На рабочее колесо центробежного насоса действует осевая сила, направленная в сторону входа и обусловленная главным образом разностью сил давления на диски колеса. Давление рк на выходе из рабочего колеса больше давления рн на входе. Жидкость в пространстве между колесом и корпусом (крышками) насоса вращается с угловой скоростью, равной примерно половине угловой скорости вращения рабочего колеса. Вследствие вращения жидкости давление на наружные поверхности рабочего колеса изменяется вдоль радиуса по параболическому закону. На радиусах, больших R2 и меньших Rу, при нормальном состоянии переднего уплотнения насоса давления слева pл и справа рп равны. На меньших радиусах давление со стороны входа в колесо значительно меньше, чем с противоположной стороны. В результате возникает осевая сила Р0, которую можно вычислить по эпюре разности давлений на обе стороны колеса. Если пренебречь снижением давления вследствие вращения жидкости в пазухах насоса, то приближенно Р0 можно определить по формуле
Р0 = р(R2y-R2в)Нgp.
Действительная осевая сила несколько меньше Р0. Это вызвано изменением количества движения жидкости при повороте потока от осевого направления к радиальному. В результате возникает сила, направленная противоположно Р0 и равная QкpUо Эта сила мала по сравнению с Р0, и ею можно пренебречь.
Осевая сила в центробежных насосах может достигать больших значений, при которых установка соответствующего упорного подшипника нерациональна. Иногда такой подшипник подобрать вообще не удается, поэтому используют следующие способы уменьшения осевой силы:
1) применение колес двустороннего входа;
2) симметричное расположение колес в многоступенчатых насосах;
3) применение уплотнения и разгрузочных отверстий на ведущем диске колеса;
4) установка радиальных ребер на ведущем диске колеса;
5) установка гидравлической пяты.
В колесе двустороннего входа и многоступенчатом насосе с симметричным расположением рабочих колес осевая сила теоретически уравновешена, хотя вследствие различного значения зазоров в уплотнениях всегда имеется некоторая сила случайного характера, которая воспринимается подшипниками.