平衡原理:平衡鼓轮前面是最后一级叶轮的后泵腔，其压力接近于泵的排出压力， 因而平衡鼓两个端面之间有一个很大的压力差，从而把平衡鼓轮向后推,会带动整个转 子向后移动。如果我们设法使这个推力和离心泵的轴向力相等，这就达到了平衡轴向 力的目的。
② 平衡盘法（图1 - 14）：平衡盘是一种轴向间隙液压平衡装置。它是装在最后一 级叶轮与平衡室之间，和轴一起转动的称平衡盘，静止不动的称平衡环（套）。
平衡原理:从叶轮出来的一部分液体经过平衡盘与平衡环之间的轴向间隙而漏入 平衡室，再用管路把平衡室与泵吸入口连通，这时平衡盘背面所受的压力是平衡室压 力。而平衡盘正面最小直径上受到的压力是泵的吐出压力，而在周界上是平衡室压力。 只要选择好平衡盘的内外直径尺寸，就可以使平衡盘正面与背面的压力差和泵的轴向 力相等，达到平衡的目的。
假如泵的轴向力增加，这额外的压力就把泵的转子推向吸入口侧，从而使平衡盘和 平衡环之间的端面间隙减小，此时通过这间隙的漏失量减少，平衡室压力下降,这时平 衡盘前后的压力差增加，将转子向吐出口方向推，直到与轴向力平衡为止。反之，如泵 的轴向力减小，就会造成平衡盘与平衡环的 轴向间隙增大，漏失量增加，平衡压力增高， 直到又获得新的平衡为止。
③平衡盘与平衡鼓组合法（图1 -15）。 组合法实际上是一种径向、轴向液压平衡装 置。高压多级离心泵普遍采用此法，平衡效 果好。平衡原理与上述两法相同。
④叶轮对称布置平衡法：
在多级水平中开式离心泵中采用叶轮对称布置的方法来平衡轴向力。使成组叶轮 的吸入口方向正好相反，从而起到平衡轴向力的作用。在泵上也要安装止推轴承。
⑤平衡盘的作用：
平衡盘主要是用来平衡轴向力的,但它还起定位的作用，即用平衡盘的位置来保证 叶轮出口与导翼口对中，以减少水力损失,提高离心泵的效率。
⑥平衡机构失灵及其危害
造成平衡机构失灵的主要原因有:平衡机构严重磨损；平衡管堵塞;平衡腔室穿孔 与末级连通;密封环损坏。
危害:平衡机构失灵后,泵的轴向力无法平衡，造成泵转子往前窜，使叶轮止口与密 封环产生摩擦，造成卡泵，甚至于烧泵等严重后果。
3）材料
平衡盘的材料要求耐磨、耐扭力、耐冲刷,加工精度要高，而平衡盘和平衡环（套） 所采用材料不同，加工工艺和热处理硬度也不一样,防止因摩擦过热产生变形而粘接在 一起，发生故障。目前，多数采用HT25 -47号、45号钢、3Crl3,进行调质处理，硬度为 HB241 -302。
6. 密封环
1） 密封环的作用
密封环又称为口环，安装在水泵吸入口外缘与泵体之间。它把整个螺旋壳体分成 为进水低压室和高压室，密封环主要起减少压力水回漏到叶轮进门处的低压室内的密 封作用。它与叶轮止口配合间隙的大小将直接影响水泵的效率。密封环还起承磨作 用，防止叶轮直接与泵体摩擦;密封环为易损件。
2） 对密封环质量的要求
密封环安装有固定安装和浮动安装两种。一般情况下，单级低压和多级中压离心 泵都是采取浮动安装，即将密封环紧紧装在泵体上，不用螺钉固定。而高压离心泵的密 封环是釆用固定安装，即将密封环通过六条埋头螺钉固定在泵体上。目前，密封环的主 要材料有铸铁JCrl3不锈钢、球磨铸铁或铸铜。
密封环的加工精度要求高，内外圆的跳动误差不超过0.03 ~ 0.05mm。密封环 的形状大致分为普通圆柱密封环、迷宫形密封环、锯齿形密封环三种，如图1-16 所示。
密封环与叶轮止口之间的配合间隙大小，对水泵的工作性能有很大影响。从理论上讲，配合间隙越小越好，但在实际工作中，如果间隙太小会使叶轮和密封环产生摩擦, 甚至卡泵，泵反而不能正常工作。对于低压多级离心泵来说，一般密封环与叶轮止口配 合间隙为0. 45 ~ 0. 55mm,髙压多级离心泵一般为0. 50 ~ 0. 60mm。
(a)普通岡柱形 (b)迷宫 (c)锯齿形 图1 - 16密封环的形式
7. 轴封机构
在离心泵的泵轴伸出泵体部分,泵轴与填料函之间必有一定间隙，有间隙就会有漏 失，为了减少漏失和防止气体进入泵腔内就要有泵轴的密封装置，即轴封机构。离心泵 常用的轴封机构主要有填料密封和机械密封。
1)填料密封
填料密封形式(图1 -17)目前在油田使用的离心泵中是最常见的密封。这种密封 装置由填料函、填料套、水封环、填料、填料压盖、双头螺栓和螺母组成。依靠填料与轴 套外圆表面接触实现密封。填料主要有以下几种：
图1-17填料密封装置
(1) 油浸棉纱填料：多用于低压泵，输送液 体温度低于40T；
(2) 石棉浸透石墨或铅粉填料：可在被输 送液体温度高于40Y、低于80%：的环境中使 用，对轴套磨损比较严重。
(3) 金属铝(箔)包裹棉芯子填料:适用于 输送含有酸、碱的石油产品，适合中压高温(可 达400Y)条件下使用；
(4) 聚四氟乙烯及石墨制品填料：近年来 广泛应用于离心泵,对轴套磨损小又节能；
(5) 碳素纤维编织成型渍浸酚醛树脂或聚四氟乙烯填料:使用寿命长，密封性好, 又有自润性,磨损小，寿命可达2x100。
2)机械密封
(1) 特点:机械密封(图1 -18)又称为端面密封，是离心泵或其他回转式机械上广 泛采用的一种新型旋转轴的一种密封装置。它的主要特点是密封面垂直于旋转轴线， 依靠动环、静环的端面接触和弹簧张力来阻止和减少泄漏。
(2) 优缺点：
① 优点:机械密封比填料密封性能 好，消耗功率少，在运转中可以达到几 乎不漏的程度，而且使用寿命长。
② 缺点:结构复杂，制造技术、精度 要求高，成本也高，检修费时、更换零件 麻烦。
(3) 工作原理:轴1带动动环2旋 转，静环5固定不动，依靠动环2与静 环5之间接触端面的滑动摩擦保持密 封。在长期工作摩擦表面磨损过程中， 弹簧3推动动环2,以保证动环2和静
环5接触面无间隙，为了防止介质通过动环2与轴1之间的间隙泄漏，装有动环密封圈 7 ；为了防止介质通过静环5与壳体4之间的间隙泄漏，装有静环密封圈6。
机械密封是借助于表面光滑而又精密的动环与静环密切配合，并做相对转动而进 行密封的。工作时，动环受液体压力和弹簧张力的作用，沿着轴向移动，紧压在静环端 面上,并做相对旋转运动。在旋转过程中，动环与静环密封面上形成一层液膜,液膜必 须有一定厚度，才能使机械密封的性能和散热良好，起到密封作用。液膜太厚,泄漏量 大,密封性能下降;液膜太薄,动环与静环之间产生干摩擦,使端面过热,损坏密封元件。 因此,弹簧(或波纹管)的伸张力大小的确定十分关键。
(4) 机械密封主要结构。
① 主要密封部件：由动环(旋转环)和静环(固定环)组成一对摩擦副，两者一般均 釆用不同的材料制成，其中一个硬度高，一个硬度较低。
② 辅助密封件:由动环密封圈、静环密封圈、壳体密封圈和其他垫片组成,这些密 封圈大多数是用丁腊橡胶和聚四氟乙烯材料制成的。
③ 压紧及紧固件:由弹簧、推环、传动座、固定螺钉等组成。
(5) 机械密封的种类，按设备结构和使用场合可分以下几类：
① 单端面密封和双端面密封；
② 单弹簧密封和多弹簧密封；
③ 平衡型密封和不平衡型密封； ;
④ 内装式密封和外装式密封；
⑤ 波纹管式密封。
(6) 对机械密封装置在装配时,必须注意如下事项：
① 按照图样技术要求检查主要零件，如轴的表面粗糙度，动环和静环密封表面的 粗糙度及平面度等是否符合规定。
② 找正静环端面，使其与轴线的垂直度误差小于0. 05mm。
③ 必须使动环、静环具有一定的浮动性，以便在运动过程中能适应影响动环、静环 端面接触的各种变化偏差，这是保证密封性能的重要条件。浮动性取决于密封圈的准 确装配;与密封圈接触的主轴或轴套的粗糙度;动环与轴的径向间隙以及动环、静环接 触面上摩擦力的大小等，而且还要求弹簧有足够的弹力。
④ 要使主轴的轴向窜动、径向跳动和压盖与轴的垂直度误差在规定范围内，否则 将会导致泄漏。
⑤ 在总装配过程中要保持清洁，特别是主轴装置密封的部位不得有锈蚀，动环、静 环端面应无任何异物和灰尘颗粒。
⑥ 在装配过程中，不允许用坚硬的工具直接敲击密封元件。总之，机械密封的作 用是靠动环与静环密封面之间的轴向间隙来实现密封的。为了获得较长的使用寿命， 密封接触面必须严防损坏。
(7 )机械密封常见故障及处理措施如下：
① 机械密封产生振动、发热、冒烟、泄漏液体故障的处理。
原因分析：
a. 端面宽度过大；
b. 端面比压过大；
c. 动环、静环表面粗糙；
d. 转动体与密封腔内间隙过小，泵轴摆动引起碰撞。
处理措施：
a. 减小端面宽度；
b. 减小弹簧压力，降低端面比压；
c. 提高动环、静环表面粗糙度；
d. 增大密封腔内径尺寸或更换直径较小的转动体，使其间隙在0. 7mm左右;校正 泵轴或找好机泵同心度。
② 机械密封端面漏失严重，泄漏液体夹带杂质的故障处理。
原因分析：
a. 摩擦副端面歪斜,平直度达不到要求；
b. 传动、止推部件结构不良，有杂质，固化介质粘接,使动环失去浮动性；
c. 固体颗粒进入摩擦副；
d. 弹簧弹力不够，造成端面比压不足而磨损，失去补偿能力；
e-摩擦端面宽度过小,端面与轴不垂直偏移量大；
f.动环、静环浮动性差。
③ 机械密封轴向泄漏故障的处理。
原因分析：
a. 密封胶圈与轴配合过紧或过松；
b. 密封胶圈质量差，过硬或过软，耐腐蚀性和耐热性能差，老化变形或破裂粘接;
c. 安装不慎,密封胶圈卷边、扭劲、压扁；
d. 密封介质压力过小，静环脱离静环座。
处理措施：
a. 选择、更换合适尺寸的密封胶圈；
b. 更换质量合格的密封胶圈；
c. 密封圈与泵轴的过盈量应合适,安装时应小心谨慎；
d. 调节密封液体压力，改进密封结构。
④ 机械密封间断性泄漏故障的处理。
原因分析：
a. 轴窜量过大，动环来不及补偿位移；
b. 操作不平稳，密封腔内压力变化过大；
c. 机泵周期性振动过大。
处理措施：
a. 严格执行机泵维修保养规程，做到勤检査、勤调整、勤保养；
b. 平稳操作,缓慢开关泵进、出口阀门；
c. 经常检查机泵同心度，紧固好固定螺钉。
⑤ 机械密封出现突然漏失的故障处理。
原因分析：
a. 泵发生严重抽空，破坏了机械密封的机械性能；
b. 弹簧因泵反转而被扭断，防转销钉被切坏或顶住；
c. 动环或静环断裂，密封圈老化断裂；
d. 机械密封固定螺钉松动,造成其正常工作位置移动或偏斜。
处理措施：
a. 立即停泵，放空排净泵内空气，重新起泵；
b. 更换弹簧，更换或修复防转销钉；
c. 更换损坏配件，重新装配好；
重新找好机械密封的正常工作位置，并紧固好固定螺钉。
8. 轴承
轴承是承受泵的径向载荷和轴向载荷的,是支撑泵的转子重量和动载荷的。轴承 与轴之间由于滚动而产生的摩擦，称为滚动摩擦;轴承与轴之间由于滑动而产生的摩 擦，称为滑动摩擦。因此,根据轴承与轴接触和摩擦方式不同，将轴承分为滚动轴承和 滑动轴承两大类，若干种。
1）滚动轴承
滚动轴承又称弹子盘，优点是：间隙小，易保证轴的对中性，结构紧凑，构造简单 （只有内外座圈、滚动体和珠架），互换性好,精度高，摩擦阻力小，润滑油消耗量少，泵 启动力矩小,维修方便。缺点是:承受冲击能力差，高速旋转时噪声大,承载能力有限， 安装时要求精度高,使用寿命不如滑动轴承长。
滚动轴承代号组成:从个位数起第一、第二位数字表示轴承内径或衬套内径，见 表 1-5。
