【正文】 Tab(40)。 Tab(30)。 Tab(20)。 Tab(10)。圓心距（即環(huán)殼子午面斷面中心至水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的距離） ai = CInt(ai * 1000) / 1000 Ri = ai + pi 39。 σ總橢For i = 345 To 15 Step 15k = i / C If i = Then T = Sqr(2 * Ra1 * k h ^ 2) xi = k + T pi = Sqr(xi ^ 2 + h ^ 2) 39。 σ總橢2。 σ總橢1。 δ橢實(shí)。 δ橢計(jì)。 σ總圓。 σb圓。 σ1圓。 δ圓實(shí)。 (Mpa)Print 以下長度單位均為:m,應(yīng)力單位均為:MpaPrintPrint δ圓計(jì)。鋼板的泊松比P1 = ((1 + ξmax) * Hmax * ρ * g) / 1000000Print 蝸殼內(nèi)水壓力P1=。重力加速度常數(shù)σ許 = 160 39。蝸殼中最大的壓力上升系數(shù)ρ = 1000 39。蝶形邊長度Hmax = 39。計(jì)算得Ra2 = 39。金屬蝸殼系數(shù)h = 39。進(jìn)口流速Ra1 = 39。根據(jù)此數(shù)據(jù)進(jìn)行蝸殼強(qiáng)度的計(jì)算，厚度的校核及設(shè)計(jì)。取兩次校核值中的最大者作為最終的輸出值。（二）蝸殼橢圓斷面部分：1．厚度計(jì)算： （I）式中：—橢圓環(huán)殼端面短半軸；—橢圓環(huán)殼斷面長半軸；—蝸殼各環(huán)節(jié)與座環(huán)連接處的C點(diǎn)至水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的距離，cm；—環(huán)殼子午斷面中心點(diǎn)至水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的距離，cm；2．校核： （Ⅱ） 式中：—蝸殼最大總應(yīng)力； a. ，將此時的代入式（Ⅱ）中，如此循環(huán)計(jì)算直到，此時的就為校核后的厚度?？紤]到鋼板的磨損和銹蝕，蝸殼的實(shí)際厚度為：2. 校核：將所得的實(shí)際厚度代入下式： （I）式中：—蝸殼最大總應(yīng)力。 蝸殼強(qiáng)度計(jì)算蝸殼強(qiáng)度計(jì)算所用的水壓力為：P=（1+ξ）Hmaxρg式中：P—蝸殼內(nèi)水壓力，Pa； ξ—甩負(fù)荷時導(dǎo)水機(jī)構(gòu)關(guān)閉瞬間，蝸殼中最大的壓力上升系數(shù)，通常取 ξ=~，本次設(shè)計(jì)取ξ=； ρ—水的密度，ρ=1000 kg/m3； Hmax—水輪機(jī)最大工作水頭，Hmax =；從蝸殼的水力計(jì)算知道，沿著圓周方向從進(jìn)口開始流量逐漸減少，因此蝸殼圓斷面面積也隨之變小，當(dāng)斷面小到一定程度時就不能和座環(huán)相聯(lián)接，于是將圓斷面改為橢圓形斷面，因此，蝸殼的薄壁應(yīng)力計(jì)算時，就分為圓形斷面和橢圓斷面兩種情況分別進(jìn)行。則在上面所說的內(nèi)水壓力作用下，和座環(huán)連接的蝸殼邊緣就要產(chǎn)生變形，但是座環(huán)的剛度比蝸殼大，起著限制蝸殼變形的作用。對于經(jīng)常采用的鋼板焊接蝸殼，蝸殼則焊接于座環(huán)蝶形邊上。將它與內(nèi)水壓力一起作為計(jì)算載荷。工況變化時，作用于蝸殼的水壓力也會隨之變化，當(dāng)機(jī)組緊急停機(jī)而使導(dǎo)葉突然關(guān)閉時會產(chǎn)生最大水壓力，將此時工況作為蝸殼強(qiáng)度計(jì)算時的計(jì)算工況。由于金屬蝸殼不承受壓在其上的任何外部載荷，可認(rèn)為蝸殼在工作中主要承受作用于其內(nèi)表面的水壓力，于是作用于其內(nèi)表面的水壓力是金屬蝸殼的主要載荷之一。7 金屬蝸殼強(qiáng)度計(jì)算由于金屬蝸殼形狀及所受載荷均較復(fù)雜，為了使蝸殼的強(qiáng)度計(jì)算更能符合實(shí)際情況，就需要對其所受載荷進(jìn)行分析，并根據(jù)其幾何形狀確定計(jì)算時所需要的簡化受力圖形。型號為HL260/D74LJ200的水輪機(jī)總裝圖見圖：SLH05。裝置位置盡可能靠近機(jī)組中心提高空氣補(bǔ)進(jìn)速度。大中型水輪機(jī)中真空破壞閥均裝在頂蓋或支持蓋上。 真空破壞閥當(dāng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪區(qū)出現(xiàn)() kgf/低壓，當(dāng)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)因事故而快速關(guān)閉時，由于水流的慣性和轉(zhuǎn)輪的水泵作用，在導(dǎo)葉后面的轉(zhuǎn)輪室內(nèi)，可能產(chǎn)生較高真空，引起下游尾水反沖而產(chǎn)生很大的沖擊力或出現(xiàn)抬機(jī)現(xiàn)象，嚴(yán)重時可將機(jī)組的主要部件損壞。孔口開口的總面積不應(yīng)小于通氣管斷面面積，以保證進(jìn)氣暢通，開孔區(qū)，距機(jī)組中心。；橫管直徑為：當(dāng)D13m時，取d1=100150mm。所以通常尾水管的補(bǔ)氣十字架離轉(zhuǎn)輪下環(huán)的距離；橫管與水平面夾角α=8176。補(bǔ)氣的位置應(yīng)使所補(bǔ)入的空氣能順利的進(jìn)入主要的脈動區(qū)，這樣效果較好。 尾水管補(bǔ)氣裝置1—尾水管 2—補(bǔ)氣管 3—補(bǔ)氣筒這種裝置主要由橫管、中心管、環(huán)管和取氣口的補(bǔ)氣閥等部件組成。 水輪機(jī)的輔助裝置 尾水管補(bǔ)氣裝置尾水管補(bǔ)氣裝置有十字架補(bǔ)氣裝置及短管補(bǔ)氣裝置兩種結(jié)構(gòu)型式。橡膠環(huán)和缸壁的配合要適當(dāng)，既能形成水壓又能使橡膠環(huán)移動，起到補(bǔ)償作用。靜環(huán)為一呈“凹”字形斷面的橡膠環(huán)（或尼龍環(huán)），在環(huán)的底部開有潤滑水孔。用于水軸承上部密封的單層平板密封， kgf/。另一側(cè)是厚810mm的中硬耐油耐磨橡膠板。前者，一般用作水潤滑軸承的上部密封，后者用作稀油潤滑軸承的下部密封或用于正常下游水位比軸承密封位置高的水潤滑軸承上部密封。(1)工作密封 橡膠平板密封是利用橡膠平板與固定在主軸上的動環(huán)形成端面接觸，靠水壓壓緊接觸面進(jìn)行密封。本設(shè)計(jì)中采用稀油潤滑筒式軸承。一般使用在電站水質(zhì)不干凈、含沙量大，又無清潔水源的電站采用。旋轉(zhuǎn)油盆固定在主軸上，油盆下部裝主軸密封。它具有結(jié)構(gòu)簡單，平面布置緊湊，運(yùn)行可靠，剛性好，避免了水潤滑橡膠軸承的缺點(diǎn)，軸瓦采用巴氏合金直接澆注在軸承體上，軸承體由2~4瓣組成筒式。這種軸承使用在電站水質(zhì)干凈，有清潔水源。 (1) 水潤滑橡膠軸承水潤滑橡膠軸承利用清潔水潤滑，軸承體上鑲有6~12塊橡膠軸瓦，用螺釘把合，磨損后允許背面加墊調(diào)整，也可以單獨(dú)更換，潤滑水箱上部采用橡膠平板密封，便于檢修與維護(hù)。 導(dǎo)軸承的結(jié)構(gòu)型式水輪機(jī)導(dǎo)軸承隨機(jī)組布置形式分橫軸和立軸兩大類。導(dǎo)軸承的維護(hù)、檢修是水輪機(jī)的主要維護(hù)、檢修項(xiàng)目，常見的問題是軸承過熱，嚴(yán)重時會燒壞軸瓦；其次是軸承磨損，使間隙過大，影響運(yùn)行質(zhì)量，縮短軸承壽命。導(dǎo)軸承所受的徑向力，主要由轉(zhuǎn)動部分的重量不平衡、水流經(jīng)過轉(zhuǎn)輪時水力不平衡以及由尾水管的振動引起。 水輪機(jī)導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 概述水輪機(jī)導(dǎo)軸承的作用，一是承受機(jī)組在各種工況下運(yùn)行時由主軸傳來的徑向力。為防銹、耐磨起見，軸頸可鍍鉻。將熱壓成型的弧形板拼焊起來，再與鍛軸焊為整體。其結(jié)構(gòu)分為鑄、焊兩種。 導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)大、中型水輪機(jī)的導(dǎo)葉，由翼型斷面的、中空的導(dǎo)體和上、下軸組成。因此，可選擇的調(diào)速器型號為：YDT7000。大、中型調(diào)速器的工作容量可根據(jù)水輪機(jī)所需的接力器容量來選擇，而大、中型反擊式水輪機(jī)所需的接力器容量可按下式進(jìn)行估算：本次設(shè)計(jì)?。? 式中：A接力器容量，； Q最大水頭下發(fā)額定出力時的體積流量。在設(shè)計(jì)時，為了確定導(dǎo)水機(jī)構(gòu)接力器的布置，我們首先應(yīng)該確定出調(diào)速器的型號，然而，要確定調(diào)速器的型號，首先要確定出調(diào)速器的工作容量?？刂骗h(huán)再通過連桿、轉(zhuǎn)臂使導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動。 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)接力器接力器是導(dǎo)葉傳動機(jī)構(gòu)中的動力部件，當(dāng)水輪機(jī)負(fù)荷發(fā)生變化時，由調(diào)速器主配壓閥控制的壓力油進(jìn)入接力器的油缸推動接力器活塞。但即使工藝達(dá)到規(guī)定的要求，而機(jī)組安裝投產(chǎn)后由于溫度變化和廠房變形等因素，亦可能造成導(dǎo)葉裝配間隙增大或?qū)~卡住現(xiàn)象。對于高水頭并在電網(wǎng)中擔(dān)任尖荷的機(jī)組來說，減少停機(jī)時的漏水損失尤其重要，因?yàn)檫@些機(jī)組有相當(dāng)多的時間處于停機(jī)狀態(tài)。本次設(shè)計(jì)，L型密封和O型密封都有采用。(b)。設(shè)計(jì)時套筒與頂蓋端面配合尺寸應(yīng)保證橡膠有一定的壓縮量，密封圈可采用中硬度橡膠模壓成型。“L”型密封圈用套筒壓緊在水輪機(jī)頂蓋上，“L”型密封圈與導(dǎo)葉軸頸之間靠水壓貼緊封水。目前“L”型密封形式在我國水輪機(jī)生產(chǎn)中廣泛采用，(a)所示。導(dǎo)葉軸承如采用黃油潤滑，則需要防止水流進(jìn)入軸承引起軸頸銹蝕和破壞油膜?，F(xiàn)改用尼龍1010材料，可以改善潤滑條件。導(dǎo)葉的下軸承，當(dāng)水頭不高和河水較清時，一般采用水潤滑，其材料為膠木瓦，是用樺木經(jīng)過特殊處理壓制而成。這樣的結(jié)構(gòu)，除了需要大量的銅料作軸套外，為了向軸瓦內(nèi)注入潤滑油，需要專門的油管供油，對于大型水輪機(jī)，還要裝置集中的加油設(shè)備，向各導(dǎo)葉軸承加油，因此給制造和運(yùn)行帶來不少的麻煩。導(dǎo)葉用三個軸承（軸套）來支承，其中一個軸套裝在底環(huán)上，其他兩個軸套裝在圓形套內(nèi)，此套筒用法蘭固定在水輪機(jī)頂蓋內(nèi)。1—導(dǎo)葉臂；2—耳柄；3—剪斷銷；4—旋套；5—連桿銷 耳柄傳動結(jié)構(gòu)為了轉(zhuǎn)動導(dǎo)葉，在結(jié)構(gòu)上必須考慮導(dǎo)葉的支點(diǎn)所用軸承的型式。但其受力條件沒有叉頭式好，連桿銷和剪斷銷上都有附加彎矩，剪斷銷的剪斷力容易隨軸套配合和裝配質(zhì)量而變化，剪斷面尺寸不易確定，但由于結(jié)構(gòu)簡單，比較適宜在中小型機(jī)組中采用。叉頭傳動機(jī)構(gòu)受力情況較好，適于大、中型機(jī)組采用。本設(shè)計(jì)采用的是徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)分為內(nèi)部調(diào)節(jié)和外部調(diào)節(jié)兩種類型，內(nèi)部調(diào)節(jié)一般應(yīng)用于小型明槽式水輪機(jī)中，在這不做詳細(xì)介紹。導(dǎo)葉關(guān)閉后還應(yīng)有可靠的封水性能，減少漏水損失。 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的作用，主要是形成和改變進(jìn)入轉(zhuǎn)輪水流的環(huán)量，保證水輪機(jī)具有良好的水力特性，調(diào)節(jié)流量，以改變機(jī)組出力，正常與事故停機(jī)時，封住水流，停止機(jī)組轉(zhuǎn)動。(3)組合結(jié)構(gòu)一般D1，因受鐵路運(yùn)輸?shù)南拗疲荒苤瞥烧w的，或因鑄造能力不足不能整體鑄造時，必須把轉(zhuǎn)輪分成兩半制造，運(yùn)到現(xiàn)場后再組合成整體。焊接結(jié)構(gòu)易保證轉(zhuǎn)輪質(zhì)量，同時降低了對鑄造能力的要求，易實(shí)現(xiàn)小設(shè)備鑄大件，但焊接工作量大，對焊接工藝要求高，要確保每條焊縫的質(zhì)量，避免焊接變形和消除焊接溫度應(yīng)力等。整鑄結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，生產(chǎn)周期短，成本低，并有足夠的強(qiáng)度；整鑄結(jié)構(gòu)的主要問題是砂眼、鑄造裂紋等不易根除。對高水頭的轉(zhuǎn)輪，為提高其強(qiáng)度和抗磨、抗氣蝕能力，采用高強(qiáng)度低合金或普通碳鋼，在葉片表面易氣蝕或易磨損部位，堆焊耐磨耐蝕材料。對于低水頭的中小型混流式轉(zhuǎn)輪，可用優(yōu)質(zhì)鑄鐵HT200或球墨鑄鐵整鑄；對于高水頭的中小型轉(zhuǎn)輪和低水頭的大型轉(zhuǎn)輪，則采用ZG30整鑄。(1)整鑄結(jié)構(gòu)整鑄指上冠、葉片和下環(huán)整體鑄造而成的轉(zhuǎn)輪。 混流式轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)型式混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)型式，主要是指上冠、葉片和下環(huán)三部分。④階梯式止漏環(huán)階梯式止漏環(huán)，它具有迷宮式及梳齒式止漏環(huán)作用，止漏效果好，與轉(zhuǎn)輪同心度易保證，本身剛度高，安裝、測量均較方便，多用在H200m的水電站。③梳齒式止漏環(huán)對于高水頭H＞200m混流式水輪機(jī)，需要采用梳齒式止漏裝置。①間隙式止漏環(huán)間隙式止漏環(huán)，其止漏效果較差，但與轉(zhuǎn)輪的同心度高，制造、安裝方便，抗磨性能好，一般應(yīng)用在多泥沙的電站。 止漏環(huán)結(jié)構(gòu)對不同水頭的水輪機(jī)，所采用止漏環(huán)的型式也不一樣。泄水錐的材料，中型機(jī)組一般ZG30鑄造，大型機(jī)組多A3鋼板焊接。止漏環(huán)一般由忽大忽小的空間或直角轉(zhuǎn)向構(gòu)成，水流流經(jīng)止漏環(huán)時，受到很大的局部和沿程阻力，使水流不易通過，從而達(dá)到減小漏水損失的目的。上止漏環(huán)的固定部分裝在頂蓋上，轉(zhuǎn)動部分裝在上冠上；下止漏環(huán)的固定部分裝在座環(huán)或底環(huán)上，轉(zhuǎn)動部分裝在下環(huán)上。(4)止漏環(huán)止漏環(huán)由兩部分組成，一部分為固定部分，另一部分為轉(zhuǎn)動部分。下環(huán)的材料多為一般低合金鑄鋼。葉片的材料多采用低合金鋼和不銹鋼，如ZG20MnSi、ZG1Cr1ZG0Cr13Ni6等。葉片自上而下呈扭曲狀，其斷面形狀為翼型。(2)轉(zhuǎn)輪葉片葉片是組成轉(zhuǎn)輪最主要的部分，是直接將水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的部件。在上冠法蘭外圍開有幾個減壓孔，其目的在于將轉(zhuǎn)輪前后的水連成通路，從而減小作用在轉(zhuǎn)輪上的軸向水推力。上冠中間部分為上冠法蘭，與主軸相連。 混流式轉(zhuǎn)輪的組成混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪外形雖有所不同，但它們基本上都是由上冠、葉片、下環(huán)、止漏環(huán)、泄水錐和減壓裝置等組成。本次設(shè)計(jì)采用的是焊接蝸殼。這種彈性墊層用瀝青、石棉和毛氈等材料組成，厚約50mm左右，其作用是避免水壓直接傳至混凝土，也避免上部基礎(chǔ)傳來的外載荷直接作用到蝸殼上。在水電站立式機(jī)組中，或是把蝸殼上半部敞開，不澆在混凝土內(nèi)，例如鑄鋼蝸殼；或者全部埋入混凝土中，例如焊接蝸殼，因其平面尺寸很大，從廠房結(jié)構(gòu)考慮需要埋入廠房下面的混凝土中。這是由于機(jī)器尺寸不大，從強(qiáng)度、制造和安裝等考慮，采用了整鑄結(jié)構(gòu)。錐形環(huán)節(jié)的展開和鋼板的下料，國內(nèi)較多的制造廠現(xiàn)均用計(jì)算機(jī)和數(shù)控程序切割機(jī)進(jìn)行，錐形環(huán)節(jié)卷成后的準(zhǔn)確性大為提高，因此這些廠取消了在廠內(nèi)進(jìn)行蝸殼預(yù)裝的工序，只進(jìn)行結(jié)構(gòu)上最為復(fù)雜的蝸殼尾部試裝配。同一斷面上鋼板厚度也不相同，在接近座環(huán)上下兩端的鋼板較在斷面中間的要厚一些。焊接蝸殼的節(jié)數(shù)不應(yīng)太少，否則將影響蝸殼的水力性能。蝸殼由若干個節(jié)組成，每節(jié)又由幾塊鋼板拼成。(1)焊接蝸殼焊接蝸殼就是包括座環(huán)在內(nèi)，全部用焊接結(jié)構(gòu)，一般用在尺寸較大的中低水頭電站的HL式水輪機(jī)中。本次設(shè)計(jì)采用的是金屬蝸殼。其形式的選擇主要是根據(jù)水電站的水頭進(jìn)行的，對于水頭大于40m的水輪機(jī)，由于強(qiáng)度需要，一般采用金屬蝸殼。為防止機(jī)組運(yùn)行中螺栓頭部兜風(fēng)，保證運(yùn)行人員的安全，在連接軸的法蘭處通常裝有保護(hù)罩。螺栓的中部為精加工的圓柱面，以較小的間隙(~)mm與法蘭上的螺孔配合，它同時承受軸向力和扭矩。即：D=300mm,Dp =315m。計(jì)算得：。主軸外徑的決定主軸外徑尺寸可根據(jù)機(jī)組的扭矩初選。為便于安裝時對準(zhǔn)中心，法蘭兩端車有凸凹止口，~；止口與軸頸要同心；法蘭端面與軸線要垂直，不允許有凸起；。主軸兩端的法蘭應(yīng)盡可能的小，以免增加法蘭根部的彎曲應(yīng)力，同時減少鍛造的困難。大型水輪機(jī)主軸都采用空心軸，