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。平衡水泵转子轴向力的方法多种多样,例如在广一水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。
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。
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