【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 軸套尺寸系列如表 212 所示： 表 212 下軸套尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） da 95 h 90 d1 95 h1 6 d2 110 δ′ d3 表中參數(shù)符號(hào)意義見(jiàn)圖 212： 圖 212 下軸套 導(dǎo)葉臂 根據(jù)叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配尺寸從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 165 頁(yè)的表 823 查出導(dǎo)葉臂 及其銷孔 尺寸如下表 213,214： 16 表 213 導(dǎo)葉臂 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） db 115 H 154 Dc 105D L1 81 D1 144d e 42 D2 148 K 8 d2 120 R1 20 dm 35D f1 1 d3 M16 T d4 22 其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖 213(左 ) : 表 214導(dǎo)葉臂銷孔尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） d 40D C1 1 R 65 h 40 B 140 h1 55 其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖 213 ： 17 ` 圖 213 導(dǎo)葉臂 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配尺 寸 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)大部分零件應(yīng)做到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，在《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 132 頁(yè)查表 81 可得出按轉(zhuǎn)輪系列尺寸編制的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配系列，下表215 是 本 水電站對(duì)應(yīng)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配尺寸： 表 215 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 (mm) D1 3000 Dc 2400 Z0 20 LH 500 D0 3765 lp 250 ψ 30176。 lc 410 18 其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖 214 圖 214導(dǎo)水機(jī)構(gòu) 裝配 導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 鑒于叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受力情況好， 所以本水電站采用叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 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。參照《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 164 頁(yè)表 825，可得出本次設(shè)計(jì)的導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配尺寸，如表 216所示： 表 216 導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 (mm) 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 (mm) 接力器直徑 dc 410 d2 68D3/jd Z0 20 h 45 d1 M48 4 h1 60 dn 60D/dc 導(dǎo)葉中軸頸 db 115 d 45D4/dc4 分瓣鍵直徑 dm 35D/gc 19 ` 連接板 根據(jù)叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配尺寸從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 167 頁(yè)的表8— 29 到表 830查出連接板尺寸如下表 217： 表 217 連接板尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） D1 165D R2 50 R1 100 h 40 K h1 55 D 40D4 l 20 D2 58D3 l1=l2 62 d1 150 c 1 d2 M24 其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖 215： 圖 215 連接板 20 套筒 根據(jù)連接板 D2=100，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 168 頁(yè)的表 8— 33查出軸套尺寸如下表 218： 表 218 軸套尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） dn 70D h 78 d2 78jd h1 8 d1 83 c 其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖圖 216： 圖 216 軸套 叉頭銷 根據(jù)套筒 dn=70D，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 170頁(yè)的表 8— 36查出剪斷銷尺寸如下表 219： 21 ` 表 219 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） dn 70dc h2 10 d 70gb D 59 d1 65gb b d2 69 R d3 62 c 3 h 88 d0 3 h1 30 r H 143 其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖 217： 圖 217 叉頭銷 22 叉頭 根據(jù)連接板 dn=70 從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 167 頁(yè)的表 831查出叉頭尺寸如下表 220： 表 220 叉頭尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） d1 M56 4 L 150 d2 70D L1 95 d3 65D R 62 d4 100 r 12 H 140 r1 6 h 90 c1 2 h1 25 S 20 其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖 218： C 1d1d4rr 1L 1d 3C 145176。C 145176。d 2RS h1Hh 圖 218叉頭 23 ` 連接螺桿 根據(jù)連接板 d1=M56 從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 168 頁(yè)的表 8— 32查出叉頭尺寸如下表 221： 表 221 連接螺桿尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） d1 M56 4 b 24 d2 60 b1 8 d3 50 r 2 S 50 c 3 l 135 其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖 219： (設(shè)計(jì)時(shí)確定)ld1b 1d2bC 45176。d1（左）d3lLS圖 219 連接螺桿 24 剪斷銷 根據(jù)連接板 D=80mm，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 170 頁(yè)的表 8— 35查出剪斷銷尺寸如下表 222： 表 222 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） D 40dc4 r 1 d 20 h1 d2 39 h2 10 d3 45 h 40 d4 40 l 38 b 4 L 90 b1 3 其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖 220： h23hlLdD d 1d 4h1br b160176。R 1 圖 220 剪斷銷 25 ` 分半鍵 根據(jù)上軸直徑 dc =230mm，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 169 頁(yè)的表 8— 34查出分半鍵尺寸如下表 223： 表 223 分半鍵尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） dc 105 b dm 35 K 4 L 110 c 1 B 34 b1 l1 140 h2 10 l2 110 h3 25 h 5 h4 6 其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖 221： Kl 1h hbBh 4CX45176。h2 h 3b 1斜度1： 10 0Ldcdm 圖 221 分半鍵 26 端蓋 根據(jù)軸頸 db=250mm，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 171 頁(yè)的表 8— 37 查出端蓋尺寸如下表 224： 表 224 端蓋尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） db 115 h1 24 d1 195 R d2 106 Φ1 M20 d3 45 Φ2 18 d4 26 Φ3 38 d5 135 d6 65 h 32 其中 參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖 222： 222 端蓋 27 ` 控制環(huán) 控制環(huán)是傳遞接力器作用力，并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)葉的環(huán)形部件，在本次設(shè)計(jì)中采用 A3鑄造。根據(jù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑查《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 185 頁(yè)圖 834及其表 852到表 854 得出控制環(huán)尺寸如下： 表 226 控制環(huán)尺寸（總體） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） DC 2400 Dy 2550 Z0 20 S 25 R 12 其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖 223： 圖 223 控制環(huán)（總體 ） 28 主軸及其附屬部分 主軸直徑計(jì)算 主軸的 外徑尺寸可以根據(jù)機(jī)組的扭力矩初選，扭力矩按以下公式計(jì)算： 厘米）（公斤 ?? nNM 97 400 式中 ： N——代表主軸傳遞的功率（千瓦） n——代表主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn) /分） 由原始資料： N==310 KW n=所以， )( 63 厘米公斤 ??????M 根據(jù)《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 319 頁(yè)圖 12—12 扭力矩與主軸外徑的關(guān)系曲 線查得 D200（ mm），主軸內(nèi)孔直徑按《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 320 頁(yè)上的公式 12—2 計(jì)算： 4m a x4 496 102?n NDDd ?? 式中 ： D——主軸外徑（厘米） N——主軸傳遞的功率（千瓦） n——主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn) /分） τmax——最大許用應(yīng)力（公斤 /厘米 2） 初選主軸的材料為 ZG20MnSi， 其中 τmax=550 （公斤 /厘米） 所以根據(jù)主軸內(nèi)孔直徑公式計(jì)算得： )( 34 厘米? ????? Dd 29 ` 但為了保證主軸有足夠的剛強(qiáng)度，可將主軸內(nèi)徑按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列取為400mm 。 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主軸是水輪機(jī)的 關(guān)鍵 部件 之一 ， 用來(lái)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(shí)承受軸向水推力及轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量。它的毛坯采用 ZG20MnSi 整鍛。由于本機(jī)組是大型的軸流式水輪機(jī)，在主軸內(nèi)裝有操作油管，所以主軸必須要有中心孔。 同時(shí)，這樣的空心軸，不但減輕了主軸的質(zhì)量，提 高軸的剛度和強(qiáng)度，而且還能消除軸心部分組織疏松等缺陷，便于檢查。 主軸與轉(zhuǎn)輪的連接結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中采用轉(zhuǎn)輪上蓋與主軸法蘭 合一 的結(jié)構(gòu)。主軸一端與發(fā)電機(jī)相連，另一端與轉(zhuǎn)輪相連。查《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 312 頁(yè)的表 123 得軸的尺寸如下表 229： 表 229 主軸尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（ mm） D 400 d2 102 R 35 DФ 725 h 100 R1 6 Db 580 h1 115 R2 375 Dp 415 l 45 R3 5 D2 717 l1 45 f 2 D3 410 l2 8 Z 20 d 360 m C 12 d′ 360 C1 15 db 68 d1 70 其符號(hào)所代表的意義如下圖 224所示 : 30 圖 224 主軸 （其中上邊為水輪機(jī)端，下邊為發(fā)電機(jī)端） 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(rùn)滑的橡膠軸承 。稀油潤(rùn)滑有轉(zhuǎn)動(dòng)油盤、斜油槽自循環(huán)的筒式軸承和稀油潤(rùn)滑油浸式分塊瓦軸 31 ` 承。其它型式軸承如稀油潤(rùn)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。干油潤(rùn)滑軸承國(guó)內(nèi)運(yùn)用不多。查《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 345 頁(yè)， 本次設(shè)計(jì)中采用稀油潤(rùn)滑分塊瓦式軸承，主要是因?yàn)橐韵略颍? 稀油潤(rùn)滑分塊瓦式軸承雖然有密封在軸承下部，轉(zhuǎn)輪懸臂大，成本高，平面布置尺寸大等缺點(diǎn)，但鑒于其受力均勻，軸瓦研刮、調(diào)整方便，運(yùn)行安全可靠，在大中型機(jī)組中應(yīng)用較多其結(jié)構(gòu)如圖 225： :圖 225 稀油潤(rùn)滑 分塊瓦式 水導(dǎo)軸承 本次設(shè)計(jì)中， Nr=2500kW， n=125r/min，再參照國(guó)內(nèi)部分運(yùn)行機(jī)組的結(jié)構(gòu)參數(shù)， 其 尺寸 對(duì)應(yīng)下表 231： 表 231 水導(dǎo)軸承 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 N（千瓦） 2500 瓦寬 B（毫米） 250 n（轉(zhuǎn) /分） 125 瓦數(shù) 10 軸頸直徑（毫米） 610 B/L 軸頸直徑 De（毫米） 738 軸瓦單邊間隙（毫米） 瓦高 L（毫米） 666 使用部位 水導(dǎo) 32 考慮本次設(shè)計(jì)中，其他部件的布置情況，針對(duì)以上數(shù)值作出了一定的變動(dòng)，具體參照總裝圖中的尺寸。 另外，對(duì)于稀油潤(rùn)滑分塊瓦式軸承，本次設(shè)計(jì)選擇將軸領(lǐng)作為主軸軸身上的附加物，之后與軸身焊成一 體，軸領(lǐng)采用與主軸同樣材質(zhì)的鑄件或者鍛件，粗加工后焊于軸身上，并經(jīng)退火處理，消除焊接應(yīng)力。退火前主軸內(nèi)孔灌以鑄鐵鐵屑或者黃砂，兩端封閉，以減少內(nèi)孔氧化。 軸頸下部開(kāi)有成一定角度或徑向的通油孔。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，此孔起著油泵的作用，將經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻后的潤(rùn)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)。軸領(lǐng)下部通油孔數(shù)目在 24~32 范圍內(nèi)，孔直徑取 30mm。擋油箱以上的軸領(lǐng)處，開(kāi)有數(shù)個(gè)通氣孔，以平衡軸領(lǐng)內(nèi)外側(cè)壓力，防止油和油霧外溢。軸領(lǐng)處的結(jié)構(gòu)如下圖226： 圖 226軸頸處結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)中，油盆選擇用 A