【正文】 其中處裝聯(lián)軸器，處裝軸承蓋和密封環(huán)，處裝軸承和圓螺母，處裝甩油環(huán)，裝軸承和機械密封等零件，裝葉輪，裝葉輪端蓋螺母。這是機械平衡法，對于小型泵，可用滾動球軸承來承受軸向力。（3） 利用平衡葉片：在葉輪后蓋板的背面安裝幾條徑向筋片，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，筋片強迫葉輪背面的液體加快旋轉(zhuǎn)，偏心力增大，使葉輪背面的液體的壓力顯著下降，從而葉輪兩側(cè)的壓力達(dá)到平衡。此法的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，但增加了內(nèi)部泄露。（2） 開平衡孔或裝平衡管：在葉輪后蓋板和吸入口對應(yīng)的地方沿圓周開幾個平衡孔，使該外流體能流進(jìn)葉輪入口，是葉輪兩側(cè)液體達(dá)到平衡，同時在葉輪后蓋板和泵殼之間，添設(shè)口環(huán)，其直徑與前蓋板口環(huán)直徑相同，而且液體流經(jīng)平衡孔時存在壓力降，前后蓋板的壓力降不能完全消除，仍有10%~15%的軸向力未能平衡，為了平衡軸向力靠軸承來平衡。由于雙吸式葉輪兩側(cè)對稱所受壓力相等，故軸向力可以達(dá)到平衡，但由于鑄造上偏差和兩側(cè)口環(huán)磨損不同，仍有殘留不平衡軸向力存在，須由軸承來承受。為了減小軸的軸向負(fù)載和摩擦，除了小型單級泵和滾珠軸承承受軸向力之外，一般都設(shè)法采用液壓或機械的平衡措施。離心泵啟動時轉(zhuǎn)子向后串，就是這個原因。作用在右側(cè)的仍是按拋物線分布的壓力，因此兩側(cè)壓差abcd乘相應(yīng)的面積就是作用在葉輪上的軸向力，軸向力大小可按下式計算：式中：作用在葉輪上的軸向力（公斤）；單級揚程泵（米.）；液體重度（公斤/米）； 葉輪密封環(huán)半徑（米）； 葉輪輪轂半徑（米）；K實驗系數(shù)，與比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)，當(dāng)時。右側(cè)是在葉輪后蓋板上壓力分布情況，左側(cè)為在前蓋板上的壓力分布情況。下圖為一般單吸葉輪兩側(cè)的壓力分布情況。徑向力：即 ： （N）（當(dāng)=時，徑向力等于零；當(dāng)=0時，徑向力=2003（N）） 離心泵中軸向力的平衡及計算 軸向力的計算離心泵在運轉(zhuǎn)時，在其轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個很大的作用力，由于此作用力的方向與離心泵轉(zhuǎn)軸的軸心線相平行，故稱軸向力。 徑向力的計算當(dāng)葉輪和蝸室協(xié)調(diào)工作的條件—流量發(fā)生變化時，及泵在大流量或小流量下工作時，葉輪和蝸室協(xié)調(diào)一致就遭到破壞，在葉輪周圍流體和壓力分布變得不均勻便形成了作用在葉輪上的徑向力。采用雙蝸殼結(jié)構(gòu)，分隔筋把液流分為兩部分，這兩部分又重新在共同的擴散管匯合，這種結(jié)構(gòu)不能保證完全消除徑向力，此外，雙蝸殼結(jié)構(gòu)是鑄造清砂比較困難，因此對于小尺寸的泵不宜使用。目前，可在泵結(jié)構(gòu)上依水力發(fā)平衡徑向力，把壓水室流道數(shù)目增加到兩個，讓每個流道包圍葉輪出口180度，可使徑向力對稱。雙吸葉輪由兩個軸向?qū)ΨQ的葉輪構(gòu)成，軸向力相互平衡，所以不存在軸向力，但是單吸葉輪不具備像雙吸葉輪那樣的對稱性，由于作用在葉輪兩側(cè)的壓力不等，故有軸向力存在。對于各斷面?zhèn)缺趦A角相同時，則、僅計算一次，只要在方程中帶入，就可方便的計算對應(yīng)的，有了則可根據(jù)公式：由 所以有： 圓整為： 2976mm2基圓半徑：壓水室入口寬度：圓整后：27取各斷面?zhèn)缺趦A角 則有： 圓整為： 225mm 所以?。?5mm 因為八個斷面夾角分別相差，所以有：第七斷面： 第六斷面： 第五斷面：第四斷面：第三斷面：第二斷面：第一斷面：5 離心泵徑向力、軸向力的平衡及平衡裝置的設(shè)計 離心泵徑向力的平衡及平衡裝置的設(shè)計計算泵在運轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)子上作用著軸向力，該力將拉動轉(zhuǎn)子軸向移動。根據(jù)設(shè)計取=；H泵的 一級揚程。速度系數(shù)法是建立在相似理論的基礎(chǔ)之上的，并已對現(xiàn)有的性能良好的離心泵壓水室進(jìn)行統(tǒng)計的 基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計的方法，螺旋式壓水室斷面的面積大小，由所選取的壓水室內(nèi)液體的流動速度決定。紊流摩擦速度的分布趨向于平坦，因而近似計算對于低比轉(zhuǎn)速泵無顯著影響 。基于上述考慮b3=b2+，螺旋式壓水室其它各斷面的形狀和第八斷面相似，中間斷面有時采用近似計算 即： 這說明沿壓水室各斷面的平均速度相同，并且都等于第八斷面的平均速度。為此，需要確定螺旋壓水室入口寬度，與葉輪出口及葉輪出口直徑有關(guān)，加大入口寬度對 葉輪裝配有力，因為加大，可避免葉輪安裝時對壓水室軸線的過高精度要求。當(dāng)出口斷面面積必須增大時，可利用具有突然擴大的臺階的擴散管，其工作性能優(yōu)于加長擴散管。擴散角過大，會導(dǎo)致邊界層內(nèi)液體脫離，增加水力損失。擴散管的進(jìn)口即為第八斷面，擴散管出口即為圓形，出口圓的選擇，應(yīng)使其中流速符合經(jīng)濟(jì)流速，并符合管道標(biāo)準(zhǔn)直徑。根據(jù)本次設(shè)計要求，選擇螺旋式壓水室，其有比較完善的過流行狀，其適應(yīng)性較廣，泵的高效區(qū)較寬。因此，壓水室設(shè)計的優(yōu)劣將在很大程度上決定泵的完善程度。液體從葉輪中流出的速度是很大的，但液體進(jìn)入下一級葉輪（或進(jìn)入壓水管道中）不要求其速度降到葉輪入口要求的速度，因此，在離心泵中壓水室要在水里損失最小的前提下完成以下任務(wù)：為在葉輪內(nèi)形成穩(wěn)定的相對運動的條件，必須保證液體在壓水室中的流動是軸對稱的；把從葉輪流出的高速度的液體收集起來，并將液體的大部分動能轉(zhuǎn)化成壓能，然后，輸送到壓水管路或輸送到下一級葉輪入口，而且能量轉(zhuǎn)換過程中不能破壞液體在壓水室的軸對稱流動；消除速度環(huán)流 。 圖 41 壓出室的結(jié)構(gòu)設(shè)計 壓水室的作用和要求壓水室是指葉輪出口到泵出口法蘭（對節(jié)段式多級泵是到次級葉輪進(jìn)口前，對水平中開泵則是到過流道之前）的過流部分。直錐式吸水室出口直徑與葉輪出口直徑相同，進(jìn)口流速則按經(jīng)濟(jì)流速決定 （3m/s左右），并圓整取標(biāo)準(zhǔn)直徑，通常入口直徑比出口直徑大7%~10%，有了進(jìn)口直徑，根據(jù)允許錐度（約7~10度范圍內(nèi)）可確定直錐形吸水室的軸向長度。（如圖41）這種形式的吸水泵水利性能好，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。按機構(gòu)分，吸水室可分為：直錐形吸水室、變管形吸水室、環(huán)形吸水室、半螺旋吸水室。（11） 以點H為圓心，以HD為半徑做圓弧，此圓弧必通過G點；（12） 以E和H點為圓心，分別以AE+S和DE+S為半徑做圓弧，并適當(dāng)修尖修圓葉片變，即得葉片形狀；（13） 以葉片數(shù)等分葉輪外徑，并用上述方法依次做出其他葉片。（6） 連接半徑線OD，作直線OE，使∠ODE=，并與AB線交于E點；（7） 以E為圓心，以EA為半徑作弧，此弧必通過D點；（8） 作半徑線OF，使∠DOF=+，并與圓交于點F；（9） 過D,F作直線，并與1D圓交于另一點G。用一個圓弧畫的較短，流到擴散也不如用幾個圓弧畫成的葉片好。 葉輪外徑D2的第一次精確計算 （1） 葉片出口排擠系數(shù)其中（t葉片節(jié)距）選，假定（2） 理論揚程 m選（3） 葉片修正系數(shù) (預(yù)先設(shè))——葉輪葉片的出口半徑；Z——葉輪軸向投影中間流線的長度對軸心的靜力矩。要滿足上述要求，葉片的長度L和葉道的寬度am應(yīng)當(dāng)符合比例am。 葉片數(shù)的計算與選擇葉片數(shù)對泵的揚程、效率、汽蝕性能都有一定的影響。對ns=40~100的泵；則D1≥D0，此處D = D0=104mm取整為 =34 葉片厚度由經(jīng)驗公式有： 式中：K——經(jīng)驗系數(shù)，其與材料和比轉(zhuǎn)速有關(guān)，對鑄鐵和鑄鋼葉輪，系數(shù)K推薦（當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)為83時，）； D2——葉輪外徑（米）H1——單級揚程（米） 對于鑄鋼葉輪，葉片最小厚度可取為5~6mm，此處取為6mm。式中： 葉輪出口寬度b2的計算和選擇式中： 確定葉輪入口寬度b1（1） 先確定葉輪入口速度v0（m/s）式中：——葉輪入口速度系數(shù)，一般取=H——單級揚程（2） 確定葉片入口邊直徑D1 在葉輪流道入口邊上取圓心，做流道的內(nèi)切圓，內(nèi)切圓圓心到軸心線距離的兩倍即為葉片邊直徑D1。實踐證明，泵在相應(yīng)增加進(jìn)口速度很廣的范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)，才能保證水利效率不變，所以如果所設(shè)計的泵對抗汽蝕性能要求不高，可選小的V0即進(jìn)口流速，以減小葉輪密封環(huán)的泄漏量，提高容積效率，所以有： 式中： Q—泵的流量，對于雙吸泵取 K0根據(jù)統(tǒng)計資料，~4.（進(jìn)一步增加K0會改善大流量下的工作條件，提高泵的抗汽蝕性能，考慮效率和汽蝕，K0的適用值是：主要考慮效率：K0=~4。 葉輪進(jìn)口直徑D0的計算葉輪進(jìn)口直徑又叫葉輪吸入眼直徑或叫葉輪徑部直徑。葉輪尺寸的確定主要有速度系數(shù)法和相似換算法，在本泵設(shè)計中采用速度系數(shù)法。 式中： Mn(N/M) K工況系數(shù)（）泵煮材料的許用應(yīng)力（N/㎡）對于普通優(yōu)質(zhì)碳鋼可取=（343~441）對與合金鋼=（441~538）軸功率 計算配套功率 計算配套功N、=KN==114(kw)扭矩 圓整為d=44mm對于直徑d≤100mm的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大5%7%，有兩個鍵槽時應(yīng)增大10%15%，所以軸d==503 泵葉輪的設(shè)計 葉輪主要參數(shù)的確定葉輪主要幾何參數(shù)有：葉輪進(jìn)口直徑D0、葉片進(jìn)口直徑D葉輪輪轂直徑Dh、葉輪進(jìn)口角β葉輪出口直徑D葉輪出口寬度b葉片數(shù)Z。 確定比轉(zhuǎn)數(shù)ns:比轉(zhuǎn)速：他是某一標(biāo)準(zhǔn)泵葉輪的轉(zhuǎn)速，該標(biāo)準(zhǔn)泵和同一類型的泵幾何相似、水利效率和容積效率相同；它在最優(yōu)工況下具有壓頭H=1m水柱，有效率N=，即流量Q=、揚程H=300m