Осевая сила на роторе насоса

При работе насоса на его роторе возникают радиальная и осевая силы. По их величине выбираются подшипники, которые могут воспринять такие усилия. В мощных насосах могут возникать осевые силы больших величин, что требует применять конструктивные решения, направленные на их уменьшение. Рассмотрим причины возникновения осевой силы на роторе работающего насоса.

Рис. 4. Осевая сила

Осевая сила. А (рис. 4) возникает главным образом из-за разности сил давления, действующих справа и слева на рабочее колесо, и направлена в сторону входа. Давление р₂ на выходе из рабочего колеса больше давления р₁ на входе в него. В области от R₂ до R_у давления справа и слева равны и уравновешиваются. В области от R_у до R_в давления слева, равное давлению у входа в насос, значительно меньше, чем справа. Это ведет к возникновению осевой силы А, равной объему эпюры разности давлений на правую и левую наружные поверхности рабочего колеса. Приблизительно осевое усилие на роторе насоса можно определить по уравнению

А = p (R_у² – R_в²) Нrg,

где Н – напор насоса.

Для многоступенчатых насосов осевая сила может достигать значительных значений и

может быть причиной выхода из строя подшипников.

Для уменьшения осевой силы в конструкциях насоса предусматривают:

- установку уплотнения на ведущем диске рабочего колеса (см. рис. 6),

- разгрузочные отверстия у ступицы (см. рис.1),

- установку гидравлической пяты (для многоступенчатых насосов большой мощности).

Благодаря этим мероприятиям удается почти полностью выровнять давления с обеих сторон рабочего колеса, уменьшить осевую силу, действующую на ротор насоса. Остаточное усилие воспринимается радиально-упорным или радиальным подшипником.