轴向力的平衡方法

　　平衡孔配密封环

　　如下图所示，其平衡力由密封环直径决定。

　　平衡孔配密封环平衡轴向力的原理是很清楚的，但其计算公式还是很复杂的，在《现代泵技术手册》 P503页有详细介绍，这里就不重复了。

　　平衡孔配密封环平衡轴向力的效果是减小轴向力，而不能完全平衡轴向力。

　　平衡鼓

　　如下图所示， 平衡鼓是个圆柱体，装在末级叶轮之后，随转子一起旋转。平衡鼓外圆表面与泵体间形成径向间隙，一端是末级叶轮的高压区，另一端是与吸入口相连通的低压区。

　　这样作用在平衡鼓上的压差，形成了与叶轮上的轴向力方向相反的平衡力，其大小由平衡鼓直径决定。

　　平衡鼓平衡轴向力的原理与平衡孔配密封环平衡轴向力的原理基本相同，其计算公式也基本相同。

　　平衡鼓平衡轴向力的效果也是减小轴向力，而不能完全平衡轴向力。

　　平衡盘

　　平衡盘多用于卧式多级泵，装在末级叶轮之后，随转子一起旋转。平衡装置中有两个间隙，一个是由轴套外圆形成的径向间隙b1。

　　另一个是平衡盘内端面形成的轴向间隙b2，平衡盘外端面通过平衡室与泵吸入口相通，如下图所示。

　　径向间隙前的压力是末级叶轮后泵腔的压力P3，通过径向间隙b1下降为P4，又经过轴向间隙b2下降为P5，即平衡盘后面的压力。

　　平衡盘前面的压力P4大于平衡盘后面的压力P5，其压差在平衡盘上产生平衡力F，用以平衡作用在转子上的轴向力A。值得说明的是，平衡盘是靠泄漏产生压差来变化平衡力的，没有泄漏就不能达到轴向力的完全平衡，但可以设法在小的泄漏下产生大的平衡力变化。一般多级泵平衡盘的泄漏量为额定流量的3%～8%。

　　平衡盘和平衡鼓不同，它能自动平衡轴向力，这是因为平衡盘两个间隙相辅相成的结果。平衡装置总压差Δp与两个间隙压差Δp1和Δp2之间的关系及各处压力的关系如下：

　　Δp=Δp1+Δp2，Δp=P3-P5，Δp1=P3-P4，Δp2=P4-P5，

　　在稳定的工况下，P3和P5一般是不变的，即Δp不变。

　　这样，如果转子上的轴向力A大于平衡盘上的平衡力F，转子向左移动，轴向间隙b2减小，相应的Δp2增大，所以Δp1减小，P4增大，平衡力F增大，待增加到等于轴向力A，即达到平衡时，转子停止向左移动。

　　反之，如果转子上的轴向力A小于平衡盘上的平衡力F，转子向右移动，轴向间隙b2增大，相应的Δp2减小，所以Δp1增大，P4减小，平衡力F减小，待减小到等于轴向力A，即达到平衡时，转子停止向右移动。

　　泵在工作中，由于工况点的变化和密封环磨损等原因，轴向力也相应变化，转子作相应移动以达到新的平衡。但是由于惯性，移动的转子会超过平衡位置，到达另一方向的不平衡位置，于是平衡力再使转子往回走。所以平衡盘的工作工程是一个运动平衡的工程。

　　泵在运转中，过大的轴向移动是不允许的，否则会使平衡盘研磨，转子发生振动，使转子失去稳定性。为了限制过大的轴向脉动，必须使轴向间隙变化不大的情况下，能使平衡力发生显著的变化，这就是平衡盘的灵敏度问题。