【正文】 型式，本次設(shè)計采用帶操作架的直連桿機構(gòu)，由于其零件數(shù)較少，結(jié)構(gòu)簡單，相比之下可降低轉(zhuǎn)輪體高度。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。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。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。干油潤滑軸承國內(nèi)運用不多。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。實際裝配時需將密封裝置調(diào)試到最佳工作條件。 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。東西關(guān)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。 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。由于東西關(guān)電站的最大水頭小于40m，故采用與混凝土連接的蝸殼。本電站采用整體型比較方便。當(dāng)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。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。尾水管的形狀對水輪機性能具有較大的影響。為方便檢修，直錐段設(shè)φ800進人門。外壁設(shè)有若干環(huán)筋，澆灌在混泥土內(nèi)。 水機構(gòu)總體設(shè)計水輪機導(dǎo)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?；炝魇剿啓C適合采用圓柱式導(dǎo)水機構(gòu)，這種導(dǎo)水機構(gòu)制造方便，能保證水輪機有足夠高的效率。對導(dǎo)水機構(gòu)設(shè)計的基本要求如下：（1） 導(dǎo)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(dǎo)葉間以及導(dǎo)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(dǎo)葉間落入固體物時，必須防止損壞導(dǎo)水機構(gòu)零件；（4） 在導(dǎo)葉失去控制時，導(dǎo)水機構(gòu)在結(jié)構(gòu)上應(yīng)能防止導(dǎo)葉繞其自身軸線轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)；（5） 導(dǎo)葉軸頸，銷軸和導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)葉的傳動系統(tǒng)必須使作用于導(dǎo)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。根據(jù)水頭范圍選擇對稱型葉型。根據(jù)db選擇導(dǎo)葉各部分尺寸。以特征尺寸db查設(shè)計手冊對套筒、軸套和傳動機構(gòu)進行設(shè)計。尤其在剪斷銷破斷后，連桿或轉(zhuǎn)臂是否相碰。；立面密封：接觸面的位置端面密封：密封條分布圓位置，繪制固定導(dǎo)葉翼型，并核定其分布圓直徑。 圖51 標(biāo)準(zhǔn)對稱型導(dǎo)葉的幾何尺寸（D1=1m，Z=24）將上述尺寸放大λ=，得到導(dǎo)葉最終幾何尺寸如表51。Z0=24，D0=7450mm，暫取，Dc=5120mm，導(dǎo)葉臂長度Lh=870mm，連桿長度Lc=665mm。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，初繪導(dǎo)葉布置圖，調(diào)整Lh、Lc、小耳環(huán)分布圓直徑Dc，使得導(dǎo)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～。查文獻【1】表852，采用插值算法，得到大耳環(huán)分布圓直徑為Dy=5270mm。 繪制導(dǎo)葉布置圖及相關(guān)曲線選擇三個相連的導(dǎo)葉，同時旋轉(zhuǎn)三個導(dǎo)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(dǎo)葉臂和耳柄中心線位置。 圖52 接力器行程、與的關(guān)系曲線 根據(jù)導(dǎo)葉布置圖和檢查、調(diào)整關(guān)系曲線檢查項目包括：：的關(guān)系應(yīng)符合合理的導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律：即在機組在突然率全部負(fù)荷，需要緊急停機時，為了盡量降低機組轉(zhuǎn)速上升和蝸殼壓力上升，一般要求導(dǎo)水機構(gòu)在接力器勻速向關(guān)閉方向移動時，導(dǎo)葉關(guān)閉應(yīng)先快后慢（即隨著開度值變大，曲線的斜率也變大）。還需檢查導(dǎo)葉與固定導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪葉片是否相碰。最終得到的導(dǎo)葉布置圖見附圖。該設(shè)計中，導(dǎo)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(dǎo)葉、連桿等部位應(yīng)用。“L”型密封圈與導(dǎo)葉中軸頸之間靠水壓貼緊封水，因此軸套和套筒上開有排水孔，形成壓差。密封圈的材料采用中硬耐油橡膠，模壓成型。下軸頸密封一般采用“O”型橡皮圈密封結(jié)構(gòu)，其尺寸大小如下表56：表56 下軸頸密封參數(shù)符號數(shù)值（mm）db230D190d10其中參數(shù)符號意義對應(yīng)圖28：圖57 下軸頸“O”型密封導(dǎo)葉中軸頸處雖有密封裝置，但因?qū)~是轉(zhuǎn)動的，不可避免會有少量漏水，其排除方法主要是通過自流排水或水泵排水將漏水排出。對于深溪溝水電站，機組較大，可設(shè)兩套水泵互為備用。東西關(guān)水電站正常工作水頭低，上浮力小，機組自重大，不須再另設(shè)止推裝置。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)。套筒的尺寸大小如下表56：表56 導(dǎo)葉套筒參數(shù)符號數(shù)值（mm）參數(shù)符號數(shù)值（mm）db250d740d1610d88d2390h55d3250h140d4270h2250d5280h3115d6530Z8H 參考910其中參數(shù)符號對應(yīng)下圖58中符號： 圖58 導(dǎo)葉套筒為滿足于導(dǎo)葉臂的裝配要求，最終取H=890mm。嚴(yán)重時甚至?xí)斐蓹C組無法正常停機。通過調(diào)節(jié)端蓋上的螺釘，可以調(diào)節(jié)導(dǎo)葉上下端面的間隙。 導(dǎo)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。接力器直徑式中：——轉(zhuǎn)輪直徑——最高水頭——導(dǎo)葉相對高度——調(diào)速系統(tǒng)的額定油壓λ——計算系數(shù)從《水輪機設(shè)計手冊》的表中查的λ=，圓整取 導(dǎo)葉臂根據(jù)叉頭傳動機構(gòu)裝配尺寸從《水輪機設(shè)計手冊》上165 頁的表823查出導(dǎo)葉臂及其銷孔尺寸如下表57，58：表57 導(dǎo)葉臂參數(shù)符號數(shù)值（mm）參數(shù)符號數(shù)值（mm）db230H270D0210DL1225D1310de60D2340K10d2260R130dm60Df12d3M24Td432表58 導(dǎo)葉臂銷孔尺寸參數(shù)符號數(shù)值（mm）參數(shù)符號數(shù)值（mm）d60DC1R95h60B230h180其中參數(shù)符號意義對應(yīng)圖59：圖59 導(dǎo)葉臂 連接板根據(jù)叉頭傳動機構(gòu)裝配尺寸從《水輪機設(shè)計手冊》上167 頁的表8—29到表830查出連接板尺寸如下表217：表59 連接板尺寸參數(shù)符號數(shù)值（mm）參數(shù)符號數(shù)值（mm）D1310DR290B1190h60Kh180D60D4l30D290D3l1=l2150d1120cd2M20其中參數(shù)符號意義對應(yīng)圖510： 圖510 連接板 剪斷銷根據(jù)連接板D=80mm，從《水輪機設(shè)計手冊》上170頁的表8—35查出剪斷銷尺寸如下表510：表510 剪斷銷尺寸參數(shù)符號數(shù)值（mm）參數(shù)符號數(shù)值（mm）D60dc4rd25h1d259h213d365h60d460l56b5L133b14其中參數(shù)符號意義對應(yīng)圖511：圖511 剪斷銷 分半鍵根據(jù)上軸直徑dc =230mm，從《水輪機設(shè)計手冊》上169 頁的表8—34查出分半鍵尺寸如下表511：表511 分半鍵尺寸參數(shù)符號數(shù)值（mm）參數(shù)符號數(shù)值（mm）dc210bdm60K5L225cB58b1l1285h140l2230h220h10h340其中參數(shù)符號意