【正文】 整個畢設(shè)過程中，遇到了許多的問題，有的問題是通過鄭老師老師和廖老師的指導(dǎo)解決的。作圖和識圖能力有了極大的提高。畢業(yè)設(shè)計要求結(jié)合平時所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識，對大學(xué)期間所學(xué)知識進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，所以此設(shè)計可看做對大學(xué)所學(xué)知識的一個綜合利用。根據(jù)水輪機(jī)原始資料：轉(zhuǎn)輪直徑： D1 ＝11300mm；設(shè)計水頭： H r ＝；設(shè)計流量： Q r ＝1130m3/s；額定轉(zhuǎn)速： n r =進(jìn)行計算設(shè)計。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。為了防止轉(zhuǎn)輪體內(nèi)潤滑油沿著葉片法蘭的轉(zhuǎn)動間隙露出，特別是因為葉片背面的壓力常是真空，其法蘭周邊處更易露出，也為了防止轉(zhuǎn)輪體外高壓水滲漏入體內(nèi)，在葉片和轉(zhuǎn)輪體之間設(shè)有雙向的密封裝置。轉(zhuǎn)輪體外圓采用球形結(jié)構(gòu)，球形輪轂?zāi)苁谷~片和轉(zhuǎn)輪體表面配合良好，在各種葉片轉(zhuǎn)角下它們之間的間隙可以很小，從而減小容積損失。根據(jù)《水輪機(jī)設(shè)計手冊》中的要求，參照已有電站資料，本次葛洲壩水電站操作油管水輪機(jī)段得結(jié)構(gòu)如圖 232 所示：圖 332 操作油管結(jié)構(gòu)圖46 轉(zhuǎn)輪部分 葉片葉片由本體和樞軸構(gòu)成。這一種密封的結(jié)構(gòu)形式很多，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。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時，此孔起著油泵的作用，將經(jīng)過冷卻器冷卻后的潤滑油輸送到軸瓦面及軸承體空腔內(nèi)，工作后的熱油經(jīng)軸承體上部油孔和頂部流向冷卻器，形成油循環(huán)。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。根據(jù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑查《水輪機(jī)設(shè)計手冊》第 185 頁圖 834 及其表 852 到表 854 得出控制環(huán)尺寸如下：31 控制環(huán)尺寸（總體）表226 控制環(huán)尺寸（總體） 參數(shù)符號 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號 數(shù)值（mm）DC 8648 Dy 8872Z0 32 S 40R 20其中參數(shù)符號意義對應(yīng)圖223： 圖223 控制環(huán)（總體）32 控制環(huán)（大耳環(huán)處） 表227 控制環(huán)尺寸（大耳環(huán)處） 參數(shù)符號數(shù)值（mm）參數(shù)符號 數(shù)值（mm）d1 300 h1 112d2 300 h2 360d3 550其中參數(shù)符號意義對應(yīng)圖224： 圖224 控制環(huán)（大耳環(huán)處） 控制環(huán)（小耳環(huán)處） 表228 控制環(huán)尺寸（大耳環(huán)處）參數(shù)符號 數(shù)值（mm）33d2 160Dh1 150R 165其中參數(shù)符號意義對應(yīng)圖225：表 225 控制環(huán)（小耳環(huán)處）3 主軸及其附屬部分 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計主軸是水輪機(jī)的關(guān)鍵部件之一，用來傳遞水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩（功率） ，使發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電能，同時承受軸向水推力及轉(zhuǎn)動部分的重量。 lc 1051其中參數(shù)符號意義對應(yīng)圖237：圖237 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配20 導(dǎo)葉傳動機(jī)構(gòu)鑒于叉頭傳動機(jī)構(gòu)受力情況好，因此對于葛洲壩這樣的大型機(jī)組采用比較多。 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，在套筒上必須裝止推裝置，以防止導(dǎo)葉向上抬起，14碰撞頂蓋和影響連桿受力。密封圈與頂蓋配合端面，則靠壓緊封水，所以套筒與頂蓋端面配合尺寸應(yīng)保證橡膠有一定的壓縮量。由于對稱形導(dǎo)葉一般用于具有不完全包角的高比轉(zhuǎn)速軸流式水輪機(jī)中，故本設(shè)計中采用對稱形的葉形。其基本結(jié)構(gòu)是由上環(huán)、下環(huán)和固定導(dǎo)葉組成。在我國當(dāng)前的還有大量的水電資源尚未開發(fā)的具體情況下，開發(fā)利用水電就是最大的節(jié)能，我們早一天、多一點(diǎn)開發(fā)利用水電，必然就是把更多的不可再生資源留給后代的明智之舉。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源供應(yīng)已逐漸成為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的制約因素。石油儲量不足，進(jìn)口困難，而且價格一路攀升；煤炭資源雖然相對豐富，但是產(chǎn)能不夠，運(yùn)力不夠，礦難頻發(fā)，污染嚴(yán)重。水輪機(jī)作為水電站的核心設(shè)備，其結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性直接決定了電站能否經(jīng)濟(jì)、高效、可靠、安全的運(yùn)行。鑒于葛洲壩水電站水頭較低，故而選擇與混凝土蝸殼連接的座環(huán)，考慮到電站的基本資料，現(xiàn)對制造質(zhì)量提出如下要求：1)此座環(huán)所選材料為 ZG30，采用焊接形式；2)考慮到其強(qiáng)度要求，鋼板厚度選取為 75mm；2)所有過流表面打磨光滑至表面光潔度為 ，其余表面為 ；3)固定導(dǎo)葉進(jìn)口端節(jié)距誤差不超過 ；4)頂蓋與底環(huán)把合面平行度誤差不超過 毫米/米；5)分瓣結(jié)構(gòu)的合縫面光潔度為 ，合縫面間隙一般不超過 毫米，局部允許有 ～ 毫米凹陷部分（深度小于接合縫的 1/3，長度6不超過接合縫總長的 1/5） ，但不允許有突起。由《水輪機(jī)設(shè)計手冊》中137 頁表85查得對稱形導(dǎo)葉葉形的斷面參數(shù)如下表：8表24 導(dǎo)葉翼型參數(shù)參數(shù)符號 數(shù)值(mm) 參數(shù)符號 數(shù)值(mm)D1 11300 k D0 13092 r Z0 32 R1 267a R2 242b R3 544c L 1340d L1 649e L2 691d0 q 30m t 20其符號所代表的意義見圖 24:圖24 導(dǎo)葉翼型圖 導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)系列尺寸和軸頸選擇導(dǎo)葉軸頸可按轉(zhuǎn)輪直徑 D1，使用水頭H1（指最高水頭），導(dǎo)葉的相對高度b0/D1，從《水輪機(jī)設(shè)計手冊》中146 頁表810 初選軸頸db，選得db =330mm，再根據(jù)db=330mm 從設(shè)計手冊中表89 查得導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)的其它尺寸如下表：表25 導(dǎo)葉尺寸參數(shù)符號數(shù)值（mm）參數(shù)符號數(shù)值（mm）db 330 hB 360da 270 hc 515d1 340 h1 35dc 300 h2 295d2 315 h3 120dm 70 h4 25d3 M64 h5 10d4 78 H 參考 1569d5 298 R1 165hA 270 R2 13510其中參數(shù)符號所代表下圖25中符號圖 25 導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)尺寸導(dǎo)葉的材料為 ZG20MnSi，為保證導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動靈活，導(dǎo)葉上、中、下三個軸頸要同心，徑向擺度不大于中軸頸公差的一半，導(dǎo)葉體端面與不垂直度允許誤差不超過 。密封圈的材料采用中硬耐油橡膠，模壓成型。葛洲壩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。其主要是由導(dǎo)葉臂、連接板、叉頭、叉頭銷、連接螺桿、螺帽、分瓣鍵、剪斷銷、軸套、端蓋和補(bǔ)償環(huán)等組成。它的毛坯采用 ZG20MnSi 整鍛。干油潤滑軸承國內(nèi)運(yùn)用不多。軸領(lǐng)下部通油孔數(shù)目在24~32范圍內(nèi)，孔直徑取30mm。本次設(shè)計中采用的是水壓式端面密封，這種密封方式檢修維護(hù)方便，結(jié)構(gòu)簡單，工作壽命長，其結(jié)構(gòu)見圖230。葉片本體與樞軸的連接方式有兩種。在本次畢業(yè)設(shè)計中，轉(zhuǎn)輪體與主軸聯(lián)接時，采用直接連接。 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48時應(yīng)當(dāng)主要考慮剛度，可以不作強(qiáng)度計算。其結(jié)構(gòu)如圖 238 所示：49圖238 焊接頂蓋支持蓋是軸流式水輪機(jī)的主要部件之一，可以使得軸流式水輪機(jī)在檢修時候不必拆卸導(dǎo)葉和頂蓋。計算額定工況時的單位轉(zhuǎn)速和單位流量分別為： min)/(39。通過本次畢設(shè)，熟悉水輪機(jī)選型設(shè)計的過程，加深對水輪機(jī)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，熟悉各部件的作用并掌握通過現(xiàn)有資料進(jìn)行水輪機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法，同時將所學(xué)知識融入到實際的工程中，也對實際的工程有一個比較全面的認(rèn)識。之前我就在學(xué)校外面報過 CAD培訓(xùn)班，但終究是實踐太少，效果不明顯，再加上時間隔的有點(diǎn)長，好多都忘記了。但是大部分的問題還得通過查找資料，自己拿主意，最終把問題解決。解決問題的能力提高了。所以，當(dāng)我把一個零件比較準(zhǔn)確的畫在圖紙上時，這個零件的作用和結(jié)構(gòu)我也就很清楚了。繪制出了總裝配圖，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配圖，導(dǎo)葉布置圖，主軸零件圖,導(dǎo)葉零件圖。50圖238 真空破壞閥4 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)總設(shè)計 確定導(dǎo)葉開度根據(jù)水輪機(jī)的型號、轉(zhuǎn)輪直徑，確定最大可能開度所要求的接力器行程，從而確定傳動系統(tǒng)的參數(shù)。受運(yùn)輸條件的限制，頂蓋采用分四瓣組合。這樣，連通管能起到溢油和補(bǔ)充回油的作用。在本次設(shè)計中轉(zhuǎn)輪體采用ZG20MnSi 整鑄而成