長(zhǎng)湖水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-23 15:29 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 17, 圖 211 大耳環(huán)圖 212 小耳環(huán) 表 210 小耳環(huán)處的尺寸參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm）d2h1R90D8095 頂蓋與支持蓋頂蓋與支持蓋是水輪機(jī)的主要部件，要求有足夠的強(qiáng)度和剛度，因此再此次設(shè)計(jì)中采用了焊接頂蓋，材料 ZG30。支持蓋和頂蓋分別見下 18圖圖 213 和圖 214。圖 213 頂蓋圖 214 支持蓋 底環(huán)底環(huán)是一個(gè)扁平的環(huán)形部件，固定于座環(huán)上，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮剛度，不作強(qiáng)度計(jì)算。底環(huán)都采用 ZG30 鑄造，而且由于本次設(shè)計(jì)對(duì)象所處的流域?qū)儆诙嗄嗌澈恿鳎试诘篆h(huán)的過(guò)流表面應(yīng)鋪設(shè)抗磨板。本次設(shè)計(jì)中的抗磨板采用 18 毫米厚的 A3 鋼板。底環(huán)結(jié)構(gòu)見下圖： 19圖 215 底環(huán) 主軸主軸是水輪機(jī)的主要部件，它的毛坯采用 ZG20MnSi 整鍛而成。由于本機(jī)組屬大中型軸流式水輪機(jī)，因此主軸內(nèi)裝有操作油管，主軸必須有中心孔。主軸與轉(zhuǎn)輪連接結(jié)構(gòu)采用轉(zhuǎn)輪上蓋與主軸法蘭分開結(jié)構(gòu)，主軸一端與發(fā)電機(jī)相連，另一端與轉(zhuǎn)輪相連。根據(jù) 確定的主軸直徑查得主軸的尺寸如表 211，其符號(hào)代表意義如圖 216 所示： 表 211 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）DDФDbDpD2D3dd′dbd17501150970770114007407408587d2hh1ll1l2ss1am12216019040551019025020RR1R2R3fZcc1c21001025051814183 20dbdbd39。D3Dφ2DPDφD3dh1m45176。 s1l1l c1245176。d260176。md1sa1R2f45176。 R160176。d1hc2cml2l1水輪機(jī)端 b Z15176。b Z圖 216 主軸 21（2） 聯(lián)軸螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)：根據(jù)主軸的外徑選取連軸螺釘?shù)某叽缛绫?212，其符號(hào)所代表的意義如圖 217 所示：表 212 聯(lián)軸螺釘參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） D l l′l0l1l2l3l5 l5′dbDhd1d2SM804400375200809090 32029585120557472105d3d4d5d6d7RR1EK1K2mm1C C1L26M161017853208126208245dbC145176。l39。hR S D圖 217 聯(lián)軸螺釘 22 主軸密封主軸部分的密封裝置分兩種，一種是機(jī)組正常運(yùn)行中，橡膠軸承壓力水箱的密封，稀油軸承下部防止機(jī)組漏水的主軸密封。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。在本次設(shè)計(jì)中采用的是水壓式端面密封，其結(jié)構(gòu)見下圖 218。另一種是機(jī)組停機(jī)檢修軸承和軸承下部主軸密封時(shí)防止尾水往機(jī)坑內(nèi)泄漏的檢修密封。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。在本次設(shè)計(jì)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 219。排 水 壓 力 水圖 218 水壓式端面密封 23250.圖 219 空氣圍帶式密封 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,實(shí)踐表明軸瓦與軸徑都有不同程度的磨損，不如油軸承運(yùn)行穩(wěn)定、振擺小。稀油潤(rùn)滑帶有轉(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。本電站水質(zhì)不干凈，清潔水源少，所以采用了稀油潤(rùn)滑筒式軸承。（1）軸瓦高度 L軸瓦高度與直徑的比值都在 ～1 的范圍內(nèi)，一些試驗(yàn)資料表明軸承的摩擦系數(shù)在上述范圍內(nèi)數(shù)值最小。所以軸瓦高度L=（375～750）毫米，參照 《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的表 13—14 最終取L＝500mm 。（2）油槽升角β模型試驗(yàn)的資料表明，油槽升角 β對(duì)上油量有一定的影響。目前設(shè)計(jì)中采用的油槽升角一般為 500～70 0，實(shí)踐表明上油效果很好。在體外冷卻的方式中，采用 β＝ 500，所以本次設(shè)計(jì)中取 β＝50 0。 24圖 220 水導(dǎo)軸承 β圖 221 油槽升角（3）油槽截面尺寸和槽數(shù)為了減少潤(rùn)滑油在油槽中的阻力，并保證相鄰油槽間的瓦面上都能得到充分的潤(rùn)滑油，形成油膜，故采用下圖所示的油槽形狀。 25圖 222 油槽截面表 213 油槽截面尺寸參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm）abcE720122R1R2Z16（4）軸承體上合金澆注層槽形軸承體上合金層不宜太厚。較厚的合金層不僅增加合金材料的消耗，也會(huì)導(dǎo)致瓦面受熱后相對(duì)變形增大，影響軸承間隙，增加磨損。目前設(shè)計(jì)中一般取 （ 毫 米 ）毫 米 ＝＝ 13)6~4(?a?δ——合金層厚度（毫米）a——斜油槽的深度 （毫米 ）合金澆注槽的尺寸如表 214，其符號(hào)所代表的意義見下圖 223 所示： 表 214 合金澆注槽的尺寸參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm）δhL1L2l11342012712HZZ1Rc3016343 26l2 50L12l2 HehL1／2按 中 心 線 Z等 分1ZC45176。DP 圖 223 合金澆注槽（5）軸承間隙軸承總的平均間隙一般可參照下面的經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定： )(102..毫 米＝ PD??式中 DP——主軸直徑 （ 毫 米 ）＝＝ ..?實(shí)踐表明，水輪機(jī)軸承間隙適當(dāng)放大對(duì)減少軸承磨損、降低軸承溫度有利，而對(duì)機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性無(wú)明顯影響。（6）冷卻方式與冷卻裝置的確定在本次設(shè)計(jì)中選用了體外冷卻的方式。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。冷卻器多數(shù)采用黃銅管，在布置條件許可下排列成扁方形，可以降低擋油箱的高度。擋油箱、溢流板、擋油管的作用是保證熱油都能經(jīng)過(guò)冷卻器后再經(jīng)回油管返回轉(zhuǎn)動(dòng)油盆，以改善冷卻效果。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(lái)。在本機(jī)組上，擋油箱采用鋼 27板焊接，把合在軸承體上。（7）確定稀油潤(rùn)滑筒式軸承的尺寸 查《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》確定稀油潤(rùn)滑筒式軸承的尺寸如下表 215，表中參數(shù)符號(hào)所代表的意義如下圖 224 所示。表 215 稀油潤(rùn)滑筒式軸承尺寸參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值（mm）DPLDaDbDdhHbδ77055012501300102033066040tEFt1Z0d0Z2d2～2601024M364~6M36t 1d0 Ze/2SS2DaPbdE圖 224 稀油潤(rùn)滑筒式軸承 283 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的配合公差與間隙：（1）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的配合公差： 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的零件公差精度一般在 24 級(jí)。此外，關(guān)于導(dǎo)葉開口公差一般規(guī)定在最大可能開口下誤差不超過(guò) 2%。?（2）配合間隙：導(dǎo)葉立面間隙。立面不裝密封橡皮條時(shí)，一般間隙為零，由于本機(jī)組是大型機(jī)組，因此允許在導(dǎo)葉高度約 1／4 的范圍內(nèi)有不大于 毫米的局部間隙。導(dǎo)葉與頂蓋及底環(huán)配合面的端面間隙。根據(jù)水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪直徑與使用水頭查表得導(dǎo)葉的端面間隙為 ~，該間隙值是指上下端面間隙相等的單邊間隙值，具體設(shè)計(jì)選用時(shí)，即要考慮頂蓋剛度對(duì)導(dǎo)葉端面間隙的影響，還應(yīng)考慮導(dǎo)葉在水壓力作用下可能向上浮起，使間隙減少。局部間隙值。環(huán)形部件的合
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