【正文】 （ 3） 計算法蘭與軸接觸面的內(nèi)力矩 10)]1(1[ A bKPM ????? ?? 式中 ??? cpbRRK ??? cpRbb ? ?? ? ? ?厘米460 9 11 0 6 0 5 ???????????M （ 4)計算法蘭與軸聯(lián)接面的應(yīng)力 彎曲應(yīng)力： )/( 22 40 0 厘米公斤????? ?? Mw 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 51 拉應(yīng)力： ? ? ? ?222 62021 / )( 厘米公斤?????? DD Pb? 扭應(yīng)力： gkkWM???＝ 根據(jù)1DDF 和1D? 值 查《水輪機(jī)設(shè)計手冊》得 ??? ，且算得 gkW 為： )( 354341031 厘米?????????? ????????????????? ?????????? DDDWgk? 所以： )/( 25 7 厘米公斤＝ ?????gkKWM??? 則相當(dāng)應(yīng)力為： ? ? ? ? )/( 22222 厘米公斤???????? ???? wbnp)/(1 0 0 0 2厘米公斤?np?? ，所以薄壁軸法蘭與軸聯(lián)接處得強(qiáng)度滿足設(shè)計要求。360176。b1rbh1d 4d 1D dL1 5176。h1d 1R2l 1 l 2l pR1l p +1 .7 D 圖 37 連接板 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 表 29 連接板的結(jié)構(gòu)尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） D1 R1 K D D2 d1 d2 310D 190 80D4 110D3 150 M24 R2 h h1 l l1=l2 c 90 80 100 30 120 （ 3） 叉頭的結(jié)構(gòu)如下圖： hHh1SRd 2C 1 45 176。d 4d 3keh1L1hD 2f1 4 5 176。 ． 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的傳動部分。 查 ZZF23— LH— 7000 的模型綜合特性曲線得模型得最大開度： )(31)(m ax0 mma M ? 因為： 240 ?MZ 240 ?Z )(81000 mmD ? )(4070 mmD M ? 所以換算成真機(jī)的最大開口值為： )(6174078100310 0)m a x (0m a x0 mmDDaa MM ???? 真機(jī)的最大可能開度為： )( m a x0 mmaa ???＝最大可能 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 取設(shè)計水頭下的單位轉(zhuǎn)速與最優(yōu)效率點對應(yīng)的開口值為最優(yōu)開口 ya0 ，根據(jù)設(shè)計水頭 rH 下的單位轉(zhuǎn)速 min )/(39。 （ 3）耳柄與操作架在固定螺帽處有卡板限位。其結(jié)構(gòu)特點如下： （ 1）取消操作架 ，連桿和轉(zhuǎn)臂由接力器活塞直接帶動。一種是帶操作架傳動的直連桿機(jī)構(gòu)；一種是不帶操作架的直連桿機(jī)構(gòu)；還有一種是帶操作架的斜連桿機(jī)構(gòu)。Z1l1按中心線 Z 等分L1／2he Hl2LL2L1DP 圖 28 合金澆注槽 朱國?。捍髰{水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計及其 CAD 28 （ 5）軸承間隙 軸承總的平均間隙一般可參照下面的經(jīng)驗公式?jīng)Q定： )(1 0 0 毫米＝ PD?? 式中 DP—— 主軸直徑 （毫米）＝＝ 0 0 01 2 0 ??? （ 6）冷卻方式與冷卻裝置的確定 稀油潤滑筒式軸承一般都裝有冷卻裝置，在本次設(shè)計中選用了體外冷卻的方式。 （ 2）油槽升角 β 模型試驗的資料表明，油槽升角 β 對上油量有一定的影響。這種密封的結(jié)構(gòu)形式有空氣圍帶式、機(jī)械操作 式 或抬機(jī)密封等多種。RR160176。主軸與轉(zhuǎn)輪的連接結(jié)構(gòu)在設(shè)計中采用轉(zhuǎn)輪上蓋與主軸法蘭分開的結(jié)構(gòu)。 a） 上軸套尺寸系列 如表 14所示 ： 表 14 上軸套尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） dc d1 d2 d3 d4 210 210 230 270 h h1 h2 δ′ 105 8 12 1 其符號所代表意義如下圖 14 所示： 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 δˊδˊd3d2d1h2h1d4 圖 14 上軸套 b） 中軸套尺寸系列 如表 15所示 ： 表 15 中軸套尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） db d1 d2 d3 d4 230 230 250 260 h h1 h2 d5 δ′ 230 40 8 8 1 其 符號所代表的意義如下圖 15所示 : 4d5δ ˊh2hh1d4d1d3 圖 15 中軸套 朱國俊：大峽水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計及其 CAD 18 c） 下軸套尺寸系列 如表 16所示 ： 表 16 下軸套尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） da d1 d2 d3 190 190 210 h h1 δ′ 190 8 1 其符號所代表的意義如下圖 16所示 : δ ˊhh1d3d1d2 圖 16 下軸套 座環(huán) （ 1） 與混凝土蝸殼連接的座環(huán)型式很多，本設(shè)計中采用的是整體結(jié)構(gòu)的座環(huán)。） 表 10 圓橡皮條和鴿尾槽的尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） d a b c 16 12 3 其符號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?。捍髰{水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計及其 CAD 14 （ 4） 導(dǎo)葉套筒 導(dǎo)葉套筒是固定導(dǎo)葉上中軸套的部件，一般都采用 HT21— 40 鑄鐵鑄造。 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)葉相對高度 HP —— 調(diào)速系統(tǒng)的額定油壓 λ —— 計算 系數(shù) 從 《水輪機(jī)設(shè)計手冊》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?。捍髰{水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計及其 CAD 10 表 7 接力器尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 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 其符號所代表的意義 見圖 7。 （ 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) 計采用的是不帶操作架的結(jié)構(gòu)。 （ 1） 葉片 葉片由 本體和樞軸構(gòu)成。 （三）葉片操作系統(tǒng)設(shè)計 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； 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)計的基本參數(shù)如下： 單機(jī)容量： 水輪機(jī)型號： ZZF23LH700 設(shè)計水頭： 23(m) 設(shè)計流量： （ｍ179。 大峽水電站 位于甘肅省蘭州市以東中心河道距離 65km處，是一個以發(fā)電為主，兼有灌溉、航運等綜合效益的大型工程 。其中，導(dǎo)葉的校核采用編程計算。熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 軸流式水輪機(jī)設(shè)計說明書 摘 要 這次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是 進(jìn)行 水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計的對象是大峽水電站的軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)。 由于本次設(shè)計采用了計算機(jī)繪圖，因此使得設(shè)計過程變得簡單快捷。 電站裝機(jī) 4 臺，機(jī)組全為軸流轉(zhuǎn)槳式。 /ｓ） 額定轉(zhuǎn)速： （ rpm） 吸出高度： （ m） 安裝高程： （ m） 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第 2 章 水輪機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 轉(zhuǎn)輪的流道尺寸 表 1 轉(zhuǎn)輪流道尺寸 參數(shù) 符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 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 其符號所代表的意義見下圖 1： 表 2 轉(zhuǎn)輪室的尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 計算參數(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 其符號所代表的意義見下圖 2： 朱國俊：大峽水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計及其 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。葉片本體與樞軸的連接方式有兩種。在后面會專門有葉片操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計。 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。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)。 （ 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： 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 圖 17 座環(huán) 此外，還需對制造質(zhì)量提出如下要求： a)所有過流表面打磨光滑，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 ； c)頂蓋與底環(huán)把合面平行度誤差不超過 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 毫米，局部允許有 ～ 毫米間隙（深度小于接合縫的 1/3，長度不超過接合縫總長的1/5）。 主軸一端與發(fā)電機(jī)相連，另一端與轉(zhuǎn)輪相連。d 1hDb Zc2cml2l1db水輪機(jī)端 圖 21 主軸 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（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 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 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 其符號所代表的意義見下圖 22： d2l 2l 0l 1dbC1d7R1l 3l39。在本次設(shè)計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 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（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滑的橡膠軸承 。目前設(shè)計中采用的油槽升角一般為 500～ 700，實踐表明上油效果很好。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。 這三種結(jié)構(gòu)型式各有