【正文】 27： 朱國?。捍髰{水電站水輪機結構設計及其 CAD 38 表 27 導葉臂 尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） db Dc D1 D2 D3 D4 d2 dm d3 d4 230 210D 310d 340 310 340 260 60D M24 32 H L1 h1 h3 e K R1 f1 T 225 25 45 60 10 30 2 表 28 導葉臂銷孔尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） d R B 80D 110 300 C1 h h1 2 80 100 （ 2） 連接板的 結 構如下： D 1h2 45 176。lc 1 45 176。d 2c45 176。h1d 1R2l 1 l 2l pR1l p +1 .7 D 圖 37 連接板 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 39 表 29 連接板的結構尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） D1 R1 K D D2 d1 d2 310D 190 80D4 110D3 150 M24 R2 h h1 l l1=l2 c 90 80 100 30 120 （ 3） 叉頭的結構如下圖： hHh1SRd 2C 1 45 176。d 3L 1r 1rd4d1C 130176。bd2b 1d1l( 設計時確定) 圖 39 連接螺桿 連接螺桿的尺寸大小如下 表 31： 表 31 連接螺桿的尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） d1 d2 d3 s l M80 4 90 74 80 190 b b1 r c 30 8 2 3 （ 5） 軸套的結構見下圖： C4 5 176。d 1 圖 40 軸套 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 41 其尺寸大小如下 表 32 所示 ： 表 32 軸套尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） dn d2 d1 100D 110jd 115 h h1 c 110 10 3 （ 6） 分半鍵的結構見下圖： d md cL斜度1： 100b1h 3h 2C 45 176。b1rbh1d 4d 1D dL1 5176。d 30 . 5 4 5 176。1D177。bd2dnrd3h 2Hhh 1367d120176。360176。 圖 43 叉頭銷 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 43 叉頭銷的尺寸大小如下 表 35： 表 35 叉頭銷的尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） dn d d1 d2 d3 h h1 H 100dc 100gb 95gb 99 91 128 46 214 h2 D b R c d0 r 12 88 2 4 4 2 （ 9） 端蓋的結構如下圖所示： 2 φ 1均布3 φ 2d 5d6Rd 1d 2hh15d 3d 4φ3 圖 44 端蓋 端蓋的尺寸大小如下 表 36： 表 36 端蓋的尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） db d1 d2 d3 230 370 212 90 h1 R Φ 1 Φ 2 38 105 M36 26 朱國?。捍髰{水電站水輪機結構設計及其 CAD 44 d4 d5 h 52 260 48 Φ 3 d6 64 130 （ 10） 補償環(huán)的結構見下圖： hdd 1 圖 45 補償環(huán) 補償環(huán)的尺寸大小如下 表 37： 表 37 補償環(huán)的尺寸 參數(shù)符號 數(shù)值 （ mm） d d1 h 110 125 6 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 45 第 4 章 強度校核 主軸的強度校核 基本參數(shù)的意義： 主軸傳遞的最大功率： N (千瓦） 水輪機的正常轉速： Hn (轉／分 ) 水輪機的飛逸轉速： pn (轉／分） 軸向水推力： zP (公斤 ） 轉輪重量： LG (公斤 ) 軸自重： ZG (公斤 ) 總軸向力： ZLZ GGPP ??? (公斤 ) 軸身外徑： D(厘米 ) 軸身內徑： 0D (厘米 ) 軸 法 蘭直徑： FD (厘米 ) 聯(lián)軸螺釘分布圓直徑： bD (厘米 ) 法蘭厚度： 1h (厘米 ) 聯(lián)軸螺釘數(shù)： z (厘米 ) 軸身應力計算： 此次設計的主軸材質為 ZG20MnSi，查水輪機設計手冊可得該軸身的許用應力： τ ＝ 500（公斤／厘米 2）， σ np=1000（公斤／厘米 2）。 厘米） 水輪機 的 軸向水推力為： 朱國俊：大峽水電站水輪機結構設計及其 CAD 46 )( 742m a x21 NHDkP z ???????? ? 軸身抗扭斷面模數(shù)： )()12080(116 )(116 3543403 厘米???????? ????????? ?? DDDW Z ? 扭應力： )/(500)/( 2257 厘米公斤厘米公斤＝ ?????ZKWM? 轉槳式水輪機轉輪總量的估算： )( a x 噸?????? DHdG BL 主軸總量： LZ GG )~(? 取 噸）( 3 ???? LZ GG 則水輪機總的軸向力： )( 3 LZZZLZ GGPGGPP ???????? )() 3 3( 737 NP ???????? 即 )( 6 公斤??P 軸身斷面 面積： )(6 2 8 0)801 2 0(4)(4 222202 厘米????? ?? DDF Z 軸身應力 扭應力： ）（公斤／厘米公斤／厘米＝ 2257 500)( ?????ZKWM? 由軸向力引起的軸身拉應力為： 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 47 ）厘米（公斤厘米牛 2222 7202/199)/()80120( )( 4 ?????????? DD TFP aZb ??則軸的相當應力為： ）厘米（公斤厘米公斤 222222 /1 0 0 0)/( 5 63 1 341 9 94 ??????? ??? bnp故主軸的軸身的應力滿足設計要求，其外徑為 米，內徑為 米。 一般水輪機設計中，對軸流式水輪機的法蘭接觸面寬度可作如下要求： ? ?（厘米）～ 412 ???? LbF dRRX 取 32 ???? LbF dRRX進行 計算 ， ? ?厘米183?FD ， （厘米） ?bD ，? ??Ld ，則： ? ?厘米2232 ????????? LbF dDDX a）計算法蘭接觸面參數(shù) ? ? ??????? XRRabF ? ? ??????? XRRbbF fF ? ? 4)2(4 222 LFF dzXDD ?? ???? 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 49 ? ?? ? ? ?24222 8 31 8 34 厘米????????? ?? b）計算螺釘?shù)娜岫认禂?shù)。 （ 3） 計算法蘭與軸接觸面的內力矩 10)]1(1[ A bKPM ????? ?? 式中 ??? cpbRRK ??? cpRbb ? ?? ? ? ?厘米460 9 11 0 6 0 5 ???????????M （ 4)計算法蘭與軸聯(lián)接面的應力 彎曲應力： )/( 22 40 0 厘米公斤????? ?? Mw 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 51 拉應力： ? ? ? ?222 62021 / )( 厘米公斤?????? DD Pb? 扭應力： gkkWM???＝ 根據(jù)1DDF 和1D? 值 查《水輪機設計手冊》得 ??? ，且算得 gkW 為： )( 354341031 厘米?????????? ????????????????? ?????????? DDDWgk? 所以： )/( 25 7 厘米公斤＝ ?????gkKWM??? 則相當應力為： ? ? ? ? )/( 22222 厘米公斤???????? ???? wbnp)/(1 0 0 0 2厘米公斤?np?? ，所以薄壁軸法蘭與軸聯(lián)接處得強度滿足設計要求。 考慮到導葉工作的安全裕量，取安全系數(shù)為 ，故許用應力為 ? ? 兆帕420?? 。?H 導葉分布圓直徑： （厘米）8120 ?D 導葉體高度： （厘米）2800 ?b 導葉數(shù)目： 240?z 導葉體的慣性矩： ）（厘米 444108?DJ 導葉體斷面模數(shù)： ）（厘米 43410?DW 接力器直徑： （厘米）75?cd 接力器導管直徑： （厘米）30?md 接力器工作油壓： ）厘米（公斤 2/25?P 導葉材料的彈性系數(shù)： ）厘米公斤＝ 26 /( ?E 控制環(huán)大耳環(huán)中心分布圓直徑： )(575厘米＝y(tǒng)D 控制環(huán)小耳環(huán)中心分布圓直徑： )(560厘米?CD 連桿中心線與圓周切線間的夾角： ?? ? 連桿與導葉臂間的夾角： ?? ? 其它一些尺寸數(shù)據(jù)： 參數(shù)符號 數(shù)值 (cm) 參數(shù)符號 數(shù)值 (cm) 參數(shù)符號 數(shù)值 (cm) da db dc d2 l1 l2 19 23 21 22 l3 l4 l5 L la lb 19 23 lc lp a b c 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 53 計算簡圖如下： l 5J cl 2R b R cl 4cbal 3Ll 1R a5ⅢⅡⅠ3 421p sJ bⅠ ⅢⅡ54321P PJ dJ ad2dc