【正文】 . 2 目 錄 ........................................................ 3 1 緒論 ........................................................ 5 選題的目的和意義 ....................................... 5 白山水電站的基本情況 ................................... 5 基本參數(shù) ............................................... 6 畢業(yè)設(shè)計(jì)具體內(nèi)容 ....................................... 6 2 水輪機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................... 7 轉(zhuǎn)輪流道尺寸 ........................................... 7 導(dǎo)葉高度及分布圓直徑 ................................... 8 主軸直徑 ............................................... 8 主要部件結(jié)構(gòu) ........................................... 9 轉(zhuǎn)輪 .............................................. 9 接力器 ........................................... 11 導(dǎo)葉 ............................................. 12 座環(huán) ............................................. 19 頂蓋 ............................................. 20 底環(huán) ............................................. 20 基礎(chǔ)環(huán) .......................................... 21 主軸 ............................................. 21 水導(dǎo)軸承 ......................................... 23 主軸密封 ........................................ 23 控制環(huán) .......................................... 24 補(bǔ)氣裝置 ....................................... 25 ：白山水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 3 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................ 27 導(dǎo)葉開(kāi)度 .............................................. 27 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................ 28 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的裝配尺寸 ............................... 28 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的配合公差與間隙 ......................... 28 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)部分 ............................... 29 4 強(qiáng)度校核 ................................................... 36 主軸的強(qiáng)度校核 ........................................ 36 基本參數(shù)的定義 ................................... 36 軸身應(yīng)力的計(jì)算 ................................... 36 薄臂軸法蘭與軸身聯(lián)接處應(yīng)力的計(jì)算 ................. 37 導(dǎo)葉強(qiáng)度計(jì)算 .......................................... 42 基本參數(shù)的意義： ................................ 42 導(dǎo)葉上的作用力計(jì)算： ............................ 43 各斷面慣性矩、斷面模數(shù)計(jì)算： .................... 44 撓度計(jì)算： ...................................... 45 各支反力及其應(yīng)力計(jì)算： .......................... 47 導(dǎo)葉軸頸 C 的最優(yōu)間隙確定： ...................... 49 按選定的撓度值，復(fù)核若干斷面應(yīng)力： .............. 50 致 謝 ....................................................... 52 參考文獻(xiàn) ..................................................... 53 5 1 緒論 作為一名即將畢業(yè)的 大學(xué)生， 畢業(yè)設(shè)計(jì) 是大學(xué) 學(xué)習(xí)的最后一個(gè)重要的綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)， 撰寫(xiě)畢業(yè)論文，主要有兩個(gè)方面的目的 ： 一是對(duì) 所學(xué) 知識(shí)進(jìn)行一次全面的考核。 hydraulic turbine。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，所有的圖紙都采用 AutoCAD 軟件進(jìn)行繪制 。第二部分是對(duì)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)進(jìn)行 設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有三部分。 白山水電站位于吉林省樺甸市老惡河哨口， 第二松花江上游，是國(guó)家電力公司東北公司直屬的梯級(jí)水力發(fā)電廠，國(guó)家特大型企業(yè)。 1 白山水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 水輪發(fā)電機(jī)組 是 將水能轉(zhuǎn)化為電能的核心設(shè)備 ，水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得是否合理就成為電站能否有效運(yùn)行得關(guān)鍵。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為白山水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。白山發(fā)電廠介于東北電網(wǎng)南網(wǎng)、北網(wǎng)之間，地理位置適中，在東北電網(wǎng)中擔(dān)負(fù)調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用任務(wù)，目前是東北電網(wǎng)裝機(jī)容量最大的水電廠。第一部分是對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。第三部分則是對(duì)主要部件進(jìn)行強(qiáng)度校核。 關(guān)鍵詞： 白山水電站 ； 水輪機(jī) ； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ； 強(qiáng)度校核 ：白山水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 The Structural Design of Hydraulic Turbine for Baishan Hydraulic Power Station ABSTRACT The waterturbine generator set transforms the hydro energy as the electrical energy core equipment, the hydraulic turbine structural design whether reasonable bees the power plant whether effective movement to result in the key. This design primary coverage Baishan hydroelectric power station hydraulic turbine structural design. The Baishan hydroelectric power station is located on Lao’e river sentry post mouth in Huadian city of the Jilin Province, upstream the second Songhua River, is the stave hydroelectric power station which SGCC Northeast Corporation subordinates, National Extra large type Enterprise. The Baishan power plant is situated between south and north of the northeast electrical work, the geographical position is moderate, shoulders in the northeast electrical work adjusts the peak, the frequency modulation and the accident spare duty, at present is the biggest hydroelectric power plant installed capacity in northeast electrical work. This design primary coverage has three parts. The first part carries on the design of the overall structure. The second part carries on the design of the water anization. The third part carries on the intensity checking of the major ponent. In this graduation project, all blueprints use the AutoCAD to carry on the plan. KEYWORD: Baishan hydropower station。 structural design。二是進(jìn)行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為以后 從事工作 打下良好的基礎(chǔ)。 在本次《白山水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》 設(shè)計(jì)過(guò)程 中 ， 可以 學(xué)習(xí) AutoCAD 等軟件 并 熟練 應(yīng)用 ， 可以 了解新科技進(jìn)展，了解自己所學(xué)知識(shí)的優(yōu)勢(shì)和 不足，為以后的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。 的基本 情況 白山水電站位于吉林省樺甸市老惡河哨口， 第二松花江上游，是國(guó)家電力公司東北公司直屬的梯級(jí)水力發(fā)電廠，國(guó)家特大型企業(yè)。 白山水電站控制流域面積 19萬(wàn)平方公里，年徑流量 74． 03億立方 米 ，為不完全多年調(diào)節(jié)水庫(kù)。其中，白山地下水電站安裝了 3 臺(tái) 30 萬(wàn)千瓦混流式水輪發(fā)電機(jī)組；白山左岸水電站安裝了 2 臺(tái) 30 萬(wàn)千瓦混流式水輪發(fā)電機(jī)組；距白山下游 39 公里的紅石水電站安裝了 4臺(tái) 5萬(wàn)千瓦軸流定槳式水輪發(fā)電機(jī)組。二期工程于 1985 年動(dòng)工， 1992 年六月機(jī)組全部投產(chǎn)：白山水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 發(fā)電。 水輪機(jī)型號(hào)： HL200LJ550 額定轉(zhuǎn)速： 125 rpm 單機(jī)容量： 306 MW 吸出高度： m 設(shè)計(jì)水頭： 112 m 安裝高程： 286 m 設(shè)計(jì)流量： 307ｍ 179。 （二） 導(dǎo) 水 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1） 根據(jù)機(jī)組的型式進(jìn)行導(dǎo)水機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)； 2） 繪制導(dǎo)葉布置圖； 3） 導(dǎo)葉強(qiáng)度計(jì)算。 表 21 轉(zhuǎn)輪流道尺寸 （單位： mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 D1 D2 D3 D4 D5 Z0 b0 l1 L2 5500 4955 3025 638 5962 24 1100 286 946 l2 l4 l5 R1 R2 R3 R4 R5 H 2112 1518 1518 275 239 2376 l1R 2Hb0l5l 4l2R 1D 4l3R3R 4R5D 2D 5D 1D 3 圖 21 轉(zhuǎn)輪流道尺寸 ：白山水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 查參考文獻(xiàn) [1]第 224 頁(yè)混流式轉(zhuǎn)輪流道尺寸，查得白山水電站 導(dǎo)葉 相對(duì)高度 ?Db ， 可得導(dǎo)葉高 度為： 0 1100b mm? ； 查參考文獻(xiàn) [1]第 133頁(yè)表 81，可查得導(dǎo)葉分 布圓直徑 0 6400D mm? 。 主軸直徑 主軸的 外徑 尺寸可以根據(jù)機(jī)組的扭力矩初選，扭力矩按 參考文獻(xiàn) [1]第319 頁(yè)式 （ 121） 計(jì)算： nN9 7 40 0M ? （ kg 主軸內(nèi)孔直徑按 參考文獻(xiàn) [1]第 320 頁(yè)式 （ 122） 計(jì)算： 4m a x4 496 102?n NDDd ?? （ ） 式中 ： D—— 主軸外徑（ cm） N—— 主軸傳遞的功率（千瓦） n—— 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn) /分） τ max—— 最大許用應(yīng)力（ kg/cm2） 9 選 取 主軸的材料為 ZG20MnSi,τ max=550kg