【正文】 ；⑤其他部件：主軸密封、水導(dǎo)軸承、真空破壞閥和補(bǔ)氣裝置。當(dāng)H時，水輪機(jī)的出力限制線由發(fā)電機(jī)的額定容量確定。 等轉(zhuǎn)角線的繪制從等效率線的繪制過程可得到各個轉(zhuǎn)角下的從最低水頭到最高水頭的P值，對各點(diǎn)進(jìn)行擬合即可得到等轉(zhuǎn)角線。 等開度線的繪制①計(jì)算各水頭相應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，在模型綜合特性曲線上過各作水平線與各等開度線相交，記下各點(diǎn)的、及值。 水輪機(jī)基本參數(shù)的計(jì)算（1） 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑D1. (21)發(fā)電機(jī)額定容量Pg=，最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速，設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量=1830L/s對應(yīng)的模型效率,暫取，則原型水輪機(jī)的效率，故按我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，難以保證設(shè)計(jì)水頭下發(fā)出額定出力，不經(jīng)濟(jì)，本機(jī)組屬于大型水輪機(jī)，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。 設(shè)計(jì)要求(1) 充分查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，按給定格式撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報告；(2) 翻譯至少一篇2000單詞以上的本專業(yè)外文文獻(xiàn)；(3) 按學(xué)校統(tǒng)一格式編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，要求書寫整潔，語言簡練，概念正確，條理清楚；計(jì)量單位規(guī)范統(tǒng)一；(4) 繪圖要求：設(shè)計(jì)圖紙相關(guān)格式符合國家規(guī)范要求，圖幅和張數(shù)如下：1張水輪機(jī)總裝配圖（0號圖）；1張導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配圖（1號圖）；1張導(dǎo)葉布置圖（1號或2號圖）；1張水輪機(jī)主要部件的組裝圖或零件圖（圖幅根據(jù)內(nèi)容自定）。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對大學(xué)所學(xué)知識的一個總結(jié)，更是為以后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)，培養(yǎng)自己獨(dú)立思考，實(shí)事求是和解決實(shí)際問題的能力。水輪機(jī)選型是水電站設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要任務(wù)。新中國成立以來，我國的水輪機(jī)和水電設(shè)備研究設(shè)計(jì)和制造業(yè)經(jīng)歷了從無到有、從小到大、從性能一般水平跨入世界先進(jìn)行列的過程。水電開發(fā)迎來難得的發(fā)展機(jī)遇。2013屆熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）東西關(guān)水電站水輪機(jī)選型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 言改革開放以來，我國電力工業(yè)的高速發(fā)展為我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速增長和人民生活水平的不斷提高提供了強(qiáng)有力的能源支撐?！?”期間，國家計(jì)劃投資新能源5萬億元，常規(guī)水電將開工建設(shè)8300萬千瓦。因此，需要加強(qiáng)轉(zhuǎn)輪選型設(shè)計(jì)和整個水輪機(jī)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究，進(jìn)一步提高機(jī)組的性能和質(zhì)量，以適應(yīng)我國水電事業(yè)的飛速發(fā)展。本文根據(jù)東西關(guān)水電站的工程概況和相關(guān)參數(shù)，做了如下工作：（1）選擇合適的水輪機(jī)機(jī)型。設(shè)計(jì)中優(yōu)先采用先進(jìn)結(jié)構(gòu)、新型材料，綜合考慮安全性、制造工藝以及安裝、維護(hù)檢修各方面因素。 原始資料水輪機(jī)額定出力：最低水頭：最高水頭：額定水頭：17m額定轉(zhuǎn)速：安裝高程：吸出高度： 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 設(shè)計(jì)內(nèi)容(1) 根據(jù)給定的單臺水輪機(jī)額定出力和水頭等參數(shù)，進(jìn)行水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的型計(jì)算，確定合適的水輪機(jī)型號、機(jī)組同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)輪直徑等參數(shù)，并繪制水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線；(2) 按選型計(jì)算確定的水輪機(jī)型號和轉(zhuǎn)輪直徑等參數(shù)，確定水輪機(jī)的主要特征尺寸，進(jìn)行座環(huán)、蝸殼、轉(zhuǎn)輪室、尾水管和機(jī)坑里襯等水輪機(jī)埋入部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；(3) 按選型計(jì)算確定的水輪機(jī)型號和轉(zhuǎn)輪直徑等參數(shù)，確定水輪機(jī)的主要特征尺寸，進(jìn)行座環(huán)、蝸殼、轉(zhuǎn)輪室、尾水管和機(jī)坑里襯等水輪機(jī)埋入部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；；(4) 根據(jù)水輪機(jī)的出力、轉(zhuǎn)速等參數(shù)估算主軸直徑，確定轉(zhuǎn)輪與主軸的連接方式；進(jìn)行主軸軸身應(yīng)力的強(qiáng)度校核計(jì)算，根據(jù)校核結(jié)果修改并最終確定主軸的結(jié)構(gòu)；(5) 進(jìn)行導(dǎo)水機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行頂蓋、底環(huán)、控制環(huán)、導(dǎo)葉及其傳動機(jī)構(gòu)、導(dǎo)葉的立面和端面密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，繪制導(dǎo)葉布置圖，檢查導(dǎo)葉傳動與接力器移動的均衡性，檢查傳動件在不同位置是否相碰，并根據(jù)檢查結(jié)果修改；(6) 根據(jù)水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行水輪機(jī)工作密封和檢修密封裝置設(shè)計(jì)；(7) 根據(jù)機(jī)組的型式和電站的自然條件水導(dǎo)軸承設(shè)計(jì)；(8) 根據(jù)水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和電站的自然條件選擇合適的補(bǔ)氣方式；(9) 進(jìn)行水輪機(jī)其它部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要原始參數(shù)和資料如下：最高水頭Hmax=；額定水頭Ha=17m；最低水頭Hmin=額定出力P= 選擇轉(zhuǎn)輪型號查水輪機(jī)型譜，可供參考的機(jī)型為ZZ560 ZZ500，ZZ560適用水頭為1022m,雖然提高葉片強(qiáng)度性能較可靠，但是該轉(zhuǎn)輪空蝕系數(shù)較大，安裝高程較低，并且在低水頭區(qū)工況性能較差；相比較ZZ500空蝕系數(shù)較低，最優(yōu)工況點(diǎn)的空蝕系數(shù)較小，因此選擇轉(zhuǎn)輪ZZ500。③在各水頭的曲線的基礎(chǔ)上可繪制等效率線，其方法同混流式水輪機(jī)等效率的繪制。④在曲線上取某a值作水平線與各曲線相交，記下各點(diǎn)的水頭H以及出力P，將這些點(diǎn)（P，H）繪制到P～H坐標(biāo)系內(nèi)。用直線連接A點(diǎn)與B點(diǎn)即H時原型水輪機(jī)的出力限制線。水輪機(jī)軸與發(fā)電機(jī)軸通過聯(lián)軸螺栓直接連接。本電站采用整體型，鑄焊結(jié)構(gòu)，采用無蝶形邊的平行式焊接結(jié)構(gòu)，分為上環(huán)、下環(huán)、固定導(dǎo)葉三部分，分成兩瓣，采用ZG20MnSi鑄造。為防止水流沖刷及滲漏現(xiàn)象，在混凝土蝸殼和座環(huán)的連接部位還加有鋼板襯板。為方便檢修，直錐段設(shè)φ800進(jìn)人門。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33 支持蓋 底環(huán)底環(huán)是一個環(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)時應(yīng)當(dāng)主要考慮剛度，可以不作強(qiáng)度計(jì)算。導(dǎo)葉為對稱型導(dǎo)葉，導(dǎo)葉上軸頸210mm，中軸頸為230mm，下軸頸為190mm，瓣體高度為2550mm，總高為3906mm，導(dǎo)葉數(shù)為24個。導(dǎo)葉傳動機(jī)構(gòu)采用叉頭傳動機(jī)構(gòu)，主要由導(dǎo)葉臂、分半鍵、叉頭、叉頭銷、剪斷銷、連接螺桿、軸套螺帽和端蓋組成。 轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪體外表面是過流通道的一部分，其內(nèi)部則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。 主軸水輪機(jī)主軸采用雙法蘭薄壁空心軸，材質(zhì)為ZG20MnSi。 槳葉操作機(jī)構(gòu)及操作油管 槳葉操作機(jī)構(gòu)葉片操作機(jī)構(gòu)有很多種型式，本次設(shè)計(jì)采用帶操作架的直連桿機(jī)構(gòu)，由于其零件數(shù)較少，結(jié)構(gòu)簡單，相比之下可降低轉(zhuǎn)輪體高度。本次設(shè)計(jì)中操作油管被分為數(shù)段，用法蘭連接，這主要是考慮到電站布置，主軸和接力器結(jié)構(gòu)的變化，為滿足動作靈活，加工、裝卸方便。干油潤滑軸承國內(nèi)運(yùn)用不多。實(shí)際裝配時需將密封裝置調(diào)試到最佳工作條件。東西關(guān)水電站機(jī)組尺寸較大，故而我們在頂蓋加設(shè)真空破壞閥，來作為補(bǔ)氣閥和空氣閥。由于東西關(guān)電站的最大水頭小于40m，故采用與混凝土連接的蝸殼。當(dāng)水頭在40米以下時，水輪機(jī)的蝸殼常用鋼筋混凝土在現(xiàn)場澆注而成；水頭高于40米時，則常采用拼焊或整鑄的金屬蝸殼。尾水管的形狀對水輪機(jī)性能具有較大的影響。外壁設(shè)有若干環(huán)筋，澆灌在混泥土內(nèi)?；炝魇剿啓C(jī)適合采用圓柱式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，這種導(dǎo)水機(jī)構(gòu)制造方便，能保證水輪機(jī)有足夠高的效率。根據(jù)水頭范圍選擇對稱型葉型。以特征尺寸db查設(shè)計(jì)手冊對套筒、軸套和傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。；立面密封：接觸面的位置端面密封：密封條分布圓位置，繪制固定導(dǎo)葉翼型，并核定其分布圓直徑。Z0=24，D0=7450mm，暫取，Dc=5120mm，導(dǎo)葉臂長度Lh=870mm，連桿長度Lc=665mm。查文獻(xiàn)【1】表852，采用插值算法，得到大耳環(huán)分布圓直徑為Dy=5270mm。 圖52 接力器行程、與的關(guān)系曲線 根據(jù)導(dǎo)葉布置圖和檢查、調(diào)整關(guān)系曲線檢查項(xiàng)目包括：：的關(guān)系應(yīng)符合合理的導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律：即在機(jī)組在突然率全部負(fù)荷，需要緊急停機(jī)時，為了盡量降低機(jī)組轉(zhuǎn)速上升和蝸殼壓力上升，一般要求導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在接力器勻速向關(guān)閉方向移動時，導(dǎo)葉關(guān)閉應(yīng)先快后慢（即隨著開度值變大，曲線的斜率也變大）。最終得到的導(dǎo)葉布置圖見附圖。“L”型密封圈與導(dǎo)葉中軸頸之間靠水壓貼緊封水，因此軸套和套筒上開有排水孔，形成壓差。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56：表56 下軸頸密封參數(shù)符號數(shù)值（mm）db230D190d10其中參數(shù)符號意義對應(yīng)圖28：圖57 下軸頸“O”型密封導(dǎo)葉中軸頸處雖有密封裝置，但因?qū)~是轉(zhuǎn)動的，不可避免會有少量漏水，其排除方法主要是通過自流排水或水泵排水將漏水排出。東西關(guān)水電站正常工作水頭低，上浮力小，機(jī)組自重大，不須再另設(shè)止推裝置。套筒的尺寸大小如下表56：表56 導(dǎo)葉套筒參數(shù)符號數(shù)值（mm）參數(shù)符號數(shù)值（mm）db250d740d1610d88d2390h55d3250h140d4270h2250d5280h3115d6530Z8H 參考910其中參數(shù)符號對應(yīng)下圖58中符號： 圖58 導(dǎo)葉套筒為滿足于導(dǎo)葉臂的裝配要求，最終取H=890mm。通過調(diào)節(jié)端蓋上的螺釘，可