? ? ? ?多級離心泵在電力、石油化工等行業被廣泛應用。軸向力平衡裝置 的選取是泵組設計的關鍵問題，檢查平衡裝置是否需要更換或優化也 是多級離心泵維修中的一項重要工作。泵組運轉過程中，若平衡裝置不 能中和泵組產生的軸向力，則會造成泵動靜部件摩擦而降低效率，嚴重時泵轉子與各靜部件咬死而導致泵損壞。

? ? ? ?1、 軸向力的產生多級離心泵運行過程中產生的軸向力包括以下幾種：因作用在各 葉輪吸入端(驅動端)和吐出端（自由端）的壓力不相等，從而產生指向泵 驅動端的軸向力；液體從吸入口到排出口改變方向時作用在葉片上的 力，指向葉輪背面，稱為動反力；由于泵內葉輪進口壓力與外部大氣壓 不同，在軸端和軸臺階上產生的軸向力；立式泵轉子重量引起的向下的 軸向力；其他軸向力。

? ? ? ?2 、軸向力的平衡裝置 總軸向力會使轉子軸向竄動，造成泵動靜部件摩擦，而平衡裝置的 兩端有一個壓力差，其中的液體形成一個與總軸向力方向相反的平衡 力，平衡力大小隨平衡盤的移動而變化，直到與軸向力抵消，但由于慣 性的作用轉子不會立即停止竄動，而是在平衡位置左右竄動且幅度不 斷減小，最終停留在平衡位置，故隨著運行工況的變化，泵轉子始終處 于動態平衡狀態。

? ? ? ?平衡裝置的設計為多級離心泵設計中的重點，包括葉輪對稱布置 （適用于偶數級泵）與平衡盤（鼓）法兩大類，平衡盤（鼓）法又包括平衡 鼓、平衡盤、平衡盤鼓、雙平衡鼓形式，隨著結構的逐漸復雜，平衡效果也 越好。 平衡盤（鼓）法多與推力軸承配合使用，推力軸承一般只承受5%~10%的軸向力，在設計平衡盤（鼓）時，一般不考慮推力軸承平衡的軸向 力，保證泵在推力軸承損壞的情況下，平衡盤（鼓）仍能正常工作。

2.1 葉輪對稱布置法

? ? ? ?葉輪級數為偶數時可采用葉輪對稱布置法平衡軸向力，設計上要 注意反向葉輪入口前的密封節流襯套尺寸要與葉輪輪轂尺寸一致。此 方法多用于蝸殼式多級泵，用于節段式泵時會增加級間泄露。

2.2 平衡鼓法

? ? ? ?英國 WEIR 公司確定平衡鼓直徑為首級葉輪密封環直徑的 93%。 平衡鼓法承受平衡力過大，在大流量工況下容易引起軸向力反向，引起 轉子振動。

2.3 平衡盤法

? ? ? ?平衡盤結構與各部分承擔軸向力如圖 1 所示，平衡力一部分由徑 向間隙直徑 R0至平衡盤軸向間隙內半徑 R1截面上產生，另一部分由平 衡盤軸向間隙內半徑 R1到外半徑 R2 截面上產生。平衡盤的靈敏度越高，平衡盤的徑向尺寸越大，通常取 k=0.3~0.5，泄漏量一般為額定流量的4%~10%，但高揚程小流量泵可能高達 20%。

2.4 平衡盤鼓法

? ? ? ?平衡盤鼓聯合裝置與平衡盤的區別是：平衡盤鼓的節流軸套部分 尺寸比輪轂尺寸大，而平衡盤節流軸套部分與輪轂同尺寸。平衡盤鼓結 構與各部分承擔軸向力如圖 2 所示，通常由平衡鼓平衡總軸向力的 50%~80%，很大可到 90%，增加平衡鼓的平衡力，有利于減小平衡盤的尺寸和 增加軸向間隙，減少平衡盤的磨損。通常平衡盤外半徑Rw=（1.2~1.4）Rn， 平衡盤軸向間隙長度b₀=（0.2~0.4）Rn。

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?2.5 雙平衡鼓法

? ? ? ?雙平衡鼓實質上就是在平衡盤鼓聯合裝置基礎上，在平衡盤外徑上增加一道徑向間隙，使平衡盤起到部分平衡鼓的作用，這樣可以使軸 向間隙進一步加大，進而減少平衡盤的磨損和降低軸向間隙對裝配的 要求,同時也增加了阻力損失，減少平衡水的泄露量。雙平衡鼓結構與各 部分承擔軸向力如圖 3 所示,一般由平衡鼓（小鼓）平衡 50%~70%的軸向力,平衡盤（大鼓）平衡剩余的軸向力。一般選小鼓的徑向間隙長度 L₁= 120~160mm，大鼓的徑向間隙長度 L_W=40~80mm，大鼓的軸向間隙 b₀= 0.15~0.25mm，軸向間隙大，平衡盤不易產生摩擦，但平衡室壓力下降，會減少大鼓的平衡力。