【正文】 招標(biāo)文件的依據(jù)。我國在新產(chǎn)品開發(fā)、新技術(shù)和新材料應(yīng)用，設(shè)計(jì)手段等發(fā)面獲得了飛速發(fā)展。（2）分析水輪機(jī)各零部件的作用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，尋找各零部件的特征尺寸以及各尺寸的關(guān)聯(lián)關(guān)系，參照水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊等現(xiàn)有資料，運(yùn)用AutoCAD繪圖軟件，對東西關(guān)水電站的水輪機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)對我今后的學(xué)習(xí)和 發(fā)展具有重大的意義，將是我人身中的一筆巨大財(cái)富。這是一項(xiàng)至關(guān)重要的工作，它直接關(guān)系到水電站的機(jī)組能否長期穩(wěn)定運(yùn)行和投資的多少。根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪出各水頭下的曲線，同時(shí)繪出各水頭下的輔助曲線。③根據(jù)各工況點(diǎn)的a、P，繪出各水頭下的曲線。查出A點(diǎn)的效率和單位流量，計(jì)算出A點(diǎn)的出力，查出B點(diǎn)的效率與單位流量，計(jì)算出B點(diǎn)的出力，由可確定下的出力限制點(diǎn)B。水輪發(fā)電機(jī)組為立軸流轉(zhuǎn)槳式，俯視順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，水輪發(fā)電機(jī)采用兩根軸結(jié)構(gòu)。圖31 水輪機(jī)剖面圖 埋入部分 座環(huán)座環(huán)是反擊式水輪機(jī)的基礎(chǔ)部件，除了承受水壓力外，還承受整個(gè)機(jī)組和機(jī)組段混凝土重量，因此要求有足夠的強(qiáng)度和剛度。由于東西關(guān)水電站的設(shè)計(jì)水頭為17米，最低水頭m，故蝸殼的形式為拼焊的混凝土““形斷面的蝸殼，包角為180176。采用彎肘形尾水管，直錐段單邊擴(kuò)散角為9度55分，厚度為15mm，采用鋼板45鋼。受運(yùn)輸條件的限制，頂蓋采用分四瓣組合。支持蓋如圖所示。底環(huán)的結(jié)構(gòu)見下圖34 圖34 底環(huán) 導(dǎo)葉導(dǎo)葉為整鑄不銹鋼結(jié)構(gòu)，材料為ZG20MnSi，有較好的抗空蝕、抗磨損性能。導(dǎo)葉立面密封為金屬線接觸密封，導(dǎo)葉端面密封為嵌入在導(dǎo)葉瓣體端面內(nèi)的青銅塊加橡膠條密封。此外，連接板或控制環(huán)與叉頭連接處，為了使連接螺桿保持水平，可以裝補(bǔ)償環(huán)進(jìn)行調(diào)整。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)輪體與主軸聯(lián)接時(shí)，采用的是轉(zhuǎn)輪上蓋與主軸法蘭分開的結(jié)構(gòu)。為了防止螺紋受泥沙磨損，在法蘭處設(shè)置法蘭護(hù)罩。操作油管的外油腔與轉(zhuǎn)輪接力器活塞上部油腔聯(lián)通，內(nèi)腔則與活塞下部油腔聯(lián)通。其它型式軸承如稀油潤滑畢托管上油方式軸承，在中、小型機(jī)組中雖有采用，但近期已被斜油槽自循環(huán)的筒式軸承所代替。工作密封采用水壓式端面密封，在摩擦面之間形成一層很薄的水膜，漏水小，磨損也不大。真空破壞閥就是在緊急關(guān)閉導(dǎo)葉時(shí)補(bǔ)入空氣，破壞真空，起一定的保護(hù)作用。目前常用的結(jié)構(gòu)形式有以下幾種：（1）與混凝土蝸殼連接的座環(huán)（2）與金屬蝸殼連接的座環(huán)。根據(jù)轉(zhuǎn)輪直徑（6400mm）從《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》選出座環(huán)的基本尺寸，如表41所示： 表41 水輪機(jī)座環(huán)尺寸參考符號數(shù)值（mm）參考符號數(shù)值(mm)Db8440K100Da7670H12580其中參數(shù)符號對應(yīng)圖42所示的座環(huán)： 圖42 水輪機(jī)座環(huán) 蝸殼蝸殼的作用是把水流均勻分布到轉(zhuǎn)輪周圍。 尾水管尾水管是水輪機(jī)過流通道的一部分，且有回收部分轉(zhuǎn)輪出口動(dòng)能的作用?；永镆r用鋼板Q235B鋼板卷焊而成。大中型導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，按其導(dǎo)葉軸線布置位置可分為：圓柱式、圓錐式和徑向式三種類型。本設(shè)計(jì)為軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組，選擇徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。由于轉(zhuǎn)輪直徑D1=6400mm大型機(jī)組，采用叉頭式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。對混流式水輪機(jī)來說，還需檢查導(dǎo)葉與固定導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪葉片是否相碰。表51 導(dǎo)葉尺寸X48038428819696541Y上 951151201151050Y下95115120115105 確定傳動(dòng)件的相關(guān)尺寸和角度根據(jù)轉(zhuǎn)輪直徑，查《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》表61導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配尺寸系列，不能直接查出的，采用插值運(yùn)算。得到最終尺寸為：Lh=870mm，Lc=665mm，Dc=5120mm。測量各開度下的β、γ和接力器行程S，畫出接力器行程、隨變化的關(guān)系曲線、和，如圖52所示。經(jīng)檢查，導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律符合要求，β、γ的值在范圍之內(nèi)，剪斷銷剪斷后連桿和轉(zhuǎn)臂不會(huì)相碰，導(dǎo)葉與固定導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪不會(huì)相碰。上軸套尺寸系列如表52 所示：表52 上軸套尺寸參數(shù)符號數(shù)值（mm）參數(shù)符號數(shù)值（mm）dc210h105d1210h18d2230h212d3δ′1d4270表中參數(shù)符號意義見圖53： 圖53 上軸套中軸套尺寸系列如表53 所示：表53 中軸套尺寸參數(shù)符號數(shù)值（mm）參數(shù)符號數(shù)值（mm）db230h230d1230h140d2250h28d3d58d4260δ′1表中參數(shù)符號意義見圖54：圖54 中軸套（c）下軸套尺寸系列如表54所示：表54 下軸套尺寸參數(shù)符號數(shù)值（mm）參數(shù)符號數(shù)值（mm）da190h190d1190h18d2210δ′1d3表中參數(shù)符號意義見圖55：圖55 下軸套 導(dǎo)葉軸頸的密封導(dǎo)葉中軸頸密封多數(shù)裝在導(dǎo)葉套筒的下端，目前不少機(jī)組中已改用“L”型密封，實(shí)踐證明，封水性能很好，結(jié)構(gòu)簡單。其尺寸大小如下表55：表55 中軸頸密封參數(shù)符號數(shù)值（mm）參數(shù)符號數(shù)值（mm）db230h18d237δ14d1223δ24d2280其中參數(shù)符號意義對應(yīng)圖56： 圖56 中軸頸密封導(dǎo)葉下軸頸的密封主要是防止泥沙進(jìn)入，發(fā)生軸頸磨損。 導(dǎo)葉止推裝置對于水頭較高的機(jī)組，應(yīng)考慮導(dǎo)葉在水壓作用下的上浮力，當(dāng)上浮力超過導(dǎo)葉的自重時(shí)，在套筒上必須裝止推裝置，以防止導(dǎo)葉向上抬起，碰撞頂蓋和影響連桿受力。分段套筒雖有質(zhì)量小，便于加工，容易調(diào)整裝配等優(yōu)點(diǎn)，但由于受到機(jī)組尺寸的限制，本次設(shè)計(jì)仍選擇傳統(tǒng)的整體圓筒形結(jié)構(gòu)。導(dǎo)葉立面密封為金屬線接觸密封，導(dǎo)葉端面密封為嵌入在導(dǎo)葉瓣體端面內(nèi)的青銅塊加橡膠條密封。另外，操作油壓采用=25公斤/厘米178。頂蓋的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造要求較高，尤其是裝導(dǎo)葉套筒的孔應(yīng)與底環(huán)同心。圖519 支持蓋 底環(huán)底環(huán)是一個(gè)環(huán)形部件，固定于座環(huán)上，作為導(dǎo)葉安放的基座，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)主要考慮剛度，可以不作強(qiáng)度計(jì)算。根據(jù)轉(zhuǎn)輪直徑系列編制的控制環(huán)系列，對控制環(huán)的制造做了一定的要求。 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的配合間隙查《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》表83導(dǎo)葉的端面間隙，得 A=～，導(dǎo)葉與頂蓋配合間隙為 =～， 與底環(huán)配合的端面間隙為 =～。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)輪體與主軸聯(lián)接時(shí)，采用的是轉(zhuǎn)輪上蓋與主軸法蘭分開的結(jié)構(gòu)。由于本機(jī)組屬于大型機(jī)組，所以葉片和樞軸采用分別鑄造，然后用螺釘連接。KW n=所以， 根據(jù)《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》上 319 頁圖12—12 扭力矩與主軸外徑的關(guān)系曲線查得D=900（mm），主軸內(nèi)孔直徑按《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》320 頁上的公式12—2 計(jì)算：式中 ：D——主軸外徑（厘米）N——主軸傳遞的功率（千瓦）n——主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）τmax——最大許用應(yīng)力（公斤/厘米2）初選主軸的材料為 ZG20MnSi，其中τmax=550 （公斤/厘米）所以根據(jù)主軸內(nèi)孔直徑公式計(jì)算得：故，可將主軸內(nèi)徑按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列取為400mm 。通常，操作油管用兩根無縫鋼管組成內(nèi)外兩個(gè)壓力油腔，上部接至受油器，下部與轉(zhuǎn)輪接力器的活塞桿連接。 圖72 泄油閥、密封及其他部件的設(shè)計(jì) 水導(dǎo)軸承水輪機(jī)導(dǎo)軸承型式很多，目前比較常用的有水潤滑的橡膠軸承。查《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》345頁，本次設(shè)計(jì)中采用稀油潤滑分塊瓦式軸承，主要是因?yàn)橐韵略颍合∮蜐櫥謮K瓦式軸承雖然有密封在軸承下部，轉(zhuǎn)輪懸臂大，成本高，平面布置尺寸大等缺點(diǎn)，但鑒于其受力均勻，軸瓦研刮、調(diào)整方便，運(yùn)行安全可靠，在大中型機(jī)組中應(yīng)用較多。另一種是機(jī)組停機(jī)檢修軸承和軸承下部主軸密封時(shí)防止尾水往機(jī)坑內(nèi)泄漏的檢修密封。真空破壞閥就是在緊急關(guān)閉導(dǎo)葉時(shí)補(bǔ)入空氣，破壞真空，起一定的保護(hù)作用。在以往的傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我們可能會(huì)記住很多的書本知識，但是通過畢業(yè)論文，我們學(xué)會(huì)了如何將學(xué)到的知識轉(zhuǎn)化為自己的東西，學(xué)會(huì)了怎么更好的處理知識和實(shí)踐相結(jié)合的問題。了解水輪機(jī)各零部件的結(jié)構(gòu)和作用，參照水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊和水輪機(jī)圖冊對東