水泵軸向力的案例
關于泵的軸向力，你了解多少？
平衡鼓在離心壓縮機軸向力平衡領域應用較為廣泛，其結構如圖2所示，平衡鼓不存在軸向間隙，帶壓液體經平衡鼓徑向間隙進入平衡腔，構成高壓，于其后的空腔內壁上設置平衡管與泵入口相通，使腔內壓力始終大于或等于入口壓力，從而達到平衡軸向力的目的。
采用平衡鼓結構平衡軸向力，平衡鼓結構動靜部間的間隙為制造時制定，無法自動調整平衡力大小，因而，需要在外部安裝止推軸承以平衡多余的平衡力，其優點在于，動靜部無接觸，無磨損，因而使用壽命較長。
單獨采用平衡盤進行水泵軸向力平衡時，由于其軸向間隙極小，當泵體內液體流量發生變化，或水泵工作狀態發生瞬時變化時，極易造成平衡盤與平衡環貼合或卡緊，二者產生研磨、損壞，從而大大降低平衡盤壽命，影響水泵正常運作。
因而，為提高水泵軸向力平衡機構性能，可采用平衡鼓結構進行軸向力平衡，但單獨采用平衡鼓結構進行軸向力平衡時，泵體會產生較大泄露，極大地降低了水泵的輸送效率。
因此，為了提高平衡裝置總體性能，結合二者優點，可采用平衡盤與平衡鼓聯合結構平衡水泵轉子軸向力。
結構如圖3所示。
采用這一結構的優點在于：
(1)單獨采用平衡鼓平衡軸向力時，需在外部加裝止推軸承，采用該聯合結構時,由于平衡盤的存在，可省略安裝止推軸承。
(2)平衡鼓平衡軸向力的同時也可平衡掉一部分平衡盤產生的平衡力，減小平衡盤前后壓力差，使平衡盤與支撐環更易分離，不易造成磨損，使整個平衡裝置性能可靠。
(3)要求泵進行空轉時，需在泵上安裝止推軸承，聯合機構的存在可以大大降低止推軸承的負荷。
展開 轉子分段移位斜極的永磁同步電機軸向電磁力分析
但是，轉子線性分段移位斜極產生的不平衡軸向電磁力會引起軸向竄動與扭振，軸承使用壽命降低，振動噪聲增大。因此，如何設計永磁轉子分段移位斜極的拓撲結構、有效抑制軸向電磁力，已成為高品質永磁電機研究的熱點問題。
本文以永磁同步電機軸向電磁力的理論為導向，基于三維電磁場的有限元軟件分析方法，對一臺48槽8極永磁同步電機進行軸向電磁力仿真分析；揭示軸向電磁力產生的主要原因，以及軸向電磁力與永磁轉子拓撲結構及其分段數和定子電流幅值的關系；驗證V形反對稱、交叉反對稱永磁轉子拓撲結構有效抑制軸向電磁力的機理，為高品質永磁同步電機的優化設計提供了途徑。
1 轉子分段斜極軸向電磁力的產生機理
根據麥克斯韋張量法，永磁同步電機磁場產生的軸向電磁力Fz可以表示：
(1)
式中：μ0為真空磁導率；Bz,Bθ和Br分別為轉子軸向、切向和徑向上的磁密；S1和S3為電機兩端面，S2為電機移位面。
由式(1)可知，軸向電磁力主要由端部漏磁引起的軸向電磁力和永磁轉子分段移位磁極間氣隙面漏磁產生的軸向電磁力兩部分組成，當永磁轉子分段移位斜極時，引起軸向磁場不對稱，產生不平衡軸向電磁力。
為深化軸向電磁力的產生機理分析，對一臺樣機運行于額定工況時的繞組端部漏磁和永磁轉子分段移位磁極間移位面漏磁引起的軸向電磁力進行仿真實驗，圖1和表1為樣機的結構示意圖和主要參數，假定水平方向為Z軸方向，坐標原點為電機中心點。
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