产生轴向力的原因及计算方法

泵在运转中，转子上作用着轴向力，该力将拉动转子轴向移动。因此，必须设法消除或平衡此轴向力，方能使泵正常工作。泵转子上作用的轴向力，由下列各分力组成。

1）叶轮前、后盖板不对称产生的轴向力，此力指向叶轮吸人口方向，用T₁表示;

2)轴台、轴端等结构因素引起的轴向力，其方向视具体情况而定，用T₃表示;

3)转子重量引起的轴向力，与转子的布置方式有关，用T₄表示;

4)影响轴向力的其他因素;

5）动反力，此力指向叶轮后面，用T₂表示。

盖板力T₁的计算

（1）闭式离心叶轮轴向力T₁的计算(图19-1)

由图19-1可知，叶轮前、后盖板不对称，前盖板在吸人眼前部分没有盖板。另一方面，叶轮前、后盖板像轮盘一样带动前后腔内的液体旋转，盖板侧腔内的液体压力按物线规律分布。 作用在后盖板上的压力，除口环以上部分与前盖板对称作用的压力相抵消外，口环下部减去吸入压力P₁所余压力，产生的轴向力，方向指向叶轮入口，此力即是T₁。

图19-1 轴向力计算原理图

   假设盖板两侧腔的液体无泄漏流动，并以叶轮旋转角速度之w/2旋转.则任意半径R处的压头h为

即叶轮后盖板任意半径处，作用的压头差为

将上式两侧乘以液体密度P和重力加速度g并从轮毅直径积分到密封环直径，则得盖板轴向力T₁为

这部分轴向力也可很方便地按压力体体积来计算。图19一1右侧影线部分的压力体体积的重量，在数值上等于轴向力。这部分压力体的体积，可划分成圆柱体和抛物体两部分，而抛物体体积等于同底等高圆柱休体积之半，即

T₁=圆柱体重量+抛物体承量

(2）半开式叶轮轴向力T1的计算(图19-2)

图19-2 作用在半开式叶轮上的轴向力

作用于后盖板的轴向力(抛物体的重量) F₁为

作用在前侧的轴向力(三角形压力体重量)F2为

总的轴向力

   半开式叶轮作用在后盖板内侧上的压力按三角形规则变化，作用在闭式叶轮前盖板上的压力按抛物线变化，后者大于前者，因此，半开式叶轮的轴向力(指向进口)比闭式叶轮大。

   （3)混流泵叶轮轴向力T₁的计算(图19——3)

图19-3 作用在混流式叶轮上的轴向力