水輪機結(jié)構(gòu)設(shè)計方案(編輯修改稿)
2025-06-08 00:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 dbdad1d2dmd315012516014540M24d4d5hAhBhch13912517526525h2h3h4h5HdC2559060146135導(dǎo)葉的材料選用ZG30整鑄的形式，同時，在制造過程中，導(dǎo)葉的上、中、下三個軸頸要同心，這樣才能保證導(dǎo)葉能夠靈活轉(zhuǎn)動，徑向擺度應(yīng)該不大于軸頸公差的一半，%。并在倒也頭部堆焊抗磨材料（抗磨板）以減少磨損。(3) 導(dǎo)葉的密封結(jié)構(gòu)在導(dǎo)葉關(guān)閉以后，導(dǎo)葉的立面應(yīng)該有很好的密封。在中高水頭的機組中，經(jīng)常直接依靠金屬的接觸面研合封水，而有的則是采用橡膠密封封水。圓橡皮條封水直接將橡皮條嵌入鴿尾槽內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)制造簡單，但是容易被沖掉，所以只適用于40米及以下水頭的機組中；對于水頭較高的機組來說，其立面可以采用帶壓板的橡膠密封，這種結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，需要用成型三角橡皮條加壓版固定，要使壓板和葉形表面要光滑的過度，所以橡皮條不應(yīng)該凸出的太多，材料應(yīng)該選用不銹鋼板最佳。 帶壓板的橡膠密封其尺寸系列如下表： 導(dǎo)葉密封主要尺寸表a1b1Hh3R181812achh1b58+1518+27dd1h2螺釘尺寸20139M1225（4）導(dǎo)葉套筒導(dǎo)葉套筒的主要作用是固定導(dǎo)葉上軸套和中軸套，一般都是采用HT2140的鑄鐵制造，采用整體圓筒形式，其結(jié)構(gòu)與軸套的材質(zhì)、密封的結(jié)構(gòu)還有頂蓋的高度等相關(guān)。其尺寸關(guān)系如下： 導(dǎo)葉套筒尺寸（一） 導(dǎo)葉套筒尺寸（二）（5）導(dǎo)葉止推裝置導(dǎo)葉在水壓的作用下，當(dāng)向上的浮力超過導(dǎo)葉的自重時，導(dǎo)葉向上抬起會碰撞頂蓋并且會影響到連桿的受力。為了防止這種情況的發(fā)生，需要考慮在導(dǎo)葉套筒上設(shè)置止推裝置。導(dǎo)葉所受到的向上的浮力的計算公式為：（公斤）。式中，p為最高水頭下的水壓力，p=（公斤/平方厘米）；V表示導(dǎo)葉體體積（厘米3）；代表水的比重，公斤/厘米3。導(dǎo)葉止推裝置有很多種形式，常常在導(dǎo)葉臂上開槽，將套筒固定在導(dǎo)葉的上法蘭面上，卡在導(dǎo)葉臂槽子內(nèi)，使得導(dǎo)葉和導(dǎo)葉臂受到軸向的限位，從而就可以限制導(dǎo)葉受到浮力后向上的浮動。同時，環(huán)形槽端面的間隙應(yīng)該小于應(yīng)該小于導(dǎo)葉和頂蓋或底環(huán)相配合的端面的間隙的一半。在導(dǎo)水機構(gòu)裝配好后這個間隙應(yīng)該按照實測尺寸配車。一般情況下，止推壓板的材料選用ZQA192型號的鋁青銅，有的時候還可以使用堆焊有有色金屬結(jié)構(gòu)的焊接鋼板作為材料。導(dǎo)葉止推裝置的尺寸圖如下： 止推裝置尺寸圖（6）導(dǎo)葉軸頸密封一般情況下，導(dǎo)葉軸頸密封裝設(shè)在導(dǎo)葉套筒的下端，過去常常采用結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的“U”型密封結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)在在很多機組中則更多的采用“L”型密封結(jié)構(gòu)。實踐證明，“L”型密封結(jié)構(gòu)的封水性能同樣很好，并且結(jié)構(gòu)較之“U”型密封結(jié)構(gòu)十分簡單。“L”型密封結(jié)構(gòu)的原理是在軸套和套筒上開設(shè)排水孔，形成一定的壓力差，使密封圈與導(dǎo)葉中軸頸之間靠水壓貼緊封水。因此，應(yīng)該保證套筒和頂蓋端面之間的配合尺寸應(yīng)該留有一定的壓縮量。材料則應(yīng)當(dāng)選用模壓成型的中硬橡膠。與此同時，為了防止泥沙進入下軸頸發(fā)生磨損，在下軸頸上也應(yīng)該設(shè)置“O”型密封圈，其材料也應(yīng)選擇模壓成型的中硬橡膠。 “L”型密封圈尺寸 “O”型密封尺寸系列（7）導(dǎo)葉軸套最初，人們在選取導(dǎo)葉軸套的材料時常常采用加注黃干油潤滑的鑄錫青銅的方式。而如今，這種選擇已經(jīng)被具有自潤滑性能的工程塑料所代替，比如聚甲醛，再如尼龍1010。尼龍1010尺寸穩(wěn)定，吸水性小，不僅能進簡化水輪機結(jié)構(gòu)，還能節(jié)省大量的有色金屬，降低成本。因此我們在這里采用尼龍1010離心熔鑄成型作為導(dǎo)葉軸套的材料。為了提高裝配精度，還需要在上面設(shè)置定位段。 導(dǎo)葉上軸套尺寸示意圖 導(dǎo)葉中軸套尺寸示意 導(dǎo)葉下軸套尺寸示意座環(huán)的作用主要有兩點：承受水壓，承受整個機組以及機組段混凝土的重量。是水輪機重要的基礎(chǔ)部件，需要有足夠的強度和剛度。羅洲壩水電站采用與金屬蝸殼相連接的座環(huán)，并且是帶蝶形邊的座環(huán)，采用ZG30鑄鋼鑄造。在座環(huán)和蝸殼的對接焊縫附近，常常會由于兩側(cè)的蝶形邊厚度不一致，出現(xiàn)一些強度上面的問題，因此，需要加焊縫過渡作為加強的措施。關(guān)于座環(huán)的固定導(dǎo)葉斷面的形狀、數(shù)量和分布位置則需要根據(jù)水力計算進一步確定。同時可以考慮便于頂蓋的自流排水，將尾部的幾個固定導(dǎo)葉設(shè)為空心，起到一個排水通道的作用。為了方便在安裝時調(diào)整和固定，應(yīng)該在座環(huán)下環(huán)下部設(shè)置地腳螺釘。 座環(huán)尺寸簡圖在座環(huán)的制造過程中，需要注意以下幾點： 需要對所有的過流表面進行進一步加工，打磨光滑，使得光潔度達到▽3 注意頂蓋和底環(huán)在把合時， 頂蓋頂蓋的材料選用鑄鋼ZG30焊接結(jié)構(gòu)，需要做成箱形結(jié)構(gòu)，以保證有足夠的強度和剛度。為了方便檢修和安裝，常常需要留有一定的空間位置。羅洲壩水電站的轉(zhuǎn)輪直徑為3500mm，由于頂蓋過大，在運輸和制造方面都引起了許多不必要的麻煩，因此可以考慮采用分瓣結(jié)構(gòu)。為了防止導(dǎo)葉在轉(zhuǎn)動時帶來泥沙磨損，應(yīng)該在導(dǎo)葉和頂蓋下端面的配合面上焊接厚度為1mm的抗磨板。由于頂蓋結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，對制造的要求非常高，為了保證有較高的安裝質(zhì)量，導(dǎo)葉、底環(huán)和套筒的相對安裝位置一定要準確。 頂蓋尺寸示意圖 底環(huán)底環(huán)采用ZG30鋼鑄造而成，是一個在設(shè)計的時候只需要考慮剛度而不用做強度計算的固定在座環(huán)上的扁平環(huán)形
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