温、高压和腐蚀介质输送的离心泵。

其结构复杂,包括叶轮、泵壳、轴承、密封等关键部件。

由于其特殊的结构和工作原理,BB5泵常常面临着轴向力不平衡和水力性能不理想的问题。

轴向力不平衡会导致泵的振动加剧、密封性能下降;水力性能不理想则会影响泵的效率和稳定性。

2. BB5泵的结构特点BB5泵的结构特点主要包括双壳体和多级叶轮两个方面。

双壳体结构是为了满足高温、高压和腐蚀介质的要求。

它将泵壳分为前壳体和后壳体两部分,各自负责承载不同压力和温度的介质。

多级叶轮是为了提高泵的扬程和效率,它将泵送介质分为多个级别,每个级别都有独立的叶轮和导叶。

3. BB5泵的轴向力平衡机理轴向力平衡是保证泵正常运行的重要因素。

BB5泵的轴向力主要包括叶轮间的压差力、泵壳的压力力和离心力三个方面。

由于叶轮和泵壳的配置不合理,常常会导致这些力之间的不平衡,进而导致泵的振动加剧、密封性能下降。

为了解决这一问题,可以通过优化叶轮叶片的倾斜角度和安装位置来实现轴向力的平衡。

倾斜角度较小的叶轮会产生较小的压差力和离心力,从而减小轴向力;叶轮的安装位置也可以调整,以减小泵壳的压力力。

通过这样的优化措施,可以有效减小泵的轴向力,提高其工作稳定性和密封性能。

4. BB5泵的水力性能优化除了轴向力平衡外,水力性能的优化也是提高BB5泵工作效率和稳定性的重要措施。

磁力泵轴向力自动平衡结构

磁力泵轴向力自动平衡结构

磁力泵轴向力自动平衡结构全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:磁力泵是一种利用磁力传动来实现泵的转子和驱动机之间动力传递的泵,其具有很多优点,如无泄漏、运行平稳、维护简单等。

对于某些磁力泵来说,其中一个常见的问题是轴向力的不平衡,这可能会导致泵的不稳定运行和提高泵的振动噪音。

为了解决磁力泵轴向力不平衡的问题,研究人员设计了一种磁力泵轴向力自动平衡结构。

这种结构通过引入平衡圆环来实现轴向力的自动平衡,从而提高泵的性能和稳定性。

磁力泵轴向力自动平衡结构的设计原理如下:在泵的转子和定子之间加入一个或多个平衡圆环,当泵运行时,这些平衡圆环会根据转子的位置自动调节自身位置,以达到轴向力的平衡。

这样一来,不仅可以减小泵的振动和噪音,还可以提高泵的运行效率和寿命。

在实际应用中,磁力泵轴向力自动平衡结构具有很多优点。

它可以根据泵的工况自动调节平衡圆环的位置,无需人工干预,减小了维护成本。

这种结构可以有效减小轴向力的不平衡,提高泵的运行稳定性和效率。

最重要的是,磁力泵轴向力自动平衡结构可以广泛应用于各种磁力泵中,为用户提供更稳定、更可靠的泵服务。

在未来,随着磁力泵技术的不断发展,磁力泵轴向力自动平衡结构也将不断完善和改进,为用户提供更优质的产品和服务。

相信通过科研人员的努力和创新,磁力泵轴向力自动平衡结构将会成为磁力泵领域的重要发展方向,为泵的性能和稳定性带来新的突破。

第二篇示例:磁力泵是一种利用磁力驱动液体运动的无泄漏、无密封的泵类设备。

它具有结构简单、运行稳定、维护方便等优点,因此在化工、石油、医药等领域广泛应用。

磁力泵在工作过程中常常会受到轴向力的影响,造成设备损坏或者性能下降。

为了解决这一问题,磁力泵轴向力自动平衡结构应运而生。

磁力泵轴向力自动平衡结构是一种通过特定机构设计,能够在磁力泵工作时有效平衡轴向力的装置。

它主要由平衡盘、弹簧和调整螺栓等部件组成。

平衡盘位于泵的轴承座上方,与泵的转子相连。

当泵工作时,由于液体的流动产生的轴向力使得平衡盘产生相应的位移,同时弹簧会受力产生变形,通过调整螺栓可以调节弹簧的预压力,从而实现对轴向力的平衡。

离心泵轴向力测试方法的研究

离心泵轴向力测试方法的研究
中图分类号离心泵在高速运转的时候会产生较大的轴向力生产实践中减小轴向力是决定离心泵稳定运行和寿命的决定性因素准确了解泵的轴向力并且掌握其变化规律才能恰当选择平衡机构以及轴承等零部件提高泵的可靠性所以在离心泵设计和运行阶段采取适当方法确定轴向力是很重要的泵的轴向力可由经验法测试法和理论计算法确定国内外很多由经验法和理论计算法所得出的轴向力精度及适用性较差对于重要用途的离心泵需要进行轴向力的实际测量以保证正确设计轴向力平衡装置选用合适的轴向推力轴承防止轴向力平衡装置或轴承破坏引发的失效等故障同时通过测试还可以获取准确的轴向力数值用来校正和修改经验计算公式及理论计算模型综合国内外多种轴向力测试方法基本可分为直接法和间接法两大类因此沿着泵的轴向方向就会产生一个推力流体流经叶轮后由于流动方向变化所产生的动压力在多级离心泵中流体通常由轴向流入叶轮由径向流出流动方向的变化是由于流体受到叶轮的作用力因此流体也给叶轮一个大小相等方向相反的反作用力叶片工作面压强大于叶片背面的压强其所形成的压力差产生轴向力由于叶轮流道内的压力分布不对称所产生的轴向力直接测试法直接法测量轴向力的主要特点是将待测的轴向力与其他力学量
接测 力拉 杆 ,利用杠 杆 原理 ,用 弹簧秤 进行轴 向力
[ 收稿 日期]2 1 0 0—0 —1 8 8 [ 通讯地址]贾大伟 ,北京林 业大学 8 8信箱 2
流体受Nn 轮的作用力 ,因此流体也给叶轮一个大 f 小相等、方向相反的反作用力。
( ) 由于叶 片上压 力分 布不 对称 所 引起 的轴 向 3
承座上 直接 粘贴 应变 片 ,安装 测力 弹性元 件 ,在轴 端 安装 传感 器等 3种 方法 。 3 1 直接粘 贴应 变 片 .
பைடு நூலகம்
由于一 些离 心 泵 的轴 向位 置 被 机 械 密封 占据 , 没 有空 间安装 测 量装 置 ,可 以在 受 到轴 向力影 响 的 泵 体或 者轴 承支 架 等 上 粘 贴应 变 片 。文 献 [] 曾 2
  1. 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. 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. 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)。

关于泵的轴向力
一、轴向力的产生及危害水泵在正常运转过程中,其主轴会产生轴向力。

由于泵腔内流体流动,必然会对主轴产生动反力,因而泵工作时产生轴向力不可避免。

转子在轴向力的作用下,产生轴向位移,造成动静部间相互研磨、碰撞,导致水泵严重损坏。

轴向力的存在会造成水泵无法长时间平稳运行,降低其使用寿命和整体性能,严重时甚至危及操作人员的安全。

因此,平衡水泵轴向力,是提高水泵主轴性能,从而提升水泵整体性能及安全性的关键。

除以上必然因素造成泵转子产生轴向力外,其他不合理因素也会导致轴向力,主要有以下几种: 1、当泵在正常运行时,叶轮吸入口处的压力为P1,叶轮背面的压力为P2,且P2>P1。

因此沿着泵的轴向方向就会产生一个推力F1。

2、液体流经叶轮后,由于流动方向变化所产生的动反力
F2。

在多级离心泵中,流体通常由轴向流入叶轮,径向流出,流动方向的变化是由于液体受到叶轮的作用力,因此液体也反作用给叶轮一个大小相等、方向相反的力。

由于叶片上压力分布不对称而引起的轴向力F
3。

叶片工作面压强大于叶片背面的压强,其所形成的压力差也将产生轴向力。

4、由于叶轮流道内的压力分布不对称而产生的轴向力F4。

5、对子立式泵而言,其内部的转子是有重力的,这会成为轴向力的组成部分;而对于卧式泵,这个轴向力是不存在的。

6、叶轮前后盖板不对称;
7、轴台阶,轴端等结构设计存在不合理因素;8、其他因素引起转子产生轴向力,如泵腔内径向流。

在众多产生轴向力的因素中,泵腔内流体的动反力以及叶轮前后盖板不对称是转子产生轴向力的主要原因。

二、水泵轴向力平衡方法
平衡水泵转子轴向力的方法多种多样,例如在泵外部设置推力轴承、于水泵腔体上开设平衡孔或平衡管以降低泵压、叶轮设计时采用背叶片、双叶轮、叶轮对称分布等形式,以及使用平衡盘、平衡鼓结构等。

其中,多利用平衡盘和平衡鼓结构对转子轴向力进行平衡。

平衡盘被广泛应用在多级泵的轴向力平衡上,位于泵末级叶轮之后,其结构原理如图1所示。

平衡装置存在径向和轴向两个间隙,由末级流出的带压液体,经径向间隙流入平衡盘前的空腔中,使之形成高压力状态。

于平衡盘后侧的空腔上开设平衡管,并与水泵入口相连通,使该处空腔内压力与泵入口处压力基本一致。

由于平衡盘前后两空腔内压力不等,构成压力差,产生与轴向力反向的平衡力,达到平衡效果。

采用平衡盘结构平衡水泵转子轴向力时,由于轴向力不断
变化,平衡力也随之改变,因而,其工作过程是动平衡过程。

平衡盘依靠转子窜动自动调节其可变间隙大小,从而调节平衡力大小,能够充分平衡转子轴向力,无需依靠外部推力轴承辅助,因而平衡结构可省略外部推力轴承。

平衡盘结构存在的缺陷: (1)当泵转子以较低速度启动时,泵中流体产生的推力较小,无法将平衡盘推离平衡座,导致工作时二者接触,产生研磨,造成磨损,达到一定限度后需进行更换,降低平衡盘使用寿命。

(2)平衡盘轴向间隙极小,使得其应用范围受限,不适用于泵体内液体含沙、泵干转或泵内液体接近气化等工况。

(3)由于平衡盘依靠平衡管泄露泵内液体,使其前后产生压差来平衡轴向力,泄露会造成泵的效率降低。

平衡鼓在离心压缩机轴向力平衡领域应用较为广泛,其结构如图2所示,平衡鼓不存在轴向间隙(公众号:泵管家),带压液体经平衡鼓径向间隙进入平衡腔,构成高压,于其后的空腔内壁上设置平衡管与泵入口相通,使腔内压力始终大于或等于入口压力,从而达到平衡轴向力的目的。

采用平衡鼓结构平衡轴向力,平衡鼓结构动静部间的间隙为制造时制定,无法自动调整平衡力大小,因而,需要在外部安装止推轴承以平衡多余的平衡力,其优点在于,动静部无接触,无磨损,因而使用寿命较长。

单独采用平衡盘进行水泵轴向力平衡时,由于其轴向间隙极小,当泵体内液体流量发生变化,或水泵工作状
态发生瞬时变化时,极易造成平衡盘与平衡环贴合或卡紧,二者产生研磨、损坏,从而大大降低平衡盘寿命,影响水泵正常运作。

因而,为提高水泵轴向力平衡机构性能,可采用平衡鼓结构进行轴向力平衡,但单独采用平衡鼓结构进行轴向力平衡时,泵体会产生较大泄露,极大地降低了水泵的输送效率。

因此,为了提高平衡装置总体性能,结合二者优点,可采用平衡盘与平衡鼓联合结构平衡水泵转子轴向力。

结构如图3所示。

采用这一结构的优点在于:(1)单独采用平衡鼓平衡轴向力时,需在外部加装止推轴承,采用该联合结构时,由于平衡盘的存在,可省略安装止推轴承。

(2)平衡鼓平衡轴向力的同时也可平衡掉一部分平衡盘产生的平衡力,减小平衡盘前后压力差,使平衡盘与支撑环更易分离,不易造成磨损,使整个平衡装置性能可靠。

(3)要求泵进行空转时,需在泵上安装止推轴承,联合机构的存在可以大大降低止推轴承的负荷。

本文给水泵应用于核电站辅助给水,电动机辅助给水泵规格书规定,不允许单独采用平衡盘作为轴向力平衡装置,因而测试对象拟定采用单平衡鼓或平衡盘与平衡鼓联合机构作为泵轴向力平衡装置。

三、流量与轴向力关系计算水泵转子轴向力大小与流体流量关系的计算情况复杂,形式多样,采用不同形式的平衡结构,其平衡力计算方法也相应不同。

本文测试对象拟
定采用单平衡鼓或平衡盘与平衡鼓联合机构两种不同结构作为泵轴向力平衡装置,选取性能最优者作为最终平衡方案。

分别根据两种不同结构,确定经平衡装置平衡后,总轴向力与流量关系。

①采用单平衡鼓作为轴向力平衡装置,计算采用这一结构时,泵体内流体流量与转子总轴向力大小关系。

②以平衡盘与平衡鼓联合机构作为轴向力平衡装置,计算采用这一结构时,泵体内流体流量与转子轴向力大小关系。

四、轴向力的测试
现有的轴向力预测方法一般分为试验测量采用经验公式计算两种,水泵厂很多由经验法和理论计算法所得出的轴向力精度及适用性较差,对于重要用途的离心泵需要进行轴向力的实际测量,以保证正确设计轴向力平衡装置,选用合适的轴向推力轴承,防止轴向力平衡装置或轴承破坏引发的失效等故障。

同时,通过测试还可以获取准确的轴向力数值,用来校正和修改经验计算公式及理论计算模型。

综合国内外多种轴向力测试方法,可分为以下几类:
1、安装拉压力传感器2010年,俄罗斯学者提出在测试轴向力时,可以将该测力仪安装在泵转子末端,直接测量轴向力,利用弹性元件及应变片产生的形变进行测量,其测试方法如下图所示。

该方法结构简单,易于安装,但体积较大,不适合内部结构紧凑的水泵装置。

2、液压测力机
构利用液压测力机构测试单级离心泵轴向力的装置,如图2所示,该装置由轴向力输出、轴向力输入、轴向力数值显示和砝码测力机构四部分组成。

其基本原理是泵运行时,泵轴在轴向力与静态液压测力机构给予的相反方向力轴向力的作用下,达到轴向平衡,不产生轴向位移。

由于该装置能够自动消除滑动摩擦力和静摩擦力的干扰,所以液压测力机构给予泵轴的反向轴向力正好等于泵腔内运动流体给予叶轮的轴向力。

读出两个显示装置的压力差,就能得到轴向力的大小.还可以用静态液压测力机构和砝码测力机构互相酉己合测出轴向力,对比两套测力装置的测试结果(公众号:泵管家)。

该方法可以在时一种工况下用两种方法同时测量,从而具有自校功能,准确性高,读取数据方便快捷,但装置体积较大,装配复杂。

3、直接粘贴应变片
在结构紧凑的泵上,由于轴向空间被机械密封占据,没有足够的空间给予安装测量装置,难以测定轴向力。

用“多点应力法”测量多级离心泵轴向力和径向力,该方法是根据多级离心泵的受力特点,对离心泵后端轴承的支架进行测量,该支架的形状通常都为一定厚度的准半圆柱壳体,选取适当的截面粘贴应变片,读取测试值后,再计算轴承支架的惯性矩、金属截面积形心位置等几何特性,通过轴向力计算公式最终求得轴向力。

该方法所占空间小,但计算
复杂。

4、测力弹性元件测量燃气轮压气机转子轴向力的传感器,当转子轴承腔内有一定的安装空间时,可以考虑在轴承的两侧安装传感器弹性元件,弹性元件设计为圆环形,其几何尺寸近似于转子推力轴承的外环的尺寸,分别将圆环形传感器安装在轴承的两端面,直接感受轴承外环轴向力。

该方法结构简单,尺寸小,实时性好,但测量结果易受到环境干扰。

5、弹簧秤测量装置以弹簧秤为测力核心,轴承座与定子固定,轴承套与右轴承座为间隙配合,安装在轴承套内的零件可随转子一起作轴向位移,压盖与测力拉杆连接,利用杠杆原理,通过弹簧枰进行轴向力测量。

当水泵运转时,叶轮转子体在轴向力的作用下偏向一端,用外力拉动转子居中,此拉力与轴向力相等,测力机构测得的拉力即为轴向力。

该方法原理简单易懂,但测试精度不高,数据不能即时与微机数据处理系统相连接,不能实现实时的数据采集。

6、电涡流效应测量装置可以使用电祸流式测力仪来测量主轴回转精度,当被测对象的尺寸、位移等参数发生改变时,会引起测力仪感应线圈电感、阻抗等特性发生变化,并具备特定对应关系。

如果上述参数中的某一个发生改变,即可用来实现各类测试。

测量时,在主轴的轴线平行方向安
装这个电涡流式测力仪,当有轴向力产生时,主轴产生位移,使主轴末端与涡流式测力仪线圈之间的距离发生变化,与侧向测力伩配合,将位移量转化为电信号,经放大、滤波、A/D转化等处理转化为数字信号,再经计算机处理即可得到使主轴产生此位移量的轴向力大小,该方法可结合计算机处理数据,实时性好,抗干扰能力强,但不适于内部结构紧凑的机械装置。

除了以上介绍的方式外,水泵厂还有利用即应变计填埋法,轴向电磁力,等离子电弧力等方法测量轴向力。

相关文档
最新文档