【正文】 板焊接，把合在軸承體上。 軸承體上合金層不宜太厚。考慮到本電站的水質(zhì)不干凈、含沙量大，清潔水源少，所以采用了稀油潤滑筒式軸承。這一種密封的結(jié) 構(gòu)形式很多，朱國?。捍髰{水電站水輪機結(jié)構(gòu)設(shè)計及其 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 260176。本次設(shè)計中的抗磨板采用 18毫米厚的 A3 鋼板。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 數(shù)值 （ mm） db D d 230 190 10 朱國?。捍髰{水電站水輪機結(jié)構(gòu)設(shè)計及其 CAD 16 其符號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，加注黃油潤滑。 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)葉的軸頸可按機組的轉(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，從手冊中初選軸頸 db，選得 db =230（ mm），再根據(jù) db=230mm朱國俊：大峽水電站水輪機結(jié)構(gòu)設(shè)計及其 CAD 12 從手冊中查得導(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 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符 號 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 其符號所代表的意義見下圖 9： 由計算確定d chch2d 4d 3d5h3Hd 2h1hbh1h1 d1d bh4d 5hAd admR1R1R2R2 圖 9 導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)尺寸 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（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。 （ 4） 葉片密封 葉片密封采用“λ”型密封，因其結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便。在本次設(shè)計中轉(zhuǎn)輪體采用 ZG20MnSi 整鑄而成。 座環(huán)高度 表 3 座環(huán)尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） Db Da k R 9250 10750 100 600 H1=b0+30 δ γ 2830 300 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 其符號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)機組的扭力矩初選，扭力矩按以下公式計算： nN9 7 4 0 0M ? （公斤在本次畢業(yè)設(shè)計中 ， 由于 所有的圖紙都采用 CAD 軟件進行繪制， 所以不僅 提高了利用 CAD 軟件 繪圖的能力 ，也使得設(shè)計的質(zhì)量大為提高。 而水電站作為水能開發(fā)的主要手段，它 能否 經(jīng)濟 、 高效的運行 對 水能 的利用程度有很大的影響。第二部分是對導(dǎo)水機構(gòu)進行設(shè)計。 由于大峽水電站的機組是轉(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。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，水力資源 的 開發(fā)幾乎達到了百分百。 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，利用 CAD 軟件進行 繪圖已成為設(shè)計的主要手段之一。由于本機組屬于高比轉(zhuǎn)速軸流式水輪機，所以導(dǎo)葉選擇對稱型翼形，導(dǎo)葉數(shù) 目 Z=24。 （ 2） 轉(zhuǎn)輪體 轉(zhuǎn)輪體上裝有全部葉片和操作機構(gòu)，上部與主軸聯(lián)接，下部接泄水錐，形狀較為復(fù)雜。 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 表 4 活塞桿的尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 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?。捍髰{水電站水輪機結(jié)構(gòu)設(shè)計及其 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 數(shù)值 （ mm） dp H H1 2322 485 353 其符號所 代表的意義 見圖 6。由《水輪機設(shè)計手冊》中查得對稱形導(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 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 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 其符號所代表的意義 見圖 8。其尺寸大小如下 表 ： 表 12 “ L” 型密封 尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） db d d1 d2 230 237 223 280 h δ 1 δ 2 18 4 4 其符號所代表的意義如下圖 12： hR2R5d2Dδ1δ 2 圖 12“ L” 型密封 導(dǎo)葉下軸頸的密封主要是防止泥沙進入，發(fā)生軸頸磨損。底環(huán)都采用 ZG30 鑄造，而且由于本次設(shè)計對象所處的流域?qū)儆诙嗄嗌澈恿?，故在底環(huán)的過流表面應(yīng)鋪設(shè)抗磨板。s1sl1lc1245176。 圖 22 聯(lián)軸螺釘 主軸密封 主軸部分的密封裝置分兩種，一種是機組正常運行中，橡膠軸承壓力水箱的密封，稀油軸承下部防止機組漏水的主軸密封。干油潤滑軸承國內(nèi)運用不多。 R2R1R1R1 圖 27 油槽截面 其尺寸如下表 19 所示： 表 19 油槽截面 尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） a b c E 7 25 15 2 R1 R2 Z 1 8 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 （ 4）軸承體上合金澆注層槽形 軸承體內(nèi)壁加工有澆注巴式合金的縱向和環(huán)形槽，以保證合金與軸承體嚴(yán)密貼合，防止脫殼 。此外，擋油箱還可以避免上部油箱中的循環(huán)油隨著主軸旋轉(zhuǎn) 而飛濺出來 。 （ 3） 連桿采用二塊夾板，連桿銷受力均勻。本次設(shè)計中采用的槳葉操作系統(tǒng)正是這種結(jié)構(gòu)，因為設(shè)計的對象是有 5個葉片的大型機組，且采用這種結(jié)構(gòu)可以減少維修的工作量和轉(zhuǎn)輪體的重量，符合現(xiàn)代轉(zhuǎn)槳式轉(zhuǎn)輪的發(fā)展要求。 原始資料： 水輪機型號： ZZ(F23)— LH— 700 轉(zhuǎn)輪直徑： 1D ＝ 7000mm 設(shè)計水頭： rH ＝ 23m 設(shè)計流量： rQ ＝ 額定轉(zhuǎn)速： rn =所以額定工況時的單位轉(zhuǎn)速和單位流量分別為： m in )/( 2823 39。 導(dǎo)葉與頂蓋及底環(huán)配合面的端面間隙。 先 根據(jù)第二章計算得出的接力器直徑選得的 叉頭傳動機構(gòu)的裝配尺寸如下 表 26 所示 。lc 1 45 176。bd2b 1d1l( 設(shè)計時確定) 圖 39 連接螺桿 連接螺桿的尺寸大小如下 表 31： 表 31 連接螺桿的尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） d1 d2 d3 s l M80 4 90 74 80 190 b b1 r c 30 8 2 3 （ 5） 軸套的結(jié)構(gòu)見下圖： C4 5 176。1D177。 厘米） 水輪機 的 軸向水推力為： 朱國俊：大峽水電站水輪機結(jié)構(gòu)設(shè)計及其 CAD 46 )( 742m a x21 NHDkP z ???????? ? 軸身抗扭斷面模數(shù)： )()12080(116 )(116 3543403 厘米???????? ????????? ?? DDDW Z ? 扭應(yīng)力： )/(500)/( 2257 厘米公斤厘米公斤＝ ?????ZKWM? 轉(zhuǎn)槳式水輪機轉(zhuǎn)輪總量的估算： )( a x 噸?????? DHdG BL 主軸總量： LZ GG )~(? 取 噸）( 3 ???? LZ GG 則水輪機總的軸向力： )( 3 LZZZLZ GGPGGPP ???????? )() 3 3( 737 NP ???????? 即 )( 6 公斤??P 軸身斷面 面積： )(6 2 8 0)801 2 0(4)(4 222202 厘米????? ?? DDF Z 軸身應(yīng)力 扭應(yīng)力： ）（公斤／厘米公斤／厘米＝ 2257 500)( ?????ZKWM? 由軸向力引起的軸身拉應(yīng)力為： 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 47 ）厘米（公斤厘米牛 2222 7202/199)/()80120( )( 4 ?????????? DD TFP aZb ??則軸的相當(dāng)應(yīng)力為： ）厘米（公斤厘米公斤 222222 /1 0 0 0)/( 5 63 1 341 9 94 ??????? ??? bnp故主軸的軸身的應(yīng)力滿足設(shè)計要求，其外徑為 米，內(nèi)徑為 米。?H 導(dǎo)葉分布圓直徑： （厘米）8120 ?D 導(dǎo)葉體高度： （厘米）2800 ?b 導(dǎo)葉數(shù)目： 240?z 導(dǎo)葉體的慣性矩： ）（厘米 444108?DJ 導(dǎo)葉體斷面模數(shù)： ）（厘米 43410?DW 接力器直徑： （厘米）75?cd 接力器導(dǎo)管直徑： （厘米）30?md 接力器工作油壓： ）厘米（公斤 2/25?P 導(dǎo)葉材料的彈性系數(shù)： ）厘米公斤＝ 26 /( ?E 控制環(huán)大耳環(huán)中心分布圓直徑： )(575厘米＝y(tǒng)D 控制環(huán)小耳環(huán)中心分布圓直徑： )(560厘米?CD 連桿中心線與圓周切線間的夾角： ?? ? 連桿與導(dǎo)葉臂間的夾角： ?? ? 其它一些尺寸數(shù)據(jù)： 參數(shù)符號 數(shù)值 (cm) 參數(shù)符號 數(shù)值 (cm) 參數(shù)符號 數(shù)值 (cm) da db dc d2 l1 l2 19 23 21 22 l3 l4 l5 L la lb 19 23 lc lp a b c 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 53 計算簡圖如下： l 5J cl 2R b R cl 4cbal 3Ll 1R a5ⅢⅡⅠ3 421p sJ bⅠ ⅢⅡ54321P PJ dJ ad2dc