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? ? ? ?中開式離心泵是工業(yè)生產(chǎn)及市政水利工程使用很廣泛的泵之一，下面將詳細介紹一下雙吸中開泵徑向力及其計算方法，方便用戶單位技術人員對中開泵的維護進行參考。

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1.雙吸開泵徑向力產(chǎn)生

? ? ? 在極佳條件下，耳蝸腔各部分的壓力均勻。泵流量小于極佳條件時，蝸殼腔內(nèi)的液體流速減慢，葉輪出口液體的絕對速度，由出口速度三角形可以看出，大于極佳工作條件的絕對速度，也大于蝸殼腔的速度，葉輪從蝸殼腔內(nèi)的液體連續(xù)撞擊，使蝸殼腔內(nèi)的液體接受能量，并且由于蝸殼腔內(nèi)的每個舌向擴散管的進口不斷增加，所以液體壓力如圖2所示。

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? ? ? ?泵流量大于極佳流量的工作狀態(tài)，與上述情況相反，葉輪流出的液體絕對速度小于絕對速度的極佳條件，也小于蝸殼室的液體流量，結果是蝸殼腔內(nèi)的兩種液體受到?jīng)_擊，蝸殼腔內(nèi)的液體賦予能量，都是從葉輪速度增加液流的速度，這樣，蝸殼腔內(nèi)的液體從各個舌頭的壓力向擴散管入口逐漸減小，如下圖2.1所示。

? ? ? ?由于耳蝸腔的每個端面中的壓力不相等，因此在葉輪上會產(chǎn)生徑向力，介質在葉輪的周圍四周分布，但是對葉輪產(chǎn)生的壓力是不均勻的，破壞了葉輪中液體的軸對稱流動，帶有高壓的液體從葉輪流出較少，較小的壓力從葉輪流出較多，所以，沿著各級葉輪流出的介質數(shù)量就有差別，不是相同的，作用在葉輪圓周上的液體反應不一樣，這產(chǎn)生了徑向力，而葉輪上產(chǎn)生的徑向力就是兩個面的徑向力的矢量之和。在分段多級離心泵中，當泵的工作狀態(tài)離開極佳工作狀態(tài)時，如果葉輪偏心，則會有徑向力作用在葉輪上，力的大小取決于泵的工作狀態(tài)。并且隨著偏心率的增加而增加。

? ? ? 如上圖2.1蝸殼中的徑向力分布：當流量非常小時，徑向力會發(fā)生變化并以遠低于泵速的頻率旋轉，從而導致轉子振動。

? ? ? 實踐證明，在相同工況下的蝸殼泵，其轉子的徑向力與蝸殼基圓中心的偏離也與不偏離中心的情況相比有明顯變化。這種變化取決于偏心程度的大小和方向。

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2.蝸殼式雙吸開式泵的徑向力的計算

擠壓腔是耳蝸主體的泵。偏離設計工況時，徑向力可通過以下公式計算：

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其中，K徑向力系數(shù)可通過以下公式獲得：

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? ? ? 當泵在設計條件下運行時。根據(jù)上式，徑向力系數(shù)等于零。當流量為零時，徑向力系數(shù)達到很大值，即K = 0.36。系數(shù)K的值也與泵的類型有關。在某些情況下，K的實際值大于根據(jù)上式計算得出的值，并且在零流量時K可能達到06。

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3.徑向力的危害

徑向力的大小是和葉輪的尺寸有關系的，跟葉輪的流道寬度和出口直徑為正比關系，其影響會隨著泵尺寸的增加而增加。

當軸的徑向力產(chǎn)生較大的撓度時，會引起密封圈和軸套的快速磨損。

同時，對于旋轉軸而言，徑向力是交變載荷，較大的徑向力會使軸由于疲勞而損壞。

因此，徑向力的平衡非常重要，特別是對于大尺寸，高揚程的高能泵。

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4.單級蝸殼雙吸開式泵徑向力平衡

? ? ? ?單級蝸殼泵的徑向力平衡可以通過使用雙蝸殼或添加導向葉片來實現(xiàn)，如圖2.2（a）和圖2.3（b）所示。

? ? ? ?在雙蝸殼中，每個耳蝸腔室均不能消除徑向力，但兩個腔室相隔180度。對稱布置，作用在葉輪上的徑向力相互平衡。如果使用導向葉片，雖然可以平衡徑向力，但是泵的結構復雜。

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5.開放式多級泵的徑向力平衡

? ? ? ?蝸殼式多級泵（即離心式多級中開泵）的徑向力是通過蝸殼倒置擠壓腔的方法來實現(xiàn)徑向力的平衡，也就是說，在每個相鄰的兩級中，各個蝸殼式擠壓腔以180°的差布置如圖2.4所示。

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? ? ? ?以此方式，作用在葉輪差180°上的徑向力的兩個相鄰階段上彼此抵消。由于這兩個力不在垂直于軸線的同一平面上，因此它們形成了一對力，其力矩臂等于兩個葉輪之間的距離。該對應通過由其他兩個葉輪的徑向力組成的一對或由軸承反作用力組成的一對來平衡。此徑向力平衡模式適用于帶有偶數(shù)串聯(lián)和單吸式葉輪的中開多級泵。對于奇數(shù)系列，靠前級葉輪是雙吸式中開多級泵。徑向力平衡的方法是將靠前級蝸殼制成雙蝸殼，然后將每對蝸殼腔錯開180°。對于大型開放式多級泵的徑向力平衡，也可以考慮采用雙蝸殼法，如圖2.4所示。對于分段式多級離心泵，應盡量減小葉輪對葉片的偏心，以減小徑向力。