【正文】 dy公式換算。低水頭大容量混流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速低，尺寸大，要重視大型零部件的加工、運(yùn)輸以及結(jié)構(gòu)剛度問題。 為了減輕空蝕和泥沙磨損對(duì)水輪機(jī)部件的破壞，需對(duì)過流部件采取一定的措施，如在頂蓋和底環(huán)過流面上鋪焊不銹鋼抗磨層，導(dǎo)葉立面合縫處堆焊不銹鋼或其它耐磨材料。參考圖中尺寸比例。通過它，將水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的機(jī)械能傳遞給發(fā)電機(jī)。主軸上部與發(fā)電機(jī)連接，下部與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪連接，一般都采用法蘭盤連接。主軸內(nèi)徑按下式計(jì)算：對(duì)于大中型機(jī)組，主軸材料為20MnSi鋼時(shí)，厚壁軸取，薄壁軸取。 主軸密封（1） 端面密封油軸承的主軸密封裝置在軸承下面，地位狹窄，造成檢修工作不便，因此工作條件很差，所以要求密封結(jié)構(gòu)簡單、維修量小，而端面密封就具有以上優(yōu)點(diǎn)。 密封環(huán)的材質(zhì)好壞會(huì)直接影響到封水效果和使用壽命。（2）檢修密封當(dāng)下游水位高于軸承密封時(shí)，設(shè)有檢修密封，供停機(jī)或檢修軸承及其密封時(shí)使用。本設(shè)計(jì)中主軸密封選用的是水壓式端面密封，檢修密封為空氣圍帶式檢修密封。下環(huán)上也裝有止漏裝置。也有采用不銹鋼葉片和碳素鋼上冠和下環(huán)焊接的結(jié)構(gòu)。上冠及下環(huán)在制造廠鑄造成兩瓣并加工好，僅在關(guān)鍵部位留下少量金屬在現(xiàn)場組裝完成后削除。（1） 上冠轉(zhuǎn)輪上冠形狀對(duì)效率和最大流量的影響較大，其形狀有直線型和上抬曲線型兩種。（2） 下環(huán)下環(huán)形狀及下錐角與水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速有關(guān)。轉(zhuǎn)輪是水輪機(jī)的關(guān)鍵部件，對(duì)水輪機(jī)的性能影響大，葉片表面光潔度不應(yīng)低于4，葉片型線要正確，相鄰葉片間的開口誤差相對(duì)于設(shè)計(jì)值不應(yīng)大于，周圍平均開口誤差不大于。當(dāng)水頭時(shí)，采用梳齒式或階梯式止漏環(huán)。對(duì)水質(zhì)干凈，轉(zhuǎn)輪尺寸較小的轉(zhuǎn)輪，也可以直接在上冠下環(huán)上車制迷宮槽。上冠部位的連接與此類似。上冠與泄水錐形成光滑的過水面。本設(shè)計(jì)中，活動(dòng)導(dǎo)葉的材料為ZG20MnSi整鑄，同時(shí)下軸頸采用“O”形密封圈，中軸頸出采用“L”型密封。使用于中、高水頭下的導(dǎo)葉，尾部可鋪焊不銹鋼板，提高抗空蝕能力。目前多采用整體圓筒形式。本設(shè)計(jì)中，采用鑄鐵HT1838作套，內(nèi)表面涂復(fù)尼龍1010制成復(fù)合軸套。實(shí)踐證明，封水性能很好，結(jié)構(gòu)簡單?！癘”型密封圈用于導(dǎo)葉下軸頸，主要是防止泥沙進(jìn)入，發(fā)生軸頸磨損。大多數(shù)底環(huán)都采用ZG30鑄鋼鑄造，大型機(jī)組中因受運(yùn)輸條件限制，可分為兩半或更多分瓣數(shù)組合?？鼓グ宓暮穸纫话悴捎?6～20毫米，多數(shù)采用Q235鋼，也有采用Cr5Cu鋼板的，其工藝較困難，有的機(jī)組中試用了尼龍抗磨板，工藝性較好。頂蓋的材料可以采用鑄鐵HT210和HT240和鑄鋼ZG30，近來則廣泛用焊接結(jié)構(gòu)。經(jīng)過加工的頂蓋合縫法蘭由20個(gè)8厘米直徑的螺栓組合在一起，有錐形銷在組裝時(shí)定位。大型機(jī)組中因受運(yùn)輸條件限制，也可設(shè)計(jì)成分瓣結(jié)構(gòu)，分瓣面應(yīng)設(shè)計(jì)在應(yīng)力最低部位。轉(zhuǎn)輪的下環(huán)在其內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于蝸殼鋼板與蝶形邊厚度不一致，會(huì)出現(xiàn)接縫處座環(huán)側(cè)強(qiáng)度不夠的問題，需要采用加強(qiáng)措施，本設(shè)計(jì)中，采用在蝶形邊側(cè)按強(qiáng)度需要適當(dāng)增加焊縫。上法蘭與座環(huán)焊接在一起，下法蘭直接與尾水管錐管段的里襯焊接。其他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，近期已被斜油槽自循環(huán)的筒式軸承所代替。主軸軸領(lǐng)旋轉(zhuǎn)，在油離心力作用下經(jīng)軸領(lǐng)下部徑向孔升入軸瓦，經(jīng)上部油箱返回連續(xù)循環(huán)。本設(shè)計(jì)采用第三種軸領(lǐng)形式，且在軸領(lǐng)下部開有成一定角度或徑向的通油孔。分塊瓦軸承的間隙視機(jī)組大小而定，~。 稀油潤滑浸式分塊瓦軸承 真空破壞閥真空破壞閥的作用是：當(dāng)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)緊急事故關(guān)閉時(shí)，由于水流的慣性和轉(zhuǎn)輪的水泵作用，在導(dǎo)葉后轉(zhuǎn)輪室內(nèi)可能產(chǎn)生較高真空，引起下游尾水反沖，產(chǎn)生很大的沖擊力或出現(xiàn)抬機(jī)現(xiàn)象。導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的型式較多，其中常用的兩種為叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和耳柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。導(dǎo)葉臂與導(dǎo)葉用分半鍵連接，直接傳遞操作力矩。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。根據(jù)連接板D=70mm，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》、.： 剪斷銷 剪斷銷尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）D70rd30h1d269h213d375h70d470l66b5L153b14 叉頭銷根據(jù)叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)尺寸中dn=90，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》、 叉頭銷 叉頭銷尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）dn90H183d90h210d185bd289R2d381c3h108r2h140 叉頭銷軸套根據(jù)連接板d2=100mm，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上168 ： 軸套 軸套尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）dn90h98d2100h18d1105c 端蓋根據(jù)軸頸db=250mm，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》： 端蓋 端蓋尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）db230h138d1370R105d2212Φ1M36d390Φ226d452Φ364d5260d6130h48。2）確定最大可能開度下的接力器行程，繪制接力器行程與導(dǎo)葉任意開度的關(guān)系曲線，并檢查導(dǎo)水機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)的均衡性（即各曲線是否連續(xù)光滑）；3）確定不同導(dǎo)葉開度下的、值，并繪制及曲線。7）確定固定導(dǎo)葉的布置位置及進(jìn)、出口角，設(shè)計(jì)固定導(dǎo)葉形狀。在繪制導(dǎo)水機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖時(shí)，常用到的特征開度值為：1）導(dǎo)葉關(guān)閉開度2）最優(yōu)開度（水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的開度）式中：—模型機(jī)的導(dǎo)葉最優(yōu)開度、—分別為真機(jī)的導(dǎo)葉開度、轉(zhuǎn)輪直徑、和導(dǎo)葉數(shù)目、—分別為模型機(jī)的最優(yōu)導(dǎo)葉開度、轉(zhuǎn)輪直徑、和導(dǎo)葉數(shù)目計(jì)算得：最優(yōu)開度3）最大開度（水輪機(jī)在額定水頭發(fā)出額定功率時(shí)的水輪機(jī)導(dǎo)葉開度）計(jì)算得：最大開度 4）最大可能開度（導(dǎo)葉所能開的最大開度）取計(jì)算得： 最大可能開度5）取2個(gè)額外特征開度。本次導(dǎo)葉翼型選用正曲率的翼型。2）確定大、小耳孔的位置及接力器行程 由上面的數(shù)據(jù)畫出導(dǎo)水機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖，圖中共取六個(gè)導(dǎo)葉開度，當(dāng)導(dǎo)葉位于某一個(gè)開度時(shí)，量取此時(shí)的導(dǎo)葉臂與連桿的夾角的值和連桿與控制環(huán)小耳孔圓周切線的夾角的值，連桿與圓周的交點(diǎn)即為小耳孔位置，然后以圓心為起點(diǎn)作過小耳孔的直線與圓周的交點(diǎn)即為相應(yīng)的大耳孔的位置。 圖61 單周期導(dǎo)葉計(jì)算域?qū)⒛Ｐ蚷gs導(dǎo)入ICEM網(wǎng)劃分軟件，由于計(jì)算域幾何規(guī)則，故采用六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對(duì)計(jì)算域進(jìn)行離散劃分，調(diào)整網(wǎng)格質(zhì)量，最小角度達(dá)25度以上。 圖 66 50%葉高上壓力分布圖66可以看出，所計(jì)算工況的壓力最高點(diǎn)靠近導(dǎo)葉頭部，圖中紅色高壓點(diǎn)對(duì)應(yīng)為駐點(diǎn)位置，速度接近 0。這個(gè)過程中雖有很多不懂的地方，但通過向廖老師和師兄師姐詢問，答疑解惑，加上自己的一點(diǎn)點(diǎn)查閱相關(guān)資料和思考，更多的是學(xué)到了很多課本上沒有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)待設(shè)計(jì)工作的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。 致謝首先非常感謝本次設(shè)計(jì)過程中*老師和師兄師姐對(duì)我的諸多幫助！沒有老師的悉心教導(dǎo)和師兄師姐的輔導(dǎo)解惑，我想本次的設(shè)計(jì)很難如此得以順利完成。與此同時(shí)，本次任務(wù)中對(duì)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)，也讓我對(duì)設(shè)計(jì)工作有一種油然而生的尊敬感。同時(shí)感謝大學(xué)四年每一位諄諄教導(dǎo)我的老師和給予我?guī)椭惆槲页砷L的每位同學(xué)，謝謝你們，也謝謝自己為四年的大學(xué)生活畫上一個(gè)完美的句號(hào)！ 參考文獻(xiàn)[1] 劉大愷. 水輪機(jī)(第三版). 中國水利水電出版社,1996[2] 哈爾濱大電機(jī)研究所. 水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第一部分）.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1975[3] 張克危. 流體機(jī)械原理(上冊(cè)). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2000[4] .《動(dòng)力工程》第13卷第1期,1993[5] 譚叔楠，.《東方電機(jī)》第2期，1998[6] 天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所. : 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