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汽机学习笔记2022-01-01 19:11 平衡盘能自动平衡轴向力，是因为平衡盘两个间隙(径向间隙和轴向间隙)相辅相成的结果。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。平衡盘的工作过程是一个运动平衡的过程。 平衡盘装置由平衡板、平衡盘组成。其工作原理是：从末级叶轮出来的带有压力P的液体，经平衡板与平衡盘间的径向间隙流入平衡盘与平衡板间的水室中，使水室处于高压状态，压力为P´。平衡盘后有平衡管与泵的入口相连，其压力P0近似为泵的入口压力。这样平衡盘两侧压力不相等，就产生了向后的轴向平衡力。轴向平衡力的大小随轴向位移的变化、调整平衡盘与平衡板间的轴向间隙(即改变平衡盘与平衡板间水室压力)而变化，从而达到平衡的目的。但这种平衡经常是动态平衡。 从末级出来的带有压力的液体，经过平衡板与平衡盘间的径向间隙流入平衡盘前的空腔中，空腔处于高压状态。 平衡管作用:平衡盘后有平衡管与泵入口相连，其压力近似为入口压力。这样平衡盘两侧压力不相等，因而也就产生了向后的轴向推力，即平衡力，平衡力与轴向力相反，因而自动地平衡了叶轮的轴向推力。 当叶轮的轴向推力大于平衡盘的平衡力时，泵转子就会向入口侧移动，并由于惯性的作用，这种移动并不会立即停止在平衡位置上，而是要超出限度，引起平衡盘轴向间隙过量减小，使泄漏量减少，平衡盘前空腔的压力升高，于是平衡盘上平衡力增加，并超过叶轮的轴向推力，把转子又拉向出口侧。同样这个过程是有惯性的，使平衡盘的轴向间隙增大，引起平衡力小于轴向推力，转子又向入口侧移动，重复上述过程。这个过程是自动的，在泵工作时，转子始终是在某一平衡位置上这样轴向窜动着，不过窜动量极小，从外观上很难看出来。  具体来看，如上图所示。 1、平衡盘安装在多级泵的末级叶轮背后，平衡盘除轮毂(或轴套)与泵体之间有一个间隙b外，在盘与泵体之间还有一个轴向间隙b0，平衡盘的背后则是通入口管的平衡室。末级叶轮背后的高压液体流向径向间隙b，压力从P降到P′，由于P′大于P0(平衡室压力)，平衡盘两侧产生一压力差，压力P′液体将平衡盘推向后面并经间隙b0流向平衡室，这推开平衡盘的力即为平衡力，与转子的轴向推力方向相反。 2、当叶轮上的推力大于平衡力时，转子就向前移，使间隙b0减小，减少了泄漏量，而压力P′则增高，也就增加了平衡力，转子不断前移，P′也不断增高，当移到某一位置时，平衡力与轴向推力相等，亦即达到了平横，由于惯性，运动着的转子不会立即停止在平衡位置上，还要继续移动，轴向间隙b0还会继续变化，直到因阻力而停止，但停止的位置并非平衡位置，此时平衡力超过轴向力，所以又使转子向相反方向即向后移动，即又开始了一个新的平衡循环。这样多次反复动作，一次比一次移动的少，最后可稳定下来，使转子停留在新的平衡位置上。当泵的工况发生变化时，轴向力也就会又如上所述重新调节。 因此，平衡盘的平衡状态是动态的，即转子是在某一平衡位置上作衰减脉动，当工作点改变时，转子会自动的移动到另一平衡位置上作轴向衰减脉动。平衡盘的轴向脉动不宜过大，也就是间隙b0变化范围不宜过大。这决定于径向间隙b的大小。b过大，使P′接近P，即使b0再大，也不会变化，即失去了自动平衡的能力。若b过小，b0稍有变化，P′压力即下降到P0，亦即P′变化幅度大。为保证转子能顺利的轴向移动，只能安装径向轴承。实践证明，还要考虑平衡盘与平衡板、轴套等有磨损的危险。 叶轮左右的压力都不一样，压力高的一侧会使大轴向压力低的一侧移动，这是平衡盘的一部分高压水进入平衡盘这里。平衡盘的后面压力很低，因此产生一个向右的轴向位移正好抵消掉了向左的轴向位移。这些水又随着上部的小孔走，平衡管回到了给水泵的入口，当轴向位移增大，平衡盘向左移动堵住泄水孔，这时候高压水的压力更高了，平衡力也随之增大了，反之同样的道理。  人划线 |
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