在水泵的運行過(guò)程中,軸向力是一個(gè)不可忽視的重要因素。軸向力是指作用在泵軸上,并沿軸線(xiàn)方向作用的力,它主要由葉輪前后壓力差產(chǎn)生。過(guò)大的軸向力不僅會(huì )影響水泵的穩定運行,還可能對泵軸和軸承造成損壞。因此,合理平衡水泵的軸向力對于保障水泵的正常運行至關(guān)重要。
1. 設置推力軸承
對于軸向力不大的小型泵,采用推力軸承承受軸向力是一種簡(jiǎn)單而經(jīng)濟的方法。推力軸承能夠有效地承受并傳遞軸向力,保護泵軸和軸承免受損壞。然而,需要注意的是,即使采用推力軸承,由于總存在一定的殘余軸向力,有時(shí)也需要結合其他平衡裝置使用。
2. 使用平衡盤(pán)和平衡鼓結構
在大型多級泵中,平衡盤(pán)和平衡鼓結構是常用的軸向力平衡方法。平衡盤(pán)位于泵末級葉輪之后,通過(guò)其前后空腔的壓力差產(chǎn)生與軸向力相反的平衡力,從而達到平衡效果。平衡盤(pán)依靠轉子運動(dòng)自動(dòng)調節其可變間隙,從而調節平衡力,無(wú)需外部推力軸承輔助。而平衡鼓則是一個(gè)圓柱體結構,通過(guò)其徑向間隙和平衡室與泵入口相連通,利用壓差產(chǎn)生平衡力。平衡鼓結構動(dòng)靜部無(wú)接觸,使用壽命較長(cháng),但單獨使用時(shí)需外部止推軸承輔助。
3. 葉輪設計優(yōu)化
葉輪的設計也直接影響到軸向力的大小和平衡。采用背葉片、雙葉輪或葉輪對稱(chēng)分布等形式,可以有效地減小軸向力。背葉片能夠改變后蓋板的壓力水頭分布,從而減小不平衡力。雙葉輪或葉輪對稱(chēng)分布則可以使葉輪兩邊的軸向力互相抵消,達到平衡效果。然而,這些方法并不能完全消除軸向力,仍需結合其他平衡裝置使用。
4. 開(kāi)設平衡孔或平衡管
在水泵腔體上開(kāi)設平衡孔或平衡管,也是一種有效的軸向力平衡方法。平衡孔或平衡管通過(guò)降低泵腔內的壓力,減小作用在泵軸上的軸向力。然而,這種方法會(huì )增加泵的容積損失,并可能影響泵的抗汽蝕性能。因此,在使用時(shí)需要根據具體情況進(jìn)行權衡和選擇。
5. 綜合平衡方法
為了提高水泵軸向力平衡的總體性能,往往采用多種方法綜合使用。例如,將平衡盤(pán)與平衡鼓結合使用,可以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn),提高平衡效果。同時(shí),結合推力軸承和密封環(huán)等裝置,可以進(jìn)一步減小軸向力和提高泵的可靠性。