東西關(guān)水電站水輪機(jī)選型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-24 12:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。尤其在剪斷銷破斷后，連桿或轉(zhuǎn)臂是否相碰。對(duì)混流式水輪機(jī)來說，還需檢查導(dǎo)葉與固定導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪葉片是否相碰。；立面密封：接觸面的位置端面密封：密封條分布圓位置，繪制固定導(dǎo)葉翼型，并核定其分布圓直徑。 確定導(dǎo)葉翼型本機(jī)為軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)（H40m）,應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱型導(dǎo)葉。 圖51 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱型導(dǎo)葉的幾何尺寸（D1=1m，Z=24）將上述尺寸放大λ=，得到導(dǎo)葉最終幾何尺寸如表51。表51 導(dǎo)葉尺寸X48038428819696541Y上 951151201151050Y下95115120115105 確定傳動(dòng)件的相關(guān)尺寸和角度根據(jù)轉(zhuǎn)輪直徑，查《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表61導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配尺寸系列，不能直接查出的，采用插值運(yùn)算。Z0=24，D0=7450mm，暫取，Dc=5120mm，導(dǎo)葉臂長(zhǎng)度Lh=870mm，連桿長(zhǎng)度Lc=665mm。 ：導(dǎo)葉全關(guān)位置時(shí)，轉(zhuǎn)臂軸心線與D0圓切線的夾角。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，初繪導(dǎo)葉布置圖，調(diào)整Lh、Lc、小耳環(huán)分布圓直徑Dc，使得導(dǎo)葉處于全關(guān)位置時(shí)，連桿與小耳環(huán)分布圓切線的夾角=～； 連桿與轉(zhuǎn)臂的夾角～。得到最終尺寸為：Lh=870mm，Lc=665mm，Dc=5120mm。查文獻(xiàn)【1】表852，采用插值算法，得到大耳環(huán)分布圓直徑為Dy=5270mm。 確定導(dǎo)葉開度a. 查模型綜合特性曲線，得模型水輪機(jī)的最大開度以的交點(diǎn)在模型特性曲線上查得模型轉(zhuǎn)輪的最大開度=真機(jī)最大開度b. 真機(jī)的最大可能開度c. 查模型綜合特性曲線中最優(yōu)工況點(diǎn)對(duì)應(yīng)的開度為模型轉(zhuǎn)輪的最優(yōu)開度，得真機(jī)的最優(yōu)開度 ：0mm、150mm、300mm、447mm、。 繪制導(dǎo)葉布置圖及相關(guān)曲線選擇三個(gè)相連的導(dǎo)葉，同時(shí)旋轉(zhuǎn)三個(gè)導(dǎo)葉，使其處于不同開度，并繪出各開度下的小耳環(huán)位置以及導(dǎo)葉臂和耳柄中心線位置。測(cè)量各開度下的β、γ和接力器行程S，畫出接力器行程、隨變化的關(guān)系曲線、和，如圖52所示。 圖52 接力器行程、與的關(guān)系曲線 根據(jù)導(dǎo)葉布置圖和檢查、調(diào)整關(guān)系曲線檢查項(xiàng)目包括：：的關(guān)系應(yīng)符合合理的導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律：即在機(jī)組在突然率全部負(fù)荷，需要緊急停機(jī)時(shí)，為了盡量降低機(jī)組轉(zhuǎn)速上升和蝸殼壓力上升，一般要求導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在接力器勻速向關(guān)閉方向移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)葉關(guān)閉應(yīng)先快后慢（即隨著開度值變大，曲線的斜率也變大）。、γ的范圍.，尤其在剪斷銷破斷后，連桿或轉(zhuǎn)臂是否相碰。還需檢查導(dǎo)葉與固定導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪葉片是否相碰。經(jīng)檢查，導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律符合要求，β、γ的值在范圍之內(nèi)，剪斷銷剪斷后連桿和轉(zhuǎn)臂不會(huì)相碰，導(dǎo)葉與固定導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪不會(huì)相碰。最終得到的導(dǎo)葉布置圖見附圖。 導(dǎo)葉裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)葉軸套及潤(rùn)滑導(dǎo)葉軸套目前已廣泛采用具有自潤(rùn)滑功能的工程塑料代替，這樣不僅簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，而且節(jié)省了大量的有色金屬，降低成本。該設(shè)計(jì)中，導(dǎo)葉套筒采用尼龍1010，其吸水性小，尺寸較為穩(wěn)定，通過離心熔鑄成型，適合在水輪機(jī)導(dǎo)葉、連桿等部位應(yīng)用。上軸套尺寸系列如表52 所示：表52 上軸套尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）dc210h105d1210h18d2230h212d3δ′1d4270表中參數(shù)符號(hào)意義見圖53： 圖53 上軸套中軸套尺寸系列如表53 所示：表53 中軸套尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）db230h230d1230h140d2250h28d3d58d4260δ′1表中參數(shù)符號(hào)意義見圖54：圖54 中軸套（c）下軸套尺寸系列如表54所示：表54 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）da190h190d1190h18d2210δ′1d3表中參數(shù)符號(hào)意義見圖55：圖55 下軸套 導(dǎo)葉軸頸的密封導(dǎo)葉中軸頸密封多數(shù)裝在導(dǎo)葉套筒的下端，目前不少機(jī)組中已改用“L”型密封，實(shí)踐證明，封水性能很好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?！癓”型密封圈與導(dǎo)葉中軸頸之間靠水壓貼緊封水，因此軸套和套筒上開有排水孔，形成壓差。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。密封圈的材料采用中硬耐油橡膠，模壓成型。其尺寸大小如下表55：表55 中軸頸密封參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）db230h18d237δ14d1223δ24d2280其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖56： 圖56 中軸頸密封導(dǎo)葉下軸頸的密封主要是防止泥沙進(jìn)入，發(fā)生軸頸磨損。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56：表56 下軸頸密封參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）db230D190d10其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖28：圖57 下軸頸“O”型密封導(dǎo)葉中軸頸處雖有密封裝置，但因?qū)~是轉(zhuǎn)動(dòng)的，不可避免會(huì)有少量漏水，其排除方法主要是通過自流排水或水泵排水將漏水排出。對(duì)于軸流式水輪機(jī)，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)套筒處得漏水由排水管集中到頂蓋下部的軸承支架內(nèi)，連同主軸密封處的漏水，由水泵抽水至電站集水井。對(duì)于深溪溝水電站，機(jī)組較大，可設(shè)兩套水泵互為備用。 導(dǎo)葉止推裝置對(duì)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(shí)，在套筒上必須裝止推裝置，以防止導(dǎo)葉向上抬起，碰撞頂蓋和影響連桿受力。東西關(guān)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。 導(dǎo)葉套筒結(jié)構(gòu)導(dǎo)葉套筒是固定導(dǎo)葉上中軸套的部件，采用HT21—40鑄鐵鑄造。套筒結(jié)構(gòu)與主軸材質(zhì)、密封結(jié)構(gòu)和頂蓋的高度有關(guān)。分段套筒雖有質(zhì)量小，便于加工，容易調(diào)整裝配等優(yōu)點(diǎn)，但由于受到機(jī)組尺寸的限制，本次設(shè)計(jì)仍選擇傳統(tǒng)的整體圓筒形結(jié)構(gòu)。套筒的尺寸大小如下表56：表56 導(dǎo)葉套筒參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）db250d740d1610d88d2390h55d3250h140d4270h2250d5280h3115d6530Z8H 參考910其中參數(shù)符號(hào)對(duì)應(yīng)下圖58中符號(hào)： 圖58 導(dǎo)葉套筒為滿足于導(dǎo)葉臂的裝配要求，最終取H=890mm。 導(dǎo)葉的密封裝置當(dāng)停機(jī)時(shí)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)必須封水嚴(yán)密，否則不但會(huì)增加漏水量，而且會(huì)加劇加劇因間隙氣蝕引起的破壞。嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐蓹C(jī)組無法正常停機(jī)。導(dǎo)葉立面密封為金屬線接觸密封，導(dǎo)葉端面密封為嵌入在導(dǎo)葉瓣體端面內(nèi)的青銅塊加橡膠條密封。通過調(diào)節(jié)端蓋上的螺釘，可以調(diào)節(jié)導(dǎo)葉上下端面的間隙。通過調(diào)節(jié)連接兩個(gè)叉頭的連接螺桿從而改變連桿的實(shí)際長(zhǎng)度，可以調(diào)節(jié)立面間隙。 導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 接力器，屬于大型機(jī)組，故采用直缸接力器，兩只直缸活塞式接力器用法蘭固定在水輪機(jī)機(jī)坑的接力器井內(nèi)，接力器活塞通過兩根推拉桿和控制環(huán)的耳環(huán)相連，這種布置形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，運(yùn)行可靠。另外，操作油壓采用=25公斤/厘米178。接力器直徑式中：——轉(zhuǎn)輪直徑——最高水頭——導(dǎo)葉相對(duì)高度——調(diào)速系統(tǒng)的額定油壓λ——計(jì)算系數(shù)從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》的表中查的λ=，圓整取 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 頁的表823查出導(dǎo)葉臂及其銷孔尺寸如下表57，58：表57 導(dǎo)葉臂參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）db230H270D0210DL1225D1310de60D2340K10d2260R130dm60Df12d3M24Td432表58 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）d60DC1R95h60B230h180其中參數(shù)符號(hào)意義對(duì)應(yīng)圖59：圖59 導(dǎo)葉臂 連接板根據(jù)叉頭
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