【正文】 等機械零件組合。由于本機組屬于大型機組，所以葉片和樞軸采用分別鑄造，然后用螺釘連接。葉片材料為ZG20SiMn，由于該材料抗汽蝕性能差，因此根據(jù)電站的運行條件，在表面堆焊不銹鋼層，以提高轉(zhuǎn)輪的抗汽蝕性能。葉片樞軸支承在轉(zhuǎn)輪體上，采用滑動軸承結(jié)構(gòu)，軸承襯為青銅。 轉(zhuǎn)輪體轉(zhuǎn)輪體外表面是過流通道的一部分，其內(nèi)部則裝有全部葉片和操作機構(gòu)，上部與主軸聯(lián)接，下部接泄水錐，形狀較為復(fù)雜。在本次設(shè)計中轉(zhuǎn)輪體采用ZG20MnSi 整鑄而成。轉(zhuǎn)輪體外圓采用球形結(jié)構(gòu)，球形輪轂?zāi)苁谷~片和轉(zhuǎn)輪體表面配合良好，在各種葉片轉(zhuǎn)角下它們之間的間隙可以很小，從而減小容積損失。在本次畢業(yè)設(shè)計中，轉(zhuǎn)輪體與主軸聯(lián)接時，采用直接連接。圖 233 葛洲壩水電站轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)圖 無操作架轉(zhuǎn)槳機構(gòu)為了減輕轉(zhuǎn)輪重量和加工工時，在國內(nèi)不少的轉(zhuǎn)槳機構(gòu)中取消操作架和活塞桿，而采用活塞或接力器缸代替了操作架結(jié)構(gòu)我國東方電機廠為葛洲壩水電站制造了當(dāng)今最大尺寸的軸流轉(zhuǎn)槳水輪機，采用了接力器安置在47泄水錐內(nèi)的缸動式結(jié)構(gòu)。其具體結(jié)構(gòu)如圖所示： 葉片密封裝置轉(zhuǎn)輪體內(nèi)充滿低壓油用以潤滑轉(zhuǎn)槳機構(gòu)。機組運轉(zhuǎn)時，接力器下腔的高壓油會沿著活塞桿和轉(zhuǎn)輪體襯套之間的間隙漏入轉(zhuǎn)輪體內(nèi)。為降低轉(zhuǎn)輪體內(nèi)腔的漏油壓力，調(diào)節(jié)和補償活塞推拉桿上下移動時引起的轉(zhuǎn)輪體內(nèi)腔油體積的變化，在推拉桿中心開設(shè)連通管。連通管與主軸中心孔內(nèi)第一層環(huán)形空間相通，溢油由此上升至發(fā)電機轉(zhuǎn)子頂上的受油器的回油腔。這樣，連通管能起到溢油和補充回油的作用。為了防止轉(zhuǎn)輪體內(nèi)潤滑油沿著葉片法蘭的轉(zhuǎn)動間隙露出，特別是因為葉片背面的壓力常是真空，其法蘭周邊處更易露出，也為了防止轉(zhuǎn)輪體外高壓水滲漏入體內(nèi)，在葉片和轉(zhuǎn)輪體之間設(shè)有雙向的密封裝置。 底環(huán)底環(huán)是一個環(huán)形部件，固定于座環(huán)上，作為導(dǎo)葉安放的基座，在設(shè)計2022 屆熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）48時應(yīng)當(dāng)主要考慮剛度，可以不作強度計算。本水輪機底環(huán)采用 ZG30 鑄造。由于該水輪機底環(huán)屬于大型部件，受運輸條件的限制，本次設(shè)計中的底環(huán)應(yīng)分四瓣鑄造。底環(huán)的結(jié)構(gòu)見下圖 237：圖237 水輪機底環(huán) 頂蓋和支持蓋頂蓋是水輪機的主要部件之一，需要有足夠的強度和剛度，由于本水電站為大型軸流式水輪機，因此采用焊接頂蓋。頂蓋的材料采用 ZG30，基本厚度為 140mm 鋼板。葛洲壩水電站水輪機的頂蓋最大直徑為 米。受運輸條件的限制，頂蓋采用分四瓣組合。頂蓋的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造要求較高，尤其是裝導(dǎo)葉套筒的孔應(yīng)與底環(huán)同心。其結(jié)構(gòu)如圖 238 所示：49圖238 焊接頂蓋支持蓋是軸流式水輪機的主要部件之一，可以使得軸流式水輪機在檢修時候不必拆卸導(dǎo)葉和頂蓋。支持蓋要求有足夠的強度和剛度，材料為ZG30。支持蓋見 239：圖239 支持蓋 真空破壞閥當(dāng)導(dǎo)水機構(gòu)緊急關(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)生較高的真空，引起下游尾水反沖，產(chǎn)生很大的沖擊力，甚至出現(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，起一定的保護作用。葛洲壩水電站機組尺寸較大，故而我們在頂蓋加設(shè)真空破壞閥，來作為補氣閥和空氣閥。其結(jié)構(gòu)如圖 238 所示。2022 屆熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）50圖238 真空破壞閥4 導(dǎo)水機構(gòu)傳動系統(tǒng)總設(shè)計 確定導(dǎo)葉開度根據(jù)水輪機的型號、轉(zhuǎn)輪直徑，確定最大可能開度所要求的接力器行程，從而確定傳動系統(tǒng)的參數(shù)。根據(jù)水輪機原始資料：轉(zhuǎn)輪直徑： D1 ＝11300mm；設(shè)計水頭： H r ＝；設(shè)計流量： Q r ＝1130m3/s；額定轉(zhuǎn)速： n r =進行計算設(shè)計。計算額定工況時的單位轉(zhuǎn)速和單位流量分別為： min)/(39。1 rHDnrr ??? )/()/(.39。 slsQrr根據(jù) 查ZZ560的模型綜合特性曲線得模型得最大開度：39。,1rn )(42)max(0mM?由： Z0M=32，Z0 =32，D0 = 13092(mm )， D0M =(mm )換算成真機的最大開度值為： )()max(0ax0 mZDOMM?????計算真機的最大可能開度：51 )( ma???最 大 可 能取設(shè)計水頭下的單位轉(zhuǎn)速與最優(yōu)效率點對應(yīng)的開口值為最優(yōu)開口 a0y ，根據(jù)設(shè)計水頭 Hr下的單位轉(zhuǎn)速 (r/min) 1查模型特性曲線得：39。1rn)(36)(aMoy?所以真機得最優(yōu)開度為： )()( mZDaOMMoy ????2022 屆熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）525 總結(jié)本次設(shè)計首先是水輪機總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。而后又對其中的主要零件進行優(yōu)化設(shè)計。繪制出了總裝配圖，導(dǎo)水機構(gòu)裝配圖，導(dǎo)葉布置圖，主軸零件圖,導(dǎo)葉零件圖。畢業(yè)設(shè)計要求結(jié)合平時所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識，對大學(xué)期間所學(xué)知識進行系統(tǒng)總結(jié)，所以此設(shè)計可看做對大學(xué)所學(xué)知識的一個綜合利用。通過本次畢設(shè)，熟悉水輪機選型設(shè)計的過程，加深對水輪機結(jié)構(gòu)的認識，熟悉各部件的作用并掌握通過現(xiàn)有資料進行水輪機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法，同時將所學(xué)知識融入到實際的工程中，也對實際的工程有一個比較全面的認識。在本次畢業(yè)設(shè)計過程中，我收獲了很多，學(xué)到了很多。總結(jié)下來大致有以下幾個方面：對整個水輪機結(jié)構(gòu)有了更深刻的認識和了解。以前在課堂上學(xué)習(xí)時只是對各零部件有個初步的認識，但這遠遠不夠。由于采用 CAD 制圖，作圖的精度和準確性有了更高的要求，每個零件只有在充分了解其作用和結(jié)構(gòu)特點后，才能將它畫在圖紙上。傳統(tǒng)的“大概像、隨便畫”在這行不通。所以，當(dāng)我把一個零件比較準確的畫在圖紙上時，這個零件的作用和結(jié)構(gòu)我也就很清楚了。作圖和識圖能力有了極大的提高。之前我就在學(xué)校外面報過 CAD培訓(xùn)班，但終究是實踐太少，效果不明顯，再加上時間隔的有點長，好多都忘記了。整個畢業(yè)設(shè)計做下來以后，可以說 CAD 已經(jīng)不是問題了，作圖速度也有了極大的提高。查找資料的能力提高了。本次畢業(yè)設(shè)計的資料比較有限，很多資料都過時了，比如說我們的設(shè)計手冊，當(dāng)中的很多結(jié)構(gòu)材料現(xiàn)在的設(shè)計中已經(jīng)基本不用了。這樣就要求我們?nèi)D書館借書，上網(wǎng)查期刊、看論文，找到一切自己能找到的資料?，F(xiàn)在我學(xué)會了如何在圖書館的數(shù)據(jù)庫里找資2022 屆熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）53料，無意中還發(fā)現(xiàn)了許多優(yōu)秀碩士論文，雖然現(xiàn)在還用不上，但是我上了研究生以后，這些就是寶藏，他們可以幫助我更早的進入研究生學(xué)習(xí)的狀態(tài)，學(xué)到更多的知識。解決問題的能力提高了。整個畢設(shè)過程中，遇到了許多的問題，有的問題是通過鄭老師老師和廖老師的指導(dǎo)解決的。但是大部分的問題還得通過查找資料，自己拿主意，最終把問題解決。我覺得這是至關(guān)重要的。在以后的學(xué)習(xí)尤其是工作中，我們不可能每遇到一個問題就到處問，我們必須學(xué)會查資料和總結(jié)，擁有自己的主見和思想。 致 謝感謝所有給我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)！ 本次畢業(yè)設(shè)計對我來說是個極大的挑戰(zhàn)，也是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)成果的一次檢驗。在畢業(yè)設(shè)計過程中，通過翻閱書籍和查找文獻使我養(yǎng)成了自學(xué)的好習(xí)慣，提高了自己獨立解決問題的能力。最主要的是我把書本上學(xué)到的東西直接轉(zhuǎn)化到了實際中，與實踐相結(jié)合解決了在畢業(yè)設(shè)計過程中的一系列問題。在寫說明書的過程中我即把所學(xué)的知識梳理了一遍，同時也體會到了做任何事都要有嚴謹?shù)膽B(tài)度，對于設(shè)計過程中任何問題，不論大小都不能輕視，要通過正確的方法去解決，在做任何事情的時候都不能輕言放棄，要有戰(zhàn)勝困難的信心，堅持到最后一定能取得成功。畢業(yè)設(shè)計算是對大學(xué)時光的一個總結(jié)，畢業(yè)設(shè)計是你大學(xué)四年辛苦學(xué)習(xí)的成果，一個完美的畢業(yè)設(shè)計即為我的大學(xué)生涯劃上了一個句號，也為我的人上道路開啟了另一扇大門。再次感謝*老師的悉心指導(dǎo)以及學(xué)長、學(xué)姐們的幫助。最后感謝與我相處四年的所有同學(xué)和老師，是你們給了我一個美好的四年時光。2022 屆熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）1參考文獻[1] 考[J] .甘肅水利水電技術(shù)， 2022[2] 郝繼武，王春雷 轉(zhuǎn)漿式水輪機葉片密封的改進.《大電機技術(shù)》2022 年第三期[3] 哈爾濱大電機研究所， 《水輪機設(shè)計手冊 M》 北京：機械工業(yè)出版社 1976 年[4] ，12[5] （第三版）.[6] 溫曉軍，. 《中國水利》2022年 6 期[7] 王華任，超音速噴涂耐泥沙磨蝕技術(shù) 《東方電機》2022 年第 1 期[8] 潘春國， 年第 5 期[9] 郭鵬程，鄭小波，梁武科. 中小型水電站水輪機轉(zhuǎn)輪改型設(shè)計的必要性和可行性. 西北水力發(fā)電. 第 18 卷，第 2 年 6 月 [10] （水輪發(fā)電機組設(shè)計手冊第一部分）.機[11] 高賢明，去氫熱處理工藝研究， 《東方電機》2022 年第 1 期[12] 高梅英，宋 璞， 年第 6 期 [13] Eisinger，R. ，Ruprecht A. 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