§ 37. Осевая сила и способы ее разгрузки

При работе центробежного насоса давление перед входом в ра­бочее колесо повышается до давления на выходе. Перекачиваемая жидкость с давлением нагнетания проникает через зазоры между вращающимся рабочим колесом и неподвижным корпусом в коль­цевые пространства. Таким образом на внешнюю поверхность ко­леса действуют определенные силы, равные произведению давления «а площадь. Со стороны всасывающего патрубка (слева) жидкость давит на поверхность колеса с силой F1, а с противоположной сто-

Так как площадь покрывного диска колеса меньше, чем пло­щадь основного диска, то F2>F1 и F—F2—F1.

С ледовательно, в центробежном колесе с односторонним входом жидкости при вращении колеса возникает неуравновешенная сила F, направленная в сторону всасывания. Эта сила называется осевой, так как действует вдоль оси. Осевая сила стремится сдвинуть вал с колесами, и она должна быть урав­новешена, так как в противном случае ко­леса будут задевать за стенки корпуса, что приведет к ускоренному износу или полом­ке колеса.

Для уравновешивания осевой силы есть несколько способов: вал укладывают в опорно-упорные подшипники; использует колеса с двусторонним входом жидкости; симметрично по линии всасывания располагают колеса или группы колес на валу.

Для уравновешивания осевой силы делают сквозные разгрузоч­ные отверстия в основном диске рабочего колеса вблизи ступицы (рис. 51), колесо и корпус изготовляют с концентрическими уплот­няющими выступами. Концентрические выступы на колесе 2 и в корпусе 1 устанавливают с минимальными зазорами, что умень­шает утечку жидкости из пространства А в пространство Б. Жид­кость с давлением р2 проникает через отверстия 3 на вход колеса. Вследствие этого давление в пространстве Б поддерживается близ­ким к давлению всасывания р1 В современных насосах не приме­няют разгрузочные отверстия в колесах, а отводят жидкость из пространства Б по особой разгрузочной трубе в полость всасывания насоса.

На рис. 52 показан способ уравновешивания осевой сил с по­мощью гидравлического диска, установленного со стороны всасы­вания или за рабочим колесом.

На конце вала со стороны всасывания установлен диск 2 (рис. 52, а). На левую сторону этого диска по каналу 1 подводится жид­кость под давлением р2, которая в небольшом количестве протекает на правую сторону диска через щель между ним и корпусом насо­са. Правая сторона диска каналом 3 сообщается с атмосферой или с всасывающим трубопроводом. Диаметр диска выбирают таким, чтобы избыточная сила, действующая на диск слева направо, урав­новешивала осевую силу. При уменьшении осевой силы диск слег­ка передвигается вправо, при этом щель по окружности диска уве­личивается, жидкость начинает протекать через нее в большем ко­личестве, избыточная сила на левой стороне диска уменьшается.

В конструкции, показанной на рис. 52, б, разгрузочный диск 1 установлен за рабочим колесом, и специальный подводящий канал не требуется.