【正文】 總之，通過此次畢業(yè)設(shè)計，我收獲了很多，既為大學四年劃上了一個完美的句號，也為將來的人生之路做好了一個很好的鋪墊。致謝感謝所有給我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W！ 感謝我的老師趙道利副教授、梁武科教授對我論文工作給予了許多的幫助和支持，同時也感謝我的師兄王華有一直以來對我的幫助，特別是在畫圖的過程中，向他請教了好多經(jīng)驗和方法。在以后的學習尤其是工作中，我們不可能每遇到一個問題就到處問，我們必須學會查資料和總結(jié)，擁有自己的主見和思想。解決問題的能力提高了。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。作圖和識圖能力有了極大的提高。以前在課堂上學習時只是對各零部件有個初步的認識，但這遠遠不夠。畢業(yè)設(shè)計要求結(jié)合平時所學的相關(guān)專業(yè)知識，對大學期間所學知識進行系統(tǒng)總結(jié)，所以此設(shè)計可看做對大學所學知識的一個綜合利用。查找了大量文獻，翻譯外文，在圖書館數(shù)據(jù)庫中查閱水輪機選型設(shè)計和水輪機結(jié)構(gòu)方面的書籍和期刊，了解國內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢并書寫開題報告。并且由原先的被動的接受知識轉(zhuǎn)換為主動的尋求知識，這可以說是學習方法上的一個很大的突破。 圖82 水壓式端面密封 真空破壞閥當導水機構(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。這種密封結(jié)構(gòu)形式很多，如盤根、墊料式密封，單層或雙層橡膠密封，徑向或端面碳精塊密封，水泵密封等。干油潤滑軸承國內(nèi)運用不多。 泄油閥軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機轉(zhuǎn)輪在泄水錐和轉(zhuǎn)輪體之間的底蓋上裝有泄油閥，圖235本次設(shè)計中所用到的泄油閥結(jié)構(gòu)，其特點是卸掉底部螺塞后油不會泄出，必須擰入排油管頂起止油閥后才能排出積油。其具體結(jié)構(gòu)如圖71所示：圖71 帶操作架的直連桿機構(gòu) 操作油管轉(zhuǎn)槳式水輪機轉(zhuǎn)輪的接力器操作油管裝于主軸中心孔內(nèi)。 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主軸的外徑尺寸可以根據(jù)機組的扭力矩初選，扭力矩按以下公式計算：式中 ： N——代表主軸傳遞的功率（千瓦）n——代表主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）由原始資料：N==10179。一種是用分別整體鑄造；一種是采用分開鑄造，加工后用螺釘或銷釘?shù)葯C械零件組合。轉(zhuǎn)輪體外圓采用球形結(jié)構(gòu)，球形輪轂能使葉片和轉(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。導水機構(gòu)的配合關(guān)系見導水機構(gòu)裝配圖。底環(huán)的結(jié)構(gòu)見下圖520:圖520 底環(huán) 控制環(huán)控制環(huán)的尺寸系列盡量做到標準化，提高結(jié)構(gòu)的通用性。支持蓋如圖所示。受運輸條件的限制，頂蓋采用分四瓣組合。 導葉傳動機構(gòu)的設(shè)計 接力器，屬于大型機組，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機坑的接力器井內(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)簡單，制造容易，運行可靠。嚴重時甚至會造成機組無法正常停機。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)。對于深溪溝水電站，機組較大，可設(shè)兩套水泵互為備用。密封圈的材料采用中硬耐油橡膠，模壓成型。該設(shè)計中，導葉套筒采用尼龍1010，其吸水性小，尺寸較為穩(wěn)定，通過離心熔鑄成型，適合在水輪機導葉、連桿等部位應用。還需檢查導葉與固定導葉、轉(zhuǎn)輪葉片是否相碰。 繪制導葉布置圖及相關(guān)曲線選擇三個相連的導葉，同時旋轉(zhuǎn)三個導葉，使其處于不同開度，并繪出各開度下的小耳環(huán)位置以及導葉臂和耳柄中心線位置。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，初繪導葉布置圖，調(diào)整Lh、Lc、小耳環(huán)分布圓直徑Dc，使得導葉處于全關(guān)位置時，連桿與小耳環(huán)分布圓切線的夾角=～； 連桿與轉(zhuǎn)臂的夾角～。 圖51 標準對稱型導葉的幾何尺寸（D1=1m，Z=24）將上述尺寸放大λ=，得到導葉最終幾何尺寸如表51。尤其在剪斷銷破斷后，連桿或轉(zhuǎn)臂是否相碰。根據(jù)db選擇導葉各部分尺寸。對導水機構(gòu)設(shè)計的基本要求如下：（1） 導葉最大開口必須保證水輪機總的過水能力，且裕量不小于5%；（2） 在關(guān)閉的狀態(tài)下各導葉間以及導葉與頂蓋和底環(huán)間的間隙必須很小，以保證漏水最少；（3） 在調(diào)節(jié)過程中若導葉間落入固體物時，必須防止損壞導水機構(gòu)零件；（4） 在導葉失去控制時，導水機構(gòu)在結(jié)構(gòu)上應能防止導葉繞其自身軸線轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)；（5） 導葉軸頸，銷軸和導水機構(gòu)的轉(zhuǎn)動機構(gòu)各摩擦面必須保持良好的潤滑；（6）導水機構(gòu)零件的結(jié)構(gòu)及其制造公差必須保證能正確地裝配，調(diào)整及拆修該機構(gòu)；（7）由接力器到導葉的傳動系統(tǒng)必須使作用于導葉的水力矩和接力器產(chǎn)生的驅(qū)動力矩見具有最優(yōu)比例關(guān)系；（8）設(shè)計承受水流沖擊的零件時，其強度必須特別加以注意。 水機構(gòu)總體設(shè)計水輪機導水機構(gòu)的作用，主要是形成和改變進入轉(zhuǎn)輪水流的環(huán)量，保證水輪機具有良好的水力特性，調(diào)節(jié)流量，以改變機組出力，正常與事故停機，封住水流，停止機組轉(zhuǎn)動。為方便檢修，直錐段設(shè)φ800進人門。為防止水流沖刷及滲漏現(xiàn)象，在混凝土蝸殼和座環(huán)的連接部位還加有鋼板襯板。本電站采用整體型比較方便。 座環(huán)座環(huán)是反擊式水輪機的基礎(chǔ)部件，除了承受水壓力的作用外，還承受整個機組和機組段混泥土的重量，因此要有足夠的強度和剛度。 真空破壞閥當導水機構(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。東西關(guān)水電站水質(zhì)干凈，有清潔水源，選擇分塊瓦式軸承雖然轉(zhuǎn)輪懸臂大，但其仍有不可掩蓋的優(yōu)點。稀油潤滑有轉(zhuǎn)動油盤、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。通常，操作油管用兩根無縫鋼管組成內(nèi)外兩個壓力油腔，上部接至受油器，下部與轉(zhuǎn)輪接力器的活塞桿連接。水輪機軸與轉(zhuǎn)輪采用20個M130螺柱連接，采用銷套傳遞扭矩，連軸螺柱不受剪切力。轉(zhuǎn)輪體外圓采用球形結(jié)構(gòu)，球形輪轂能使葉片和轉(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。在導葉臂與連桿之間設(shè)置剪斷銷，以保證在某個導葉被異物卡住后其他導葉能正常動作。為了有效防止泥沙和封水，中軸頸處設(shè)置了L型密封圈，下軸頸處設(shè)置了O型密封圈。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)應分四瓣鑄造。支持蓋要求有足夠的強度和剛度，材料為ZG30。頂蓋的材料采用ZG30，基本厚度為130mm鋼板。尾水管的形狀對水輪機性能具有較大的影響。當水頭在40米以下時，水輪機的蝸殼常用鋼筋混凝土在現(xiàn)場澆注而成；水頭高于40米時，則常采用拼焊或整鑄的金屬蝸殼。水輪機剖面圖如圖31所示。圖21 水輪機綜合運轉(zhuǎn)特性曲線東西關(guān)水電站水質(zhì)較好，設(shè)計中主要考慮機組的穩(wěn)定性和可靠性。 出力限制線的繪制由水輪機的最小水頭與額定水頭，分別計算出相應的模型單位轉(zhuǎn)速與，在模型綜合特性曲線上以與分別作水平線，與確定為出力限制線的等開度線交于A、 B兩點。②根據(jù)模型水輪機與與原型機的幾何相似關(guān)系，換算出對應的真機開度，并求出出力P。(2) 轉(zhuǎn)速n的計算，故取水輪機的轉(zhuǎn)速n=(3) 水輪機的設(shè)計流量 水輪機綜合運轉(zhuǎn)特性曲線的繪制 等效率曲線的繪制（1）等效率曲線繪制的一般方法： ①對轉(zhuǎn)輪葉片的每一個安放角求出一個效率修正值，若各角下的模型水輪機的最高效率為，原型水輪機各角下的最高效率為，則②在間取若干水頭，計算各水頭對應的,過各作水平線與轉(zhuǎn)槳式水輪機模型特性曲線的各等線相交，找出各角點的，其中由內(nèi)插確定，計算各點的真機效率和出力。59 原始數(shù)據(jù)水輪機的選型設(shè)計就是根據(jù)水電站設(shè)計部門提供的原始資料及參數(shù)，選擇合理的水輪機型號和計算水輪機的各種數(shù)據(jù)。此外，通過此次畢業(yè)設(shè)計可以加強自己的文字表達能力，更好地掌握一些辦公軟件和繪圖軟件，使自己全面發(fā)展。本文根據(jù)水輪機型譜參數(shù)表和模型綜合特性曲線，利用相關(guān)公式計算出原型水輪機的基本參數(shù)轉(zhuǎn)輪直徑D1和轉(zhuǎn)速，然后將計算所得到參數(shù)轉(zhuǎn)換為單位轉(zhuǎn)速在模型綜合特性曲線上檢驗所選參數(shù)是否合適，并繪制出水輪機綜合運轉(zhuǎn)特性曲線。特別是近幾年來，通過出口機組和與世界著名水輪機制造公司的合作和接觸機會增多，了解了國際上在水輪機設(shè)計中的經(jīng)驗和特點。水輪機作為水力原動機，在水電建設(shè)項目中，水輪機選擇設(shè)計具有重要意義：水輪機效率高，抗空蝕性能好，機組運行穩(wěn)定，則發(fā)電效益就高。水能資源是可再生能源，是技術(shù)上最成熟，經(jīng)濟上最合理的清潔能源，也是我國能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。黨的十七屆五中全會明確，要在保護生態(tài)的前提下積極發(fā)展水電。水輪機選型設(shè)計既是水電站設(shè)計的重要內(nèi)容之一，也是編制設(shè)備采購