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東西關(guān)水電站水輪機選型與結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)論文(參考版)

2025-06-30 12:46本頁面
  

【正文】 再次感謝我的大學和所有幫助過我并給我鼓勵的老師,同學和朋友,謝謝你們! 參考文獻【1】 鄭小波,羅興锜, 【2】 哈爾濱大電機研究所編著.《水輪機設(shè)計手冊》.北京:機械工業(yè)出版社,1976【3】 . 紅水河 2010年第二期【4】 ,1998年第四期【5】 ,2001年第一期【6】 王恒善,王榮昌,【7】 ,第23卷16期【8】 ,第12卷第三期【9】 王治中,第4卷第4期【10】 ,第2期【11】 【12】 Li Qifei, Quan Hui, Li Rennian, Jiang of Guide Vanes Airfoil on Hydraulic Turbine Runner Performance. Procedia Engineering 28 (2012) 703–708【13】 Fu Jianhong Song Kexionga, Zhang Zhia Zhao Zhiqiang Zeng Dezhia Liu Fei,Zheng Xin. Analysis on ThreeDimensional Numerical Simulation of Turbine Flow Characteristics. Energy procedia 16 (2012) 1259–1263 附錄1. 水輪機總裝配圖(A0);2. 導葉布置圖(A2);3. 導水機構(gòu)裝配圖(A1);4. 導葉(A2)。感謝我的家人,感謝我的父母寬容與理解,感謝他們這四年來對我的生活上的關(guān)懷,感謝他們給予我物質(zhì)上的資助,同時也感謝我的親人一如既往的關(guān)懷與支持。感謝班里每個同學對我的支持與理解。在我的研究生階段,我不僅要學深刻學習自己的專業(yè),還要抽出時間去學習水能利用、水工設(shè)計、電氣方面的知識,全面發(fā)展。我深深的感受到自己知識的匱乏,要學的東西還有很多,幫我指明了學習進步的方向。我覺得這是至關(guān)重要的。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解決的。比如說一些研究的方法,ANSYS等軟件的使用。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。查找資料的能力提高了。之前我就在學校外面報過CAD培訓班,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。所以,當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。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??偨Y(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。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。最終的設(shè)計成果包括水輪機總裝配圖、導葉布置圖、導水機構(gòu)裝配圖和主軸零件圖和開題報告、畢業(yè)論文、外文翻譯的撰寫。了解水輪機各零部件的結(jié)構(gòu)和作用,參照水輪機設(shè)計手冊和水輪機圖冊對東西關(guān)電站水輪機結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。選定畢設(shè)題目之后,在網(wǎng)上收集資料,了解東西關(guān)電站的地理位置、工程概況、電站原始資料。在以往的傳統(tǒng)的學習模式下,我們可能會記住很多的書本知識,但是通過畢業(yè)論文,我們學會了如何將學到的知識轉(zhuǎn)化為自己的東西,學會了怎么更好的處理知識和實踐相結(jié)合的問題。其結(jié)構(gòu)如圖83所示: 圖83 真空破壞閥通過此次的畢業(yè)設(shè)計,我學到了很多知識,跨越了傳統(tǒng)方式下的教與學的體制束縛,在畢業(yè)設(shè)計過程中,通過查資料和搜集有關(guān)的文獻,培養(yǎng)了自學能力。真空破壞閥就是在緊急關(guān)閉導葉時補入空氣,破壞真空,起一定的保護作用。本電站工作密封采用的是水壓式端面密封,如圖82,由于機組安裝高程為正值,所以不需要設(shè)檢修密封。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。其結(jié)構(gòu)如圖81: 圖81 稀有潤滑分塊瓦式水導軸承 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。查《水輪機設(shè)計手冊》345頁,本次設(shè)計中采用稀油潤滑分塊瓦式軸承,主要是因為以下原因:稀油潤滑分塊瓦式軸承雖然有密封在軸承下部,轉(zhuǎn)輪懸臂大,成本高,平面布置尺寸大等缺點,但鑒于其受力均勻,軸瓦研刮、調(diào)整方便,運行安全可靠,在大中型機組中應(yīng)用較多。其它型式軸承如稀油潤滑畢托管上油方式軸承,在中、小型機組中雖有采用,但近期已被斜油槽自循環(huán)的筒式軸承所代替。 圖72 泄油閥、密封及其他部件的設(shè)計 水導軸承水輪機導軸承型式很多,目前比較常用的有水潤滑的橡膠軸承。本次設(shè)計中操作油管被分為數(shù)段,用法蘭連接,這主要是考慮到電站布置,主軸和接力器結(jié)構(gòu)的變化,為滿足動作靈活,加工、裝卸方便。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。由于其零件數(shù)少,結(jié)構(gòu)簡單,轉(zhuǎn)輪體高度可降低,故其在大型水輪機中應(yīng)用較多。KW n=所以, 根據(jù)《水輪機設(shè)計手冊》上 319 頁圖12—12 扭力矩與主軸外徑的關(guān)系曲線查得D=900(mm),主軸內(nèi)孔直徑按《水輪機設(shè)計手冊》320 頁上的公式12—2 計算:式中 :D——主軸外徑(厘米)N——主軸傳遞的功率(千瓦)n——主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)τmax——最大許用應(yīng)力(公斤/厘米2)初選主軸的材料為 ZG20MnSi,其中τmax=550 (公斤/厘米)所以根據(jù)主軸內(nèi)孔直徑公式計算得:故,可將主軸內(nèi)徑按標準直徑系列取為400mm 。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。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。葉片本體與樞軸的連接方式有兩種。在本次畢業(yè)設(shè)計中,轉(zhuǎn)輪體與主軸聯(lián)接時,采用的是轉(zhuǎn)輪上蓋與主軸法蘭分開的結(jié)構(gòu)。在本次設(shè)計中轉(zhuǎn)輪體采用ZG20MnSi 整鑄而成。 導水機構(gòu)的配合間隙查《水輪機設(shè)計手冊》表83導葉的端面間隙,得 A=~,導葉與頂蓋配合間隙為 =~, 與底環(huán)配合的端面間隙為 =~。52705120870665 導水機構(gòu)的零件公差通過分析導水機構(gòu)各部分的工作原理,明確各零部件之間的相互運動關(guān)系,參照機械設(shè)計手冊確定導水機構(gòu)各部分的配合。根據(jù)轉(zhuǎn)輪直徑系列編制的控制環(huán)系列,對控制環(huán)的制造做了一定的要求。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。圖519 支持蓋 底環(huán)底環(huán)是一個環(huán)形部件,固定于座環(huán)上,作為導葉安放的基座,在設(shè)計時應(yīng)當主要考慮剛度,可以不作強度計算。支持蓋要求有足夠的強度和剛度,材料為ZG30。頂蓋的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,制造要求較高,尤其是裝導葉套筒的孔應(yīng)與底環(huán)同心。頂蓋的材料采用ZG30,基本厚度為130mm鋼板。另外,操作油壓采用=25公斤/厘米178。通過調(diào)節(jié)連接兩個叉頭的連接螺桿從而改變連桿的實際長度,可以調(diào)節(jié)立面間隙。導葉立面密封為金屬線接觸密封,導葉端面密封為嵌入在導葉瓣體端面內(nèi)的青銅塊加橡膠條密封。 導葉的密封裝置當停機時導水機構(gòu)必須封水嚴密,否則不但會增加漏水量,而且會加劇加劇因間隙氣蝕引起的破壞。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,但由于受到機組尺寸的限制,本次設(shè)計仍選擇傳統(tǒng)的整體圓筒形結(jié)構(gòu)。 導葉套筒結(jié)構(gòu)導葉套筒是固定導葉上中軸套的部件,采用HT21—40鑄鐵鑄造。 導葉止推裝置對于水頭較高的機組,應(yīng)考慮導葉在水壓作用下的上浮力,當上浮力超過導葉的自重時,在套筒上必須裝止推裝置,以防止導葉向上抬起,碰撞頂蓋和影響連桿受力。對于軸流式水輪機,導水機構(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。其尺寸大小如下表55:表55 中軸頸密封參數(shù)符號數(shù)值(mm)參數(shù)符號數(shù)值(mm)db230h18d237δ14d1223δ24d2280其中參數(shù)符號意義對應(yīng)圖56: 圖56 中軸頸密封導葉下軸頸的密封主要是防止泥沙進入,發(fā)生軸頸磨損。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。上軸套尺寸系列如表52 所示:表52 上軸套尺寸參數(shù)符號數(shù)值(mm)參數(shù)符號數(shù)值(mm)dc210h
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