水輪機選型結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-20 00:03本頁面
【正文】 式有縫隙式、迷宮式和梳齒式三種。止漏環(huán)的材料，除了采用一般碳素鑄鋼或鋼板外，也有采用1Cr18Ni9Ti不銹鋼或其他抗磨鋼板的。止漏環(huán)宇轉(zhuǎn)輪的固定方式有紅套、機械裝配點焊和裝焊等幾種型式。，本設(shè)計采用迷宮式止漏環(huán)，材料采用A3鋼板，考慮拆卸方便，采用紅套固定在轉(zhuǎn)輪上。紅套的斷面厚度和凸肩尺寸，取14mm，肩取10mm。止漏環(huán)間隙取2mm。 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計水輪機主軸是水輪機關(guān)鍵部件之一，用來傳遞水輪機轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩（功率），使發(fā)動機旋轉(zhuǎn)，發(fā)出電能；同時承受軸向水推力及轉(zhuǎn)動部件的重量。它的毛胚通常采用鑄鋼340或20MnSi整鑄。本次設(shè)計材料采用20MnSi。大型水輪機的主軸都有中心孔，它可以消除軸心部分組織疏松等材質(zhì)缺陷，減輕主軸重量，提高主軸的剛度和強度，同時混流式水輪機常常利用中心孔補氣。水輪機主軸采用兩端帶法蘭的結(jié)構(gòu)形式，上部與發(fā)電機軸連接，下部接水輪機轉(zhuǎn)輪。主軸尺寸，目前設(shè)計采用的有兩種標(biāo)準(zhǔn)系列，一種為厚壁軸，另一種是薄壁軸。當(dāng)主軸直徑超過600mm，采用薄壁軸標(biāo)準(zhǔn)，小于600mm的主軸采用厚壁軸標(biāo)準(zhǔn)。主軸的外徑尺寸可以根據(jù)機組的扭力矩初選，公式查參考文獻[1]P319公式121。（公斤厘米）式中N—主軸傳遞功率（千瓦）；n—主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）。為了保證機組在飛逸的工況等特殊情況下滿足主軸的強度與剛度要求，取N=（P為水輪機額定出力），因此（公斤厘米）主軸外徑的選擇，查文獻[1]P319圖1212，如圖63所示。圖63 扭力矩與主軸外徑關(guān)系參考文獻[1]圖中曲線1為厚壁軸，曲線2為薄壁軸。由此得出，主軸外徑可選950mm，主軸形式為薄壁軸。薄壁軸尺寸見圖6表61，結(jié)構(gòu)見圖65。圖64 薄壁軸尺寸參考文獻[1]表61 水輪機薄壁軸尺寸DDφDbDpD2D3dd39。dbd19001490128097014801050900900100102d2hh1ll1l2SS1am153195230506512950310302RR1R2R3fZCC1C212030325522016204圖65 主軸結(jié)構(gòu) 7 軸承、主軸密封及其它部件設(shè)計 軸承水輪機軸承的型式很多，目前比較常用的有水潤滑的橡膠軸承；稀油潤滑帶有轉(zhuǎn)動油盆、斜油槽自循環(huán)的筒式軸承和稀油潤滑油浸式分塊瓦軸承。由于分塊瓦軸承的受力均勻，有自調(diào)節(jié)能力，軸瓦安裝、維修和刮研都比較方便，故在本設(shè)計中采用此種形式。分塊瓦軸承采用稀有潤滑，軸瓦下部浸入油中。主軸軸領(lǐng)旋轉(zhuǎn)，在油離心力作用下經(jīng)軸領(lǐng)下部徑向孔升入軸瓦，經(jīng)上部油箱返回，連續(xù)循環(huán)。具體結(jié)構(gòu)見圖61。圖71 軸承結(jié)構(gòu) 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；另一種是機組停機檢修軸承和軸承下部主軸密封時防止尾水往機坑內(nèi)泄漏的檢修密封。，因此安裝檢修密封。本設(shè)計主軸密封采用水壓式斷面密封；檢修密封采用圍帶式密封。結(jié)構(gòu)如圖62所示。圖72 主軸密封結(jié)構(gòu) 補氣裝置混流式水輪機偏離最優(yōu)工況運行時，由于水流擾動，不同程度上的存在壓力脈動。一般在4070%額定出力時，尾水管內(nèi)出現(xiàn)渦帶。由于渦帶強烈擾動，或其頻率與機組固有頻率重合而產(chǎn)生共振，將引起機組振動或負荷擺動。補氣裝置的作用就是在出現(xiàn)這種不穩(wěn)定工況時，補入空氣，借以吸振及降低漩渦強度，改善機組的運行狀態(tài)。補氣方式分為兩類，一類是自然補氣，另一類是強迫補氣。補氣的位置，常見的有三處，一是主軸中心孔補氣，二是尾水管補氣，三是頂蓋補氣。本設(shè)計中，采用尾水管短管補氣裝置，其結(jié)構(gòu)見圖73。圖73 尾水管短管補氣裝置 其他部件設(shè)計當(dāng)導(dǎo)水機構(gòu)緊急事故關(guān)閉時，由于水流的慣性和轉(zhuǎn)輪的水泵作用，在導(dǎo)葉后轉(zhuǎn)輪室內(nèi)可能產(chǎn)生較高真空，引起下游尾水反沖，產(chǎn)生很大的沖擊力或出現(xiàn)抬機現(xiàn)象。真空破壞閥就是在緊急關(guān)閉導(dǎo)葉時，補入空氣，破壞真空，減少上述有害的沖擊力或抬機現(xiàn)象，起到一定的保護作用。真空破壞閥作補氣閥，安裝在頂蓋內(nèi)。查文獻[1]P403表152，真空破壞閥的結(jié)構(gòu)如圖74，尺寸見表71。表71 真空破壞閥 （單位：毫米） dSΦ2ZMΦ3hdH1H2100251806M122051415160200圖74 真空破壞閥結(jié)構(gòu)參考文獻[1] 結(jié)論、討論和建議水輪機對于電站而言，是重中之重。它配合發(fā)電機組實現(xiàn)了，機械能轉(zhuǎn)化為電能這一核心任務(wù)。因此，使水輪機最優(yōu)化，對提高電站的效率至關(guān)重要。它的性能優(yōu)劣,結(jié)構(gòu)完善與否,直接涉及到水電事業(yè)發(fā)展的程度。水輪機的選型是否合理，直接關(guān)系到水電站的動能經(jīng)濟指標(biāo)以及運行的穩(wěn)定性和可靠性。本次設(shè)計主要是對越南DongNai5電站水輪機進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容主要包括水輪機的轉(zhuǎn)輪、埋入部件、導(dǎo)水機構(gòu)和主軸等部件。在設(shè)計過程中，利用CAD工具進行水輪機總裝配圖、導(dǎo)葉布置圖、導(dǎo)水機構(gòu)裝配圖和控制環(huán)零件圖的繪制。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對本專業(yè)所學(xué)的知識有了更深刻的理解。在設(shè)計過程中，由于要頻繁使用cad、word等軟件，這無疑增加了自己對于電腦輔助軟件的熟練程度。由于自己的水平有限，所設(shè)計的水輪機還是有著不足之處，但設(shè)計過程對個人能力的鍛煉是很明顯的。在今后的學(xué)習(xí)與工作中，我還要更加努力，全面提高自己。 致謝在畢業(yè)設(shè)計過程中，很多人給予了我很大的幫助，在此我要對他們表示衷心的感謝。首先，我要感謝我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師—XXX老師。X老師每周都會對畢業(yè)設(shè)計過程中出現(xiàn)的不足和錯誤之處提出改正的建議，使得我能及時地發(fā)現(xiàn)自己在設(shè)計中出現(xiàn)了什么錯誤，并能及時地改正。另外，由于X老師平時都很忙，因此XXX學(xué)長也負責(zé)我的設(shè)計指導(dǎo)。對此，我要感謝樊恒武學(xué)長對自己的幫助。最后，我要感謝XXX、XXX、XXX等同學(xué)對自己的幫助和支持。由于本人的知識水平和時間有限，論文中的錯誤和不足之處在所難免，懇請讀者指正。 參考文獻[1][M].機械工業(yè)出版社,1976.[2][M].中國水利水電出版社，2008.[3][M].中國水利水電出版社，2011.[4][J].能源工程，2003.[5]唐澍，[J] .水利水電技術(shù)，2009.[6]鄧穩(wěn)北，[J].水利電力科技，2012.[7][D].西安理工大學(xué),2008.[8][J].東方電機,2009.[9]Brian in ducted water current turbines[ol]. ,2003.[10]EW theory and technological testability:Science,dynamometers,and water turbines in the 19th century[J].Technology and Culture,1983.[11]Vince Ginter ,Clayton and Application of a Water.
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