离心泵常见的平衡装置
离心泵结构原理
离心泵结构原理
离心泵是一种通过离心力将液体从进口吸入并通过转子的转动将其推送到出口的机械设备。
其基本结构原理如下：
1. 泵壳：离心泵的外壳，用于容纳和支撑其他部件，通过进口和出口与管道连接。
2. 叶轮：离心泵的核心部件，位于泵壳内，在泵轴上旋转。
叶轮通常由多个弯曲的叶片组成，当叶轮旋转时，离心力将液体从进口吸入并推送到出口。
3. 泵轴：连接叶轮和驱动装置的轴，叶轮通过泵轴的旋转实现推送液体的功能。
4. 机械密封或填料密封：用于防止液体泄漏的装置，位于泵轴和泵壳之间。
5. 水力平衡装置：可以根据叶轮前后流道的压力差来平衡泵轴上的挤压力，减少轴的变形和泄漏。
6. 进出口管道：分别与泵壳的进口和出口连接，用于液体的进出。
工作原理：当泵轴以一定的速度旋转时，叶轮也会随之旋转。
在旋转的过程中，叶轮上的叶片将液体由进口吸入并随着叶轮的旋转推送到出口。
叶轮旋转产生的离心力会使液体获得很高
的速度和压力。
液体根据离心力的作用沿着叶轮叶片的流道流动，并通过出口管道排出。
多级离心泵常见的轴向力平衡装置
多级离心泵常见的轴向力平衡装置軸向力平衡装置的选取是多级离心泵设计中的关键问题，其目的是平衡轴向力，防止转子的轴向窜动。
文章分析了多级离心泵轴向力产生原因，并介绍了常用的平衡装置。
标签：多级泵；轴向力；平衡装置引言多级离心泵在电力、石油化工等行业被广泛应用。
轴向力平衡装置的选取是泵组设计的关键问题，检查平衡装置是否需要更换或优化也是多级离心泵维修中的一项重要工作。
泵组运转过程中，若平衡装置不能中和泵组产生的轴向力，则会造成泵动静部件摩擦而降低效率，严重时泵转子与各静部件咬死而导致泵损坏。
1 轴向力的产生多级离心泵运行过程中产生的轴向力包括以下几种：因作用在各叶轮吸入端（驱动端）和吐出端（自由端）的压力不相等，从而产生指向泵驱动端的轴向力；液体从吸入口到排出口改变方向时作用在叶片上的力，指向叶轮背面，称为动反力；由于泵内叶轮进口压力与外部大气压不同，在轴端和轴台阶上产生的轴向力；立式泵转子重量引起的向下的轴向力；其他轴向力。
2 轴向力的平衡装置总轴向力会使转子轴向窜动，造成泵动静部件摩擦，而平衡装置的两端有一个压力差，其中的液体形成一个与总轴向力方向相反的平衡力，平衡力大小随平衡盘的移动而变化，直到与轴向力抵消，但由于惯性的作用转子不会立即停止窜动，而是在平衡位置左右窜动且幅度不断减小，最终停留在平衡位置，故随着运行工况的变化，泵转子始终处于动态平衡状态。
平衡装置的设计为多级离心泵设计中的重点，包括叶轮对称布置（适用于偶数级泵）与平衡盘（鼓）法两大类，平衡盘（鼓）法又包括平衡鼓、平衡盘、平衡盘鼓、双平衡鼓形式，随着结构的逐渐复杂，平衡效果也越好。
平衡盘（鼓）法多与推力轴承配合使用，推力轴承一般只承受5%～10%的轴向力，在设计平衡盘（鼓）时，一般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（鼓）仍能正常工作。
2.1 叶轮对称布置法叶轮级数为偶数时可采用叶轮对称布置法平衡轴向力，设计上要注意反向叶轮入口前的密封节流衬套尺寸要与叶轮轮毂尺寸一致。
离心泵轴向力计算式应用与平衡
离心泵轴向力计算式应用与平衡作者：于锡平来源：《科学与财富》2014年第02期摘要：离心泵在工作过程中，可靠运行的一个重要方面就是平衡部件（平衡盘或平衡鼓）和推力轴承的设计，一般在多级离心泵的叶轮上不考虑平衡轴向力的结构，因此，泵轴向力计算的准确程度影响到平衡部件、推力轴承的设计和使用寿命，本文经多年的设计实践，提出较理想的轴向力计算式，基本在设计卧式多级泵或立式多级泵的平衡盘或平衡鼓的部件时没有失误，可以借鉴。
关键词：离心泵；轴向力；计算式应用；平衡1. 轴向力产生的原因由于叶轮前后盖板因液体压力分布情况不同引起很大的轴向力，叶轮后盖板所受压强大于前盖板所受的压强，形成的压力差，方向自叶轮背面指向叶轮入口，这个力是泵轴向力的主要组成部分。
泵在正常运行时，叶轮吸入口的压力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。
液体流经叶轮后，由于流动方向变化所产生的动压力F2，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。
扭曲叶片工作面和背面压力不同产生的轴向力。
对于立式泵，转子的重量也是轴向力的组成部分。
其它因素产生的轴向力。
2. 轴向力计算式探讨假定叶轮两侧间隙液体压力分布规律相同，则有轴向力F1=π/4（D21-dh2）ρg[HP-U22/8zg{1-（D21-d2h）/2D22}]，实际上，由于存在泄漏，轮盖两侧会有液体从外径处经轮盖密封流向吸入口，轮盘测则由于级间泄漏，有液体自高压级漏失到低压级，从叶轮内径处流向外经处，在轮盖测，液体做向心的径向流动，所以压力要减小，而在轮盘测，液体作离心的径向流动，所以，压力要增大，这样一来，轴向力F1的实际值比上式要大一些，所以，一般使用经验公式F1=（π/4）（D21-d2h）ρgkHi，其中，k为实验系数，与比转数有关，当nS=60-150时，k=0.6；当nS=150-250时，k=0.8；i为叶轮级数。
水泵的常见平衡装置结构探讨
水泵的常见平衡装置结构探讨摘要：在工业生产过程中，水泵是一种非常重要的机械，轴向力平衡装置是离心泵运行过程中必不可少的装置之一，它能够保证其运行过程的可靠性和使用寿命。
本文就水泵的轴向力平衡装置原理和结构进行了比较和探讨，以便做好水泵平衡装置的维护工作，提高水泵运行的稳定性。
关键词：离心泵轴向力平衡装置平衡盘单侧进水的离心泵在工作时水泵内吸入端的压力一定小于压出端，这样压力高的一端压出端的压力作用在叶轮上，使转子受到一个从压出端指向吸入端的一个力，这个力叫轴向推力。
轴向力必须采用不同的方法平衡，否则将使动、静部件发生摩擦或碰撞。
平衡离心泵轴向推力的方法很多，下面就一些常用方法加以介绍。
一、平衡孔平衡法平衡孔的结构如图1所示，在叶轮前都装有卡圈（密封环），在叶轮吸入口相对的叶轮后盖板上加工有平衡孔，使叶轮进口前后两侧的压力相等，作用在叶轮上的轴向椎力得到平衡。
这种平衡方法简单可靠，缺点是部分流体经平衡孔漏回叶轮的吸入侧时，将使叶轮流道中流体受到干扰，造成涡流损失，使泵的效率降低1。
图1 平衡孔的结构图-2 平衡管平衡结构________________________________________________________二、平衡管平衡法平衡管结构如图-2所示，平衡管是将叶轮后侧靠近轮的空穴与水泵吸水侧用管子连接起来，以使叶轮卡圈（密封环）以下两侧的力相平衡，从而消除了轴向推力。
采用平衡管平衡轴向推力的效果比较可靠、简单，但是效率比较低，泵内的损失比较大。
所以在一些小型离心泵中常采用平衡孔和平衡管综合使用方法效果更好。
三、对称进水平衡法在单级大流量离心泵中常采用双吸叶轮自动平衡轴向推力，多级大容量离心泵把叶轮设计为偶数，使其一半叶轮从左侧进水，另一半叶轮从右侧进水，这样两侧的轴向推力基本相等，自动平衡了轴向推力。
为了安全可靠可以采用推力轴承平衡剩余的轴向推力。
四、平衡鼓平衡鼓是个圆柱体，装在末级叶轮之后，随转子一起旋转。
多级离心泵平衡装置故障原因分析与预防措施
ＡＮＡＬ Ｉ ＹＳ ＳＯＦ ＣＡＵＳ ＯＲ ＡＩ ＵＲＥ ＯＦＥ ＥＳＦ Ｆ Ｌ ＱＵＩ Ｂ ＵＵＭ ＬＩ Ｉ ＤＥＶ ＣＥ ＯＦ Ｉ
Ｍ ＵＬＴＩ＿ ＴＡＧＥ ＿ Ｓ ＣＥＮＴＲＩ ＵＧＡＬ Ｆ ＰＵＭ Ｐ ＡＮＤ ＰＲＥＶＥＮＴＩ ＶＥ ＥＡＳ Ｅ Ｓ Ｍ ＵＲ
兖 矿 国泰 化 工有 限公 司气 化 车 间高 温 热水 泵 为 四级 离 心泵 ， 号为 Ｄ ８ — ２ ｘ ， 向力 由平 型 Ｇ１ ０ １５ ４ 轴 衡 盘 装置 自动 调节 平衡 。该 泵在 以往 的运 行 中 ， 多 次发 生 平 衡装 置 损 坏 的情 况 ，增 加 了检 修 工作 量
法 是在 平 衡套 的上下 左 右各 放 一个 铅 丝 （ 以用 可 黄 油 粘 住 ） 然后 用 力 向进 水 端 推转 子 ， 平 衡 盘 ， 使
与 平衡 套 间的 径 向间 隙 ｂ 流 入 平衡 盘 与平衡 套 间 的水室 Ａ 中 ， 水室 Ａ处 于高压 状态 。 使 平衡 盘另 一 侧 Ｂ室上 方 的 出水段 小孔 用 管 路 与泵 的入 口相 连 通． 这样 Ｂ室 内 的压力就 接 近于泵 的入 口压力 。由
向有 ０１ ０２ｍ 的平 衡 间隙 ６ 即水 膜厚 度 。 ．￣ ． ｍ ， ３ 平衡 装置 损 坏原 因分 析及预 防措施
致， 也会 引 起 动静 盘偏 斜 ， 速 平衡 盘 的磨 损 速 加
率 。 因此 ， 修 中必 须用 百 分 表打 表 找 中 ， 保 转 检 确 子 与壳体 的 同心度 和径 向对 中 。 ３４ 不能 及时掌 握平 衡装 置 的磨损 量 ． 平 衡装 置 是允 许 磨 损 的 ，通 过 它 的磨 损 才保 证 叶轮 不被 磨 损 ，但 平 衡装 置 的磨 损 量是 有 一定 要求的， 因此 ， 时掌 握 平衡 装 置 的磨 损量 是 非 常 及 重要 的。在原 始装 配或 大修后 。 做好 以下数 据 的 要 记录， 即泵 的 总 串量 （ ６） 装完 平 衡 盘 的串量 ６ ６＋ ， （ 为 总 串 量 的 ４ ％～ ０ ） 约 ０ ５ ％ ，随 着 平 衡 装 置 的磨 损， ｂ 值将 逐 渐增 大 ， 增加 的值 即为 平 衡装 ６所 置（ 平衡 盘 与平衡 套径 向端 面 ） 的磨损 量 ， 的最 大 允 许 值为 ６＋ ｂ。在平衡 装 置到达 磨损 量允 许 的 ６一 最 大值 之前 ， 应及 时更 换 平衡 装 置 ， 可保 证 叶 轮 就
多级离心泵常见的轴向力平衡装置
究方 向： 采购 管理。
６结束 语
些无人值守岗位的需求， 可是实现其远程控制。
参 考文献
智能电话远程控制系统设计采用了 ２ ８ 个引脚的 Ｐ Ｉ Ｃ １ ６ Ｆ ７ ３ 单片机 作为系统的核心信息检测 、 信息处理 ， 以及控制实现的实现模块 ， 充分 利用硬件资源和单片机内部结构资源， 并充分结合软件编程， 使其发挥 最大作用实现了对语音、 密码 、 显示等服务， 丰富了设计的功能 ， 系统运 行更 加人性化 ， 有 很强 的可操作性 。该 系统做 到了高稳定 性 、 低成本 、 小 体积 、 内嵌容易， 可以远程通过语音提示 ， 实现人机交互 ， 实现对家里面 空调器、 洗衣机、 电饭煲、 电灯等设备的开关实现 ； 符合未来家电的智能 化、 网络化发展方向。另外 ， 本设计也可以用在工业 、 农业等领域 ， 对一
２ ． ３平 衡盘法
△Ｐ ２
图 ３双平衡鼓 示意 图
３结束语 平衡装置 的设计 是多级 泵设计 中 的关键 问题 之一 ，选 择合适 的平 衡装 置对泵 组平稳运行 、 节省维护 费用意义重 大。 作者简介： 王胜坤（ １ ９ ８ ６ ， ８ 一 ） ， 男， 北京， 研究生学历 ， 助理工程师， 研
科 技 创 新
２ ０ １ ３ 年 第 ２ ｏ 期Ｉ 科技创新与应用
多级离 心泵常见 的轴 向力平衡 装置
王 胜 坤 罗 乐
ห้องสมุดไป่ตู้
（ 中国核 电工程有 限公 司， 北京 １ ０ ０ ８ ４ ０ ） 摘 要 ： 轴 向力平衡装置的选取是 多级 离心泵设计 中的关键 问题 ， 其 目的是平衡轴向力 ， 防止转子的轴向 窜动。文章分析 了多 级 离心 泵轴 向力 产 生原 因 ， 并 介 绍 了常 用 的平 衡 装 置 。
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。
离心泵平衡装置
离心泵平衡装置
离心泵平衡装置是一种用于减少或消除离心泵运行时的振动和不平衡的设备。
离心泵在运行时会产生旋转力，并且由于制造或安装不准确、介质变化或其它因素，可能导致泵的转子不平衡，从而引起振动和噪音。
为了降低振动和噪音，并保护泵的运行和寿命，离心泵通常都配备了平衡装置。
离心泵平衡装置的主要功能是通过添加或调整配重来平衡泵转子的质量分布，使转子运行时的离心力相互抵消，从而实现平衡。
这样可以减少不平衡带来的振动和噪音，保持泵运行的稳定性和可靠性。
常见的离心泵平衡装置包括：
1. 离心泵轴向平衡鼓：位于泵轴两端，用于调整泵转子的轴向不平衡和离心力。
2. 离心泵径向平衡鼓：位于泵转子的径向位置，用于调整泵转子的径向不平衡和离心力。
3. 半平衡盘：位于泵转子的一侧，用于调整泵转子的一侧不平衡和离心力。
4. 调质量块：位于泵转子的关键位置，用于调整泵转子的质量分布和离心力。
离心泵平衡装置的选择和安装需要根据泵的工作条件、转子结构和运行要求进行合理设计和调整。
只有在正确使用和维护的情况下，离心泵平衡装置才能发挥其良好的平衡效果，并确保离心泵的正常运行。
多级离心泵最大压力
多级离心泵最大压力1. 引言多级离心泵是一种常用的工业设备，广泛应用于水处理、化工、石油等领域。
在实际应用中，了解多级离心泵的最大压力是非常重要的。
本文将介绍多级离心泵的工作原理、结构特点以及如何计算其最大压力。
2. 多级离心泵的工作原理多级离心泵通过转子和定子之间的相对运动，将液体加速并输出。
其工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1.液体进入泵体：液体从进口处进入多级离心泵，通常通过管道或者容器输送。
2.转子叶片加速：液体经过转子叶片时，受到叶片的加速作用，使其动能增加。
3.离心力产生：由于转子高速旋转，在叶片外侧产生离心力，使液体产生离心效应。
4.液体排出：液体在叶片外侧被收集，并通过出口处排出。
5.压力提升：由于液体被加速和产生离心效应，多级离心泵可以实现液体压力的提升。
3. 多级离心泵的结构特点多级离心泵相比于单级离心泵具有以下结构特点：1.多级叶轮设计：多级离心泵通常由多个叶轮组成，每个叶轮都会增加液体的压力。
这种设计可以有效提高泵的扬程。
2.分段式泵壳：多级离心泵的泵壳通常采用分段式结构，每段之间通过密封环连接。
这种结构方便维修和更换零部件。
3.平衡装置：为了减少振动和噪音，多级离心泵通常配备平衡装置，如平衡鼓或平衡盘。
这些装置可以降低运行时的不稳定性。
4. 计算多级离心泵的最大压力计算多级离心泵的最大压力需要考虑以下几个因素：1.叶轮直径和转速：叶轮直径和转速决定了液体加速度和旋转速度，从而影响到最大压力。
2.泵壳形状和尺寸：不同形状和尺寸的泵壳会对液体流动产生不同的影响，进而影响到最大压力。
3.液体性质：液体的密度和黏度也会对最大压力产生影响。
高密度和高黏度的液体需要更大的功率来提升压力。
4.系统阻力：多级离心泵通常工作于一定的管道系统中，管道系统的阻力会降低泵的最大压力。
根据以上因素，可以通过以下步骤计算多级离心泵的最大压力：1.根据叶轮直径、转速和液体性质计算出每个叶轮所产生的压升。
离心泵常见的平衡装置
单 级 离 心 泵 中 最 常 用 的 方 法 之 一 便 是 平 衡 孔 法 。 衡 孔 法 即 在 叶 轮 的 后 盖 板 上 开 几 个 孔 ， 其 进 平 让
离心泵 常 见的平衡 装置
李 健 ， 津 波 ， 张 张 莉 ， 黄 艺
（ 港 油 田第 三 采 油 厂 ， 北 沧县 大 河 ０１２） ６ ７ ３ 摘 要 ： 离 心 泵 为 了 平 衡 掉 轴 向 力 ， 用 的 一 些 常 用 平 衡 装 置 出 发 ， 述 了 单 级 离 心 泵 及 多 级 离 从 选 论 心 泵 在 现 场 中最 常 用 的 几 种 平 衡 方 法 ， 于 了 解 离 心 泵 如 何 实现 平 衡 具 有 一 定 的 参 考 价 值 。 对
２１ ０ ２年 １月
内 蒙 古 科 技 与 经 济
Ｉｎ ｒＭ ｏ ｇ ｌ ｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ＆ Ｅｃ ｎ ｍｙ ｎ ｅ ｎ ｏｉ Ｓ ｉｎ ｅＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｏｏ
Ｊ ｎ ａｙ ２ １ ａ ｕ ｒ ０ ２
Ｎ ｏ． １ Ｔｏｔ ｌＮｏ．２ ａ ５１
第 １期 总 第 ２ １ ５ 期
分 段 式 多 级 离 心 泵 由 多 个 叶 轮 串 联 组 成 ， 体 液 由 吸 人 口进 入 第 一 级 叶 轮 后 ， 生 高 压 的 液 体 由 第 产 级 的 叶 轮 出 口 流 向第 二 级 叶 轮 人 口 ， 此 逐 级 加 如 压 ， 最 后 一 级 叶 轮 时 ， 承 受 的 轴 向力 是 前 几 个 叶 到 其
１ 单级 离心 泵常见 的平衡 装置
离心泵轴向力的平衡方法总结
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。
离心泵轴向力的平衡方法总结
离心泵轴向力的平衡方法总结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。
离心泵的基本构造
离心泵的基本构造
离心泵是利用叶轮旋转而使水发生离心运动来工作的。
水泵在启动前，须使泵壳和吸水管内充满水，然后启动电机，使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，水发生离心运动，被甩向叶轮外缘，经蜗形泵壳的流道流入水泵的压水管路。
离心泵的基本构造是由叶轮，泵体，泵盖，挡水圈，泵轴，轴承，密封环，填料函，轴向力平衡装置组成的。
1、叶轮是离心泵的核心部分，它转速高输出力大。
2、泵体也称泵壳，它是水泵的主体。
起到支撑固定作用，并与安装轴承的托架相连接。
3、泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机的转矩传给叶轮，所以它是传递机械能的主要部件
4、密封环又称减漏环。
5、填料函主要由填料，不让泵内的水流流到外面来也不让外面的空气进入到泵内。
始终保持水泵内的真空！当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管注水到水封圈内使填料冷却！
6、轴向力平衡装置，在离心泵运行过程中，由于液体是在低压下进入叶轮，而在高压下流出，使叶轮两侧所受压力不等，产生了指向入口方向的轴向推力，会引起转子发生轴向窜动，产生磨损和振动，因此应设置轴向推力轴承，以便平衡轴向力。
浅析多级离心泵轴向力平衡装置设计
浅析多级离心泵轴向力平衡装置设计在现代工业生产中，多级离心泵已经广泛被应用到石油开采、水利发电等领域，由于多级离心泵的推广使用，我国工农产业的生产效率都得到了很大提升。
然而，在多级离心泵的运行过程中自然出现的轴向力给离心泵的运行带来了不好的影响。
轴向力使离心泵中的零件损耗速度加快，许多多级离心泵因此在运行过程中发生突然的损坏，降低了生产效率。
因此，相关部门应该做好轴向力平衡装置的设计工作，并对其进行定期的维护和检修工作，提升整个设备的运行稳定性。
下面就简要分析在现代工业生产中多级离心泵轴向力平衡装置的设计工作，并从多角度出发，提出相关的设计方法和理念。
1 多级离心泵轴向力的产生多级离心泵在正常运转时，受到自然因素和运转必需因素的影响，会产生各种性质的轴向力。
以下根据轴向力产生的原因将多级离心泵的轴向力分为四种。
其一，离心泵运转时，叶轮旋转时的程度差异给离心泵的驱动端口和自有端口带来了不同的压力，构件自然产生一种指向驱动端口的弹力来平衡压力，这种弹力是轴向力的一部分。
其二，为了将液体从离心泵的吸入口输送到排出口，离心泵必须改变液体的流动方向，此时液体将对离心泵的叶片产生作用力。
其三，离心泵内的转子本身也具有一定的重力势能，因此也会产生一个向下的轴向力；其四，多级离心泵在运行时，内部的转子处于高速旋转状态，内表面的空气流速提高降低了压强，使外界的大气压强大于内部空间压强，这就使得其内部轴端上会产生一定的压力，这也是离心泵轴向力的一种表现形式。
现代多级离心泵中轴向力的产生原因很多，设计人员在对平衡装置进行设计时一定要多方考虑，设置多方面抵消方式，达到各处轴向力都不对零件造成影响，使离心泵能够安全使用直到使用年限为止。
多级离心泵的相关设计研发工作应该由相关部门牵头，充分重视设计工作，设计人员在设计中要注意理论的探讨和实践的结合，确保设计的多级离心泵在现实中具有较高的可实用性和可操作性，且要注意设备的经济性，既保证多级离心泵良好运行，提高工农业的生产效率，也降低设备的运行成本。
离心泵叶轮轴向力自动平衡新方法
离心泵叶轮轴向力自动平衡新方法摘要：离心泵的作用是抽吸输送液体，原动机可提供机械能，而离心泵能够将机械能转变为液体动能以及压力能，为液体提供一定的压力，使得液体在流动过程中能够克服阻力。
在离心泵运行过程中可产生轴向推力，可对离心泵产生较大冲击，使得离心泵振幅增加，要求采用适宜的平衡方式进行调节。
对此，本文首先对轴向推动力的产生原因进行介绍，然后对离心泵叶轮轴向力自动平衡方法进行探究。
关键词：离心泵；叶轮；轴向力；平衡在流体机械中，离心泵的应用比较常见，在离心泵运行过程中，叶轮会形成轴向力，与离心泵转轴的轴心保持平行，可对离心泵运行稳定性以及使用年限造成不良影响。
另外，如果轴向力比较大，还会导致轴承被烧毁，密封性能受到严重破坏，因此，需对离心泵轴向力进行有效控制，保证离心泵处于稳定运行状态。
一、轴向推力的产生（一）作用在叶轮前、后盘上的压力不平衡。
单机叶轮轴向力作用形式如图1所示，在叶轮入口位置，压强比较低，为低压P1，而出口位置压强比较高，为高压P2，在离心泵运行中，叶轮持续旋转，并流出高压水，部分高压水通过间隙回流至叶轮前后盘外侧。
在叶轮半径R2至缝隙R1之间，前后轮盘压强分布为对称分布形式，并且可相互抵消，而在缝隙R1与轮毂半径Rg之间，叶轮左侧为入口低压，而右侧为出口高压，因此，在叶轮两侧压强并不平衡，此时即可产生轴向推力。
图1 单级叶轮轴向推力（二）叶轮内水流动量发生变化。
当水在叶轮内流动时，速度方向可沿轴向逐渐转变为径向，随着速度不断发生变化，动量也会随之变化，进而对叶轮产生较大冲击力。
通常情况下，这一冲击力比较小，如果与叶轮前后轮盘所受到的压力处于不平衡状态，则会产生轴向力。
（三）大小口环磨损严重。
随着离心泵使用年限的不断增加，大小扣环磨损越来越严重，泄漏量持续增加，与此同时，叶轮前后轮盘压强分布也随之调整，导致轴向力增加。
通常情况下，这一轴向力比较小，但是，如果离心泵处于非正常运行状态，则轴向力比较大[1]。
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2012年1月内蒙古科技与经济Januar y2012 第1期总第251期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.1T o tal N o.251离心泵常见的平衡装置X
李 健,张津波,张 莉,黄 艺
(大港油田第三采油厂,河北沧县 061723)
摘 要:从离心泵为了平衡掉轴向力,选用的一些常用平衡装置出发,论述了单级离心泵及多级离心泵在现场中最常用的几种平衡方法,对于了解离心泵如何实现平衡具有一定的参考价值。
关键词:离心泵;轴向力;平衡装置
中图分类号:T H311 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)01—0094—01
离心泵在石油化工行业中被广泛应用,其轴向力的形成轻者会导致泵体振动,重者有可能会造成机件摩擦、机器损坏。
因此,轴向力的有效平衡是保证离心泵运行可靠性和使用寿命的重要前提。
如何平衡轴向力一直是离心泵设计的关键问题之一,下面我们就来分析一下离心泵常见的平衡装置。
1 单级离心泵常见的平衡装置
1.1 平衡孔法
单级离心泵中最常用的方法之一便是平衡孔法。
平衡孔法即在叶轮的后盖板上开几个孔,让其进口压力和出口压力联通,以此达到平衡轴向力的目的。
为了使叶轮受力均匀,平衡孔应处于同一直径上均布。
平衡孔的大小通常3mm～5m m。
1.2 双吸叶轮法
单级泵还有一种常用的平衡方法,即采用双吸叶轮的方式。
这种泵型的叶轮虽然只是一级,但是我们可以把它想象成是由两个背靠背的叶轮组合而成,液体由进口管线进入后,由于其进口管线中间有隔板,将一个进口分成两个进口,从叶轮的两侧同时进入,产生两个轴向力,由于其大小相等,方向相反,所以达到平衡的目的。
双吸泵的特点是扬程低、排量大,广泛应用于液体提升及消防泵。
2 多级离心泵常见的平衡装置
2.1 平衡盘法
分段式多级离心泵由多个叶轮串联组成,液体由吸入口进入第一级叶轮后,产生高压的液体由第一级的叶轮出口流向第二级叶轮入口,如此逐级加压,到最后一级叶轮时,其承受的轴向力是前几个叶轮承受轴向力之和,为了平衡掉这么大的轴向力,我们选择使用平衡盘法。
平衡盘部分主要由4部分组合而成:平衡盘、平衡板、平衡套、平衡管。
其中,平衡盘用键固定于泵轴与泵轴一起转动,它的运动过程和整个转子是完全一致的。
平衡板和平衡套固定于泵体,平衡管与进口相连。
当液体通过一级一级的叶轮进入到末级时,轴向力逐渐加大,产生了一个指向叶轮进口的轴向力。
此时,绝大部分液体由出口流出,同时,一小部分液体进入平衡装置回流到泵的进口。
当叶轮背部的高压液体通过径向间隙流到腔体时,在平衡盘前端,受到的力是高压,而在平衡盘的后端,由于其通过平衡管和进口相连,所以受到的是低压,这时,在平衡盘的前后就产生了一个压差,这个压差就是平衡力,由于它和轴向力大小相等,方向相反,所以起到平衡轴向力的目的。
当轴向力变大时,转子会向进口端窜动,平衡盘会向进口端窜动,间隙减小,泄露量减小,平衡盘前后压差增大,即平衡力变大,当增大到和轴向力大小相等时,平衡盘停留在当前位置进行工作,达到了平衡轴向力的目的。
同理,当轴向力减小时,这个瞬间平衡力大于轴向力,间隙变大,泄露量随之变大,平衡盘前后压差减小,平衡力减小。
当减小到和轴向力大小相等时,平衡盘停留在当前位置进行工作,达到了平衡轴向力的目的。
所以,平衡盘工作时,是一个左右窜动的、动态的平衡过程,为了满足它的正常工作,就需要有一个合适的窜量。
现场,我们一般使用百分表法进行平衡盘窜量的测量。
测量前,将泵拆至平衡盘部分,然后将平衡盘、轴套及其他部件按工作位置安装并锁紧为一个刚体后,将转子推向吸入方向至前死点,此时,调整好百分表的下压量,一般为2mm,并记录好数值,再将转子推向排出方向至后死点,此时百分表显示的数值与刚才记录的数值之差即为平衡盘窜量。
数值算出来了,那么它是否合适呢?这就需要一个对比依据,这个依据就是转子的总窜量。
叶轮在泵壳内高速旋转,同时会有一个左右窜动,其运动的极限值为叶轮向前移动时前盖板至泵体的距离和叶轮向后移动时,后盖板至泵体的距离,这两个间隙的和便为转子的总窜量。
只有让叶轮在泵壳内保持一个相对中间的位置,叶轮和泵体才不会被磨损,同时,效率才会最高。
这样,我们将平衡盘窜量确定为总窜量的一半,即叶轮向前窜动时只能至前间隙的一半,向后窜动时只能至后间隙的一半。
知道平衡盘窜量和总窜量的关系了,我们来测一下总窜量的数值。
测量前,先将平衡盘拆掉,然后用反装法,把轴套装在原来平衡盘的位置,再用锁紧螺母将其和各级转子一起锁紧为一个刚体,其测量方法和平衡盘的测量方法是完全一样的,(下转第96页)
X收稿日期:2011-11-25
总第251期 内蒙古科技与经济
削时,设实际刀具半径值为R,输入数控系统数半径值为r,当R=r,刀具的边缘与工件外轮廓相切,加工后的零件尺寸与零件图中要求的尺寸相等;当R> r,加工后的零件尺寸比零件图中要求的尺寸单边小一个(R-r)值;当R<r,加工后的零件尺寸比零件图中要求的尺寸单边大一个(r-R)值。
在加工的过程中,我们还可以利用刀具半径补偿功能实现零件的粗加工和精加工。
刀具中心到工件轮廓之间的偏置量与刀具半径不相等,可用刀具半径补偿功能来解决这一问题。
粗加工时将实际刀具半径值加上精加工余量作为刀具半径补偿值,输入到偏置寄存器中;当精加工时,可输入刀具实际半径值作为偏置值。
4 使用刀具半径补偿时的注意事项
在加工过程中能灵活运用刀具半径补偿功能不但能简化编程还能提高加工效率,在数控加工中具有非常重要的意义。
实际使用刀具半径补偿时,必须注意以下几点内容:
¹数控铣床有X、Y、Z三个基本坐标轴,可以构成G17(XY)、G18(XZ)、G19(YZ)3个平面,在进行刀具半径补偿前必须用G17、G18、G19指定刀具半径补偿是在哪个平面上进行的。
平面选择的切换必须在补偿取消的方式下进行,否则将产生报警;º在使用G40、G41、G42建立或撤销刀具半径补偿时,要在刀具运动的过程中建立或撤销刀具半径补偿。
因为刀具半径补偿的建立或撤销都需要刀具偏移一个半径值,见图1,只有在刀具运动的过程中,偏移值才能完全偏离,且刀具运动的距离必须大于刀具半径值;»使用G41(或G42)建立刀具半径补偿的过程中,当刀具接近工件轮廓时,数控系统认为是从刀具中心点坐标到刀具外圆与轮廓相切点的坐标,用G40刀具退出时相反,刀具接近工件和退出工件时要注意刀具与工件之间会发生干涉而过切或碰撞等问题的出现。
见图4。
其中,图4(1)为安全合理的完成刀具半径补偿的建立;图4(2)为在建立刀具半径补偿的过程中,由于刀具的初始位置不合理,导致建
立刀具半径补偿的过程中与工件发生干涉。
图4 建立刀具半径补偿
5 结束语
刀具半径补偿在数控编程中具有非常重要的作用。
深刻理解刀具半径补偿的原理,熟练准确的运用刀具半径补偿参数,掌握刀具半径补偿的技巧,以及正确编制加工程序是保证数控加工精度的前提条件。
[参考文献]
[1] 林弈鸿.机床数控技术及其应用[M].北京:机
械工业出版社,1994.
[2] 康俐.数控编程与操作[M].北京:人民邮电出
版社,2011.
(上接第94页)测得的两个数值之差即为转子的总窜量。
通过两个数据的对比,看平衡盘窜量是否为总窜量的一半。
现场操作时,由于轴向力是指向叶轮进口的,会磨损到叶轮前盖板,所以,在确定平衡盘窜量时,通常在总窜量的一半数据上,再加上0.1mm ～0.25mm的经验值,这样既保证了泵运转过程中在一个相对中间的位置,又减少了平衡盘的磨损。
如果通过对比,发现平衡盘窜量不合适,就需要我们调整了,平衡盘间隙的调整是整个泵维修过程中最重要的一步。
当窜量过小时,可以在平衡盘轴套内端增加合适的垫圈。
当平衡盘窜量过大时,可以在泵体平衡板的背部加装合适厚度的垫片,或对平衡盘轴套进行适当的车削。
如果平衡盘磨损量过大,就要考虑更换新的平衡盘了。
2.2 叶轮对称布置法
叶轮对称布置的离心泵,见图1。
液体由一级叶轮进入后,产生高压的液体由出口进入二级叶轮,其进口方向朝左,当需要进入三级叶轮时,其液体通过加长流道,进入右侧第一级叶轮,即三级叶轮,再依次进入四级叶轮。
这两级叶轮进口方向朝右,这样,在四级叶轮上,前两级叶轮由于进口朝左,产生了一个方向朝左的轴向力,后两级叶轮由于进口朝右,产生了一个方向朝右的轴向力,两个轴向力大小相等,方向相反,互相抵消,以此达到平衡轴向力的目的。
其优点是平衡效果较好,不用单独设置平衡装置,减少维修费用,缺点是流道长,铸造复杂。
这种方法由于需要叶轮对称布置,
所以一般用在偶数级泵上。
图1 叶轮对称布置的离心泵
3 结束语
以上是针对离心泵在实际生产过程中最常用的几种平衡方法的简要分析及总结,希望能够对大家的工作提供切实的便利。