【正文】 機(jī)組上，擋油箱采用鋼板焊接，把合在軸承體上。這種冷卻方式目前采用較多，這種結(jié)構(gòu)中通常由冷卻器、擋油箱、溢流板、擋油管等組成。 軸承體上合金層不宜太厚。目前設(shè)計(jì)中采用的油槽升角一般為 500～ 700，實(shí)踐表明上油效果很好。考慮到本電站的水質(zhì)不干凈、含沙量大，清潔水源少，所以采用了稀油潤(rùn)滑筒式軸承。在本次設(shè)計(jì)中采用的是空氣圍帶式密封，采用的壓縮空氣壓力是 4～ 7 公斤 /厘米 2，其所采用的圍帶的剖面尺寸見下圖 24： 水壓式密封排水壓力水 圖 23 水壓式端面密封 25 圖 24 空氣圍帶式密封 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 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(rùn)滑的橡膠軸承 。這一種密封的結(jié) 構(gòu)形式很多，朱國(guó)俊：大峽水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其 CAD 24 如盤根、墊料式密封，單層或雙層橡膠密封，徑向式端面碳精塊（尼龍塊）密封，水泵密封等等。d 1hDb Zc2cml2l1db水輪機(jī)端 圖 21 主軸 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 （ 2） 聯(lián)軸螺釘?shù)某叽纾海ǜ鶕?jù)主軸的外徑選?。? 表 18 聯(lián) 軸螺釘 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） 螺釘 l l′ l0 l1 l2 l5 M120 4 600 545 300 120 130 510 l5′ db D h d1 d2 s 455 125 185 85 114 112 160 其符號(hào)所代表的意義見下圖 22： d2l 2l 0l 1dbC1d7R1l 3l39。d 260176。 主軸一端與發(fā)電機(jī)相連，另一端與轉(zhuǎn)輪相連。本次設(shè)計(jì)中的抗磨板采用 18毫米厚的 A3 鋼板。 （ 2） 座環(huán)的鑄造應(yīng)符合一般大部件的鑄造技術(shù)條件，其加工面的光潔度和公差要求參見下圖： 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 17 座環(huán) 此外，還需對(duì)制造質(zhì)量提出如下要求： a)所有過(guò)流表面打磨光滑，相當(dāng)于光潔度▽ 3； b)固定導(dǎo)葉進(jìn)口端節(jié)距誤差不超過(guò) ； c)頂蓋與底環(huán)把合面平行度誤差不超過(guò) 毫米 /米； d)分瓣結(jié)構(gòu)的合縫面光潔度為▽ 5，合縫面間隙一般不超過(guò) 毫米，局部允許有 ～ 毫米間隙（深度小于接合縫的 1/3，長(zhǎng)度不超過(guò)接合縫總長(zhǎng)的1/5）。下軸頸密封一般采用“ O”型橡皮圈密封結(jié)構(gòu)，其尺寸大小如下 表 ： 表 13 “ O”型密封圈 尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） db D d 230 190 10 朱國(guó)?。捍髰{水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其 CAD 16 其符號(hào)所代表的意義如下圖 13所示： Dd 圖 13 “ O”型密封圈 （ 6） 導(dǎo)葉軸套 導(dǎo)葉軸套大多數(shù)都采用鑄錫青銅鑄造，加注黃油潤(rùn)滑。套筒結(jié)構(gòu)與主軸材質(zhì)、密封結(jié)構(gòu)和頂蓋的高度有關(guān)。 ddLr1r2R3R 1KKL 1L 2m m m m mr teeR2d0aabb cc ddYmax 圖 8 導(dǎo)葉葉形斷面 （ 2） 導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)系列尺寸和軸頸選擇 導(dǎo)葉的軸頸可按機(jī)組的轉(zhuǎn)輪直徑 D1，使用水頭 H1（指最高水頭），導(dǎo)葉的相對(duì)高度 b0/D1，從手冊(cè)中初選軸頸 db，選得 db =230（ mm），再根據(jù) db=230mm朱國(guó)?。捍髰{水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其 CAD 12 從手冊(cè)中查得導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)的其它尺寸 如下表 ： 表 9 導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)的尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符 號(hào) 數(shù)值 （ mm） db da d1 dc d2 dm d3 d4 d5 hA 230 190 240 210 220 60 M48 58 190 hB hc h1 h2 h3 h4 h5 H 參考 R1 R2 260 385 25 225 90 20 8 1172 115 95 其符號(hào)所代表的意義見下圖 9： 由計(jì)算確定d chch2d 4d 3d5h3Hd 2h1hbh1h1 d1d bh4d 5hAd admR1R1R2R2 圖 9 導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)尺寸 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 （ 3） 導(dǎo)葉的密封結(jié)構(gòu) 導(dǎo)葉關(guān)閉后，導(dǎo)葉體的立面應(yīng)該很好的密封。 圖 7 單導(dǎo)管型式的直缸接力器 導(dǎo)葉 導(dǎo)葉的材料采用 ZG14Cr5Cu 鑄造 ，該材料適用于制造水輪機(jī) 導(dǎo) 葉，其強(qiáng)度極限為 σ≥ 570 兆帕。 （ 4） 葉片密封 葉片密封采用“λ”型密封，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便。在后面會(huì)專門有葉片操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)輪體采用 ZG20MnSi 整鑄而成。葉片本體與樞軸的連接方式有兩種。 座環(huán)高度 表 3 座環(huán)尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） Db Da k R 9250 10750 100 600 H1=b0+30 δ γ 2830 300 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 其符號(hào)所代表的意義見下圖 3： δγ 圖 3 座環(huán) 主軸直徑 主軸的外尺寸可以根據(jù)機(jī)組的扭力矩初選，扭力矩按以下公式計(jì)算： nN9 7 4 0 0M ? （公斤 /ｓ） 額定轉(zhuǎn)速： （ rpm） 吸出高度： （ m） 安裝高程： （ m） 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 2 章 水輪機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)輪的流道尺寸 表 1 轉(zhuǎn)輪流道尺寸 參數(shù) 符號(hào) 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） D1 Z1 D0 Z0 b0 dB R1 7000 5 8100 24 2800 3150 1652 R2 d2 d3 d4 h1 h2 h3 6636 3269 3045 3045 1715 861 2086 其符號(hào)所代表的意義見下圖 1： 表 2 轉(zhuǎn)輪室的尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） 計(jì)算參數(shù) 數(shù)值 （ mm） R1 R2 R3 R4 R（球） h1 525 861 1834 6608 3500 1715 h2 h3 h4 D2 D4 α 1491 6965 728 6608 9100 110 其符號(hào)所代表的意義見下圖 2： 朱國(guó)?。捍髰{水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其 CAD 4 D 0 Z 0d 1b0 R1 d 2D 1 Z 1d 3球 dB 球 D 1/2R 2d 5h5h4rh3h1d 4 球 圖 1 轉(zhuǎn)輪流道尺寸 圖 2 轉(zhuǎn)輪室流道尺寸 導(dǎo)葉高度及分布圓直徑 由上一節(jié)可知，導(dǎo)葉高度為： b0==2800(mm)，分布圓直徑 D0=，所以 D0==8100（ mm），導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角 0176。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中 ， 由于 所有的圖紙都采用 CAD 軟件進(jìn)行繪制， 所以不僅 提高了利用 CAD 軟件 繪圖的能力 ，也使得設(shè)計(jì)的質(zhì)量大為提高。 電站裝機(jī) 4 臺(tái)，機(jī)組全為軸流轉(zhuǎn)槳式。 而水電站作為水能開發(fā)的主要手段，它 能否 經(jīng)濟(jì) 、 高效的運(yùn)行 對(duì) 水能 的利用程度有很大的影響。 由于本次設(shè)計(jì)采用了計(jì)算機(jī)繪圖，因此使得設(shè)計(jì)過(guò)程變得簡(jiǎn)單快捷。第二部分是對(duì)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 軸流式水輪機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 摘 要 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是 進(jìn)行 水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的對(duì)象是大峽水電站的軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)。 由于大峽水電站的機(jī)組是轉(zhuǎn)槳式的，所以在這一部分中還包括了葉片操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。其中，導(dǎo)葉的校核采用編程計(jì)算。目前水力發(fā)電在全世界范圍內(nèi)得到了優(yōu)先開發(fā) ，尤其是挪威、巴西等國(guó)，水力資源 的 開發(fā)幾乎達(dá)到了百分百。 大峽水電站 位于甘肅省蘭州市以東中心河道距離 65km處，是一個(gè)以發(fā)電為主，兼有灌溉、航運(yùn)等綜合效益的大型工程 。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用 CAD 軟件進(jìn)行 繪圖已成為設(shè)計(jì)的主要手段之一。 （三）葉片操作系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1．根據(jù)機(jī)組的布置型式進(jìn)行葉片操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 2．繪制葉片操作系統(tǒng)裝配圖及葉片操作系統(tǒng)原理圖； 原始資料 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本參數(shù)如下： 單機(jī)容量： 水輪機(jī)型號(hào)： ZZF23LH700 設(shè)計(jì)水頭： 23(m) 設(shè)計(jì)流量： （ｍ179。由于本機(jī)組屬于高比轉(zhuǎn)速軸流式水輪機(jī)，所以導(dǎo)葉選擇對(duì)稱型翼形，導(dǎo)葉數(shù) 目 Z=24。 （ 1） 葉片 葉片由 本體和樞軸構(gòu)成。 （ 2） 轉(zhuǎn)輪體 轉(zhuǎn)輪體上裝有全部葉片和操作機(jī)構(gòu)，上部與主軸聯(lián)接，下部接泄水錐，形狀較為復(fù)雜。 （ 3） 葉片操作機(jī)構(gòu)與接力器 葉片操作機(jī)構(gòu)的型式很多，本次畢業(yè)設(shè) 計(jì)采用的是不帶操作架的結(jié)構(gòu)。 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 表 4 活塞桿的尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） d1 D d2 t2 d3 t3 d4 Z d5 d6 d7 d8 d9 d10 d11 d12 d13 245 250 60 6 159 6 75 3 180 210 58 2” 62 135 M12 140 34 d14 h1 h2 h3 h4 h5 h6 h7 b R k k1 δ s=s1 s2 8 36 25 12 35 85 10 52 6 3 2 8 48 20 其符號(hào)所代表的意義如下 圖 4 和圖 5： 活塞與活塞桿 圖 4 活塞與活塞桿 朱國(guó)?。捍髰{水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其 CAD 8 圖 5 油管連接法蘭 圖 6 活塞環(huán) 表 5 活塞尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） dp H H1 2322 485 353 其符號(hào)所 代表的意義 見圖 6。 接力器直徑Hc PDbHDd 10m a x1 /?? 式中： 1D —— 轉(zhuǎn)輪直徑 maxH —— 最高水頭 10/Db —— 導(dǎo)葉相對(duì)高度 HP —— 調(diào)速系統(tǒng)的額定油壓 λ —— 計(jì)算 系數(shù) 從 《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的表查得λ =， HP =25 公斤 /厘米 2， maxH =，/0b 1D = )(25 米?????cd 根據(jù)接力器直徑系列取 dc=750(mm),由于其采用單導(dǎo)管型式的直缸接力器，其主要特征尺寸如下 表： 朱國(guó)俊：大峽水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其 CAD 10 表 7 接力器尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） dc d d1 Ф 1 Ф 2 Z2 d2 Ф 3 750 190 190 1450 1340 16 ф 52 220 Z3 d3 d4 dd H K S dc 8 M24 M190 3 300 550 420 其符號(hào)所代表的意義 見圖 7。由《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中查得對(duì)稱形導(dǎo)葉葉形的斷面參數(shù)如下表 ： 表 8 導(dǎo)葉葉形的斷面尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） D1 D0 Z0 a b c d e d0 m k 7000 8100 24 r R1 R2 R3 f L1 L2 L q t 271 214 487 112 584 622 1206 25 15 其符號(hào)所代表的意義 見圖 8。） 表 10 圓橡皮條和鴿尾槽的尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （ mm） d a b c 16 12 3 其符號(hào)所代表的意義如下圖 10 所示： 圖 10 導(dǎo)葉的密封結(jié)構(gòu) 朱國(guó)?。?