仙游電站水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 題 目 仙游電站水泵水輪機(jī) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 專 業(yè) 熱能與動(dòng)力工程 班 級(jí) 動(dòng) 093 班 學(xué) 生 * 指導(dǎo)教師 * 教授 2013 年 福建仙游蓄能電站水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 抽水蓄能電站在電網(wǎng)中擔(dān)任填谷調(diào)峰的關(guān)鍵作用，對提高電網(wǎng)供電質(zhì) 量和電網(wǎng)靈活性有著十分重要的意義。安裝在抽水蓄能電站的水泵水輪機(jī)， 需要根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)度在水輪機(jī)和水泵兩種工況間轉(zhuǎn)換運(yùn)行，以此完成調(diào)頻 調(diào)峰等重要任務(wù)。由于水頭高、轉(zhuǎn)速高、容量大、運(yùn)行工況復(fù)雜、起停頻 繁等特點(diǎn)，因而決定了水泵水輪機(jī)在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出獨(dú)有的特征. 福建仙游蓄能水電廠從電站規(guī)模、機(jī)組容量及高水頭水泵水輪機(jī)等方 面而言，都是極具代表性

2、的抽水蓄能電站。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是以該電站為 對象，通過查閱相關(guān)資料及水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊，輔助以 cad 繪圖工具，對其 混流式水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，繪制了總裝配圖，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配圖，導(dǎo) 葉布置圖，主軸零件圖。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：福建仙游蓄能電站, 水泵水輪機(jī), 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),cad the structural design of pump-turbine in fujian xianyou pumped storage power station abstract pumped storage power station plays a pivotal role in peka-clipping of

3、power grid，being significant to improve the quality of power supply and the flexibility of power network.pump-turbine，which is specially applied to pumped storage power station，transfers between turbine and pump according to the manage of power grid to fulfil the vital task of peak regulation and fr

4、equency adjustment. it also shows unique features in structure due to the characteristics of high water head, high speed, large capacity, complex operation condition and frequent start-stop. fujian xianyou pumped storage power station is extremely typical when it comes to the scale，unit capacity,or

5、the high-head pump- turbine.the graduation project takes guangzhou pumped storage power station as the object,aiming at completing the structural design of francis pump-turbine in this power station by refering to related data,the design hand book of hydraulic turbine and computer aided design cad.t

6、he overall assembly, the distributor assembly, as well as some of the major parts are well designed. key words: fujian xianyou pumped storage power station, pump-turbine, structural design, cad 目錄 1前 言 .1 1.1 概述 .1 1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 .2 1.3 原始資料 .2 2.水泵水輪機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .3 2.1 繪制軸面流道圖 .3 2.2 轉(zhuǎn)輪部分 .3 2.2.1 轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu).3 2.2.

7、2 轉(zhuǎn)輪連接 .4 2.2.3 轉(zhuǎn)輪止漏裝置.5 2.2.4 泄水錐.5 2.2.5 轉(zhuǎn)輪減壓裝置 .5 3.主軸及其附屬結(jié)構(gòu)部分 .6 3.1.1 主軸直徑計(jì)算.6 3.1.2 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).7 3.1.3 水導(dǎo)軸承.9 3.1.4 主軸密封.10 3.1.5 檢修密封.12 3.2 座環(huán) .14 3.3 頂蓋 .15 3.4 底環(huán) .16 3.5 基礎(chǔ)環(huán) .17 3.6 蝸殼 .17 3.7 接力器.18 3.8 真空破壞閥 .18 4.導(dǎo)水機(jī)構(gòu) .19 4.1 活動(dòng)導(dǎo)葉翼型.20 4.2 導(dǎo)葉開度的確定.21 4.3 導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)、尺寸和軸頸選擇 .21 4.4 導(dǎo)葉的密封結(jié)構(gòu).23 4.5

8、 導(dǎo)葉套筒 .23 4.6 導(dǎo)葉止推裝置.24 4.7 導(dǎo)葉軸頸密封.25 4.8 導(dǎo)葉軸套 .26 5.導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及零部件 .28 5.1 導(dǎo)葉臂 .29 5.2 連接板.30 5.3 叉頭.31 5.4 連接螺桿.32 5.5 端蓋.32 5.6 分半鍵.33 5.7 剪斷銷.34 5.8 叉頭銷.35 5.9 叉頭銷軸套.36 5.10 控制環(huán) .37 6.總結(jié) .38 參考文獻(xiàn) .40 1前 言 1.11.1 概述概述 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國能源消耗不斷增大,環(huán)境污染不斷加劇,轉(zhuǎn) 變能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)電力系統(tǒng)節(jié)能減排已成為全社會(huì)共同關(guān)注的焦點(diǎn)。經(jīng)濟(jì) 發(fā)展對電力的需求逐步加大，為滿足

9、電力供需關(guān)系，各種新能源和核電開 始投網(wǎng)運(yùn)行，這致使電力系統(tǒng)日負(fù)荷峰谷差越來越大。抽水蓄能電站作為 目前解決盈余電能儲(chǔ)存問題的最有效方式，其調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、旋轉(zhuǎn) 備用的作用日益突出，對于提高電網(wǎng)穩(wěn)定性和供電質(zhì)量意義重大。目前， 世界抽水蓄能技術(shù)正在不斷超高水頭、大容量方向發(fā)展，我國蓄能電站技 術(shù)雖起步較晚，但至今也取得了較快的進(jìn)步，在諸多核心技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了重 大突破，正在逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化進(jìn)程。水泵水輪機(jī)作為蓄能電站的核心設(shè)備， 其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性直接影響到運(yùn)行效率、運(yùn)行穩(wěn)定性等諸多方面，因此 合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保障電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的首要前提。 福建仙游蓄能電站作為我國大型抽水蓄能電站的代表之一，對國

10、內(nèi)整 個(gè)抽水蓄能技術(shù)的發(fā)展起到了極大的借鑒和推動(dòng)作用。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過 查閱各種參考文獻(xiàn)和水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊，在掌握常規(guī)水輪機(jī)機(jī)組結(jié)構(gòu)的前提 下，學(xué)習(xí)水泵水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。并以福建仙游抽水蓄能電站為對象，參 考相同水頭段其他蓄能電站機(jī)組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，完成對該電站水泵水輪機(jī)的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)。既可以將平時(shí)的專業(yè)理論知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)踐練習(xí)，又能通過各 種中外文文獻(xiàn)的學(xué)習(xí)，了解專業(yè)領(lǐng)域最新的研究方向。更重要的是在完成 畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，能發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)上的疏漏點(diǎn)，及時(shí)的進(jìn)行 完善和彌補(bǔ)。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高自己的動(dòng)手和創(chuàng)新能力，深 入了解常規(guī)水輪機(jī)及水泵水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)，拓寬視野，為自己即將到來的研

11、究生學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。 cad 制圖技術(shù)是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中使用到的重要工具，既確保了繪圖計(jì) 算的準(zhǔn)確性，也使得整個(gè)設(shè)計(jì)及修改過程更加快捷方便，讓我們對軟件使 用的熟練程度和使用技巧也得到很大的提高。 1.21.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 （一）根據(jù)給定的福建仙游蓄能電站基本資料進(jìn)行水輪機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.根據(jù)給定的水輪機(jī)型號(hào)和轉(zhuǎn)輪直徑等基本參數(shù)，確定水輪機(jī)的主要 特征尺寸，對水輪機(jī)主要部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 2.根據(jù)機(jī)組型式和電站基本條件設(shè)計(jì)主軸密封和水導(dǎo)軸承； 3.繪制水輪機(jī)總裝配圖及主要部件組裝圖或零件圖。 （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)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 2.繪制導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝

12、配圖及導(dǎo)葉布置圖； 1.31.3 原始資料原始資料 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本參數(shù)如下： 單機(jī)容量：300mw 擬用水輪機(jī)型號(hào)：hlx-lj-410 額定轉(zhuǎn)速：428.6r/min 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量：79.16 m3/s 水泵流量：最大 68.05 m3/s最小 54.63 m3/s 吸出高度：-65m 安裝高程：205m 2.水泵水輪機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 繪制軸面流道圖 可逆式水泵水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪要適應(yīng)兩種工況的要求，故其流道的特征形 狀與離心泵更為相似。高水頭水泵水輪機(jī)的軸面流道十分扁平，進(jìn)口直徑 d1 與出口直徑 d2 的比率一般為 2：1 或更大，相對導(dǎo)葉高度 b0 不超過 10%。 本設(shè)計(jì)查閱福

13、建仙游抽水蓄能電站相關(guān)資料，擬用轉(zhuǎn)輪型號(hào) hlx-lj-410， 其流道尺寸符號(hào)及數(shù)值分別如圖 2-1、表 2-1 所示。 圖 2-1 hlx-lj-415.8 流道圖 表 2-1 流道尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） d04743r13636 d14158r2995 d21810r360 dk1175h11664 bo400.8h21075 2.22.2 轉(zhuǎn)輪部分轉(zhuǎn)輪部分 2.2.1 轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)輪是水輪機(jī)中直接將水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的部件，由于不受運(yùn)輸條件 的限制(3886mm)，所以轉(zhuǎn)輪采用整體鑄造，轉(zhuǎn)輪由上冠、下環(huán)、7 個(gè)葉片 和泄水錐等組成，材料為 z5cn1704m。圖

14、2-2 為轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)，尺寸如表 2-2 所示: 表 2-2-1 轉(zhuǎn)輪尺寸 2.2.2 轉(zhuǎn)輪連接 混流式轉(zhuǎn)輪與主軸常用的連接方式有兩種：連軸螺釘連接和鍵傳遞扭 矩連接。后者在小型機(jī)組中應(yīng)用較廣，但由于本設(shè)計(jì)為大型機(jī)組，故采用 法蘭螺釘連接的方式，轉(zhuǎn)輪重量由發(fā)電機(jī)推力軸承承擔(dān)，轉(zhuǎn)輪法蘭尺寸符 號(hào)及數(shù)值如圖 2-3、表 2-2-2 所示。 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） da3618h1792 db1060l1240 dc1866 100 bo400.8 圖 2-2-1 轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu) 表 2-2-2 轉(zhuǎn)輪法蘭尺寸 2.2.3 轉(zhuǎn)輪止漏裝置 止漏裝置的作用是減少機(jī)組的容積損失，常用的形式有縫隙式、

15、迷宮 式和梳齒式三種，材料選用碳素鋼、不銹鋼或其他抗磨鋼板。本設(shè)計(jì)中由 于水頭大于 200m，故采用梳齒式止漏環(huán)，機(jī)械裝配點(diǎn)焊與轉(zhuǎn)輪固定，根據(jù) 水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊表 10-11，由轉(zhuǎn)輪直徑查選梳齒密封間隙為 1.5mm. 2.2.4 泄水錐 泄水錐形式參照典型結(jié)構(gòu)，與上冠的連接方式采用 16 個(gè)布置在連軸 螺釘內(nèi)側(cè)的 m60 螺釘把合，為避免運(yùn)行中脫落，另與上冠點(diǎn)焊加強(qiáng)，材料 為 z5cn1704m。 2.2.5 轉(zhuǎn)輪減壓裝置 福建仙游抽水蓄能電站屬于 500 米水頭段的高水頭電站，因此在上冠 處設(shè)置減壓裝置，對于減小機(jī)組軸向水推力非常關(guān)鍵。常見的轉(zhuǎn)輪減壓結(jié) 構(gòu)有兩種：一是減壓板和泄水孔方式，另有

16、頂蓋排水管和泄水孔方式。本 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） dm1030h96 dn1350163 d8502m100 h130 圖 2-3 轉(zhuǎn)輪連接法蘭 次選用第一種減壓裝置，減壓板與頂蓋的間隙值為 30mm 以保證抬機(jī)需要。 泄水孔開向?yàn)轫標(biāo)鲀A斜 25，為了減小過流面的空蝕和磨損，設(shè)計(jì) 自泄水孔流出的水經(jīng)泄水錐內(nèi)腔排入尾水管。 3.主軸及其附屬結(jié)構(gòu)部分 3.1.1 主軸直徑計(jì)算 主軸的外徑尺寸可以根據(jù)機(jī)組的扭力矩初選，扭力矩按以下公式計(jì)算： 厘米）（公斤 n n m97400 式中 ： n代表主軸傳遞的功率（千瓦） n代表主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 由原始資料：n=300mw=30 萬

17、 kw n=428.6r/min 所以， )(1018.86 6 . 428 1030 97400 7 4 厘米公斤 m 根據(jù)水輪機(jī)設(shè)計(jì)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=1100（mm） ，根據(jù)薄壁軸的標(biāo)準(zhǔn)外徑系列，取標(biāo)準(zhǔn)植 d=1100（mm） 當(dāng)主軸直徑600mm 時(shí)，選用薄壁軸，主軸內(nèi)孔直徑按水輪機(jī)設(shè)計(jì) 手冊320 頁上的公式 122 計(jì)算： 4 max 4 496102 n nd dd 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） max最大許用應(yīng)力（公斤/厘米 2） 初選主軸的材料為 astm a668 cle，其中

18、 max=700（公斤/厘米） 所以根據(jù)主軸內(nèi)孔直徑公式計(jì)算得： =979.0 mm)(97.90 700 6 . 428 11010300496102 4 3 4 厘米 dd 但為了保證主軸有足夠的剛強(qiáng)度，可將主軸內(nèi)徑按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列取為 600mm 。 3.1.2 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 水輪機(jī)主軸是水輪發(fā)電機(jī)組中關(guān)鍵部件，特別是大型的抽水蓄能機(jī)組， 其雙向運(yùn)行性更是對主軸材料的性能提出了更高的要求，既要保證高的強(qiáng) 度和韌性，同時(shí)還要考慮焊接對材料碳當(dāng)量的要求，以前國內(nèi)水輪機(jī)主軸 常選用的 20simn 或 18mnmonb 等材料，其性能已經(jīng)逐漸不能滿足工作要求。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，主軸材料選用力學(xué)

19、性能更加優(yōu)良的 a668cie 鍛鋼 整體中空結(jié)構(gòu)，主要由上、下法蘭及軸身三部分組成，上端與發(fā)電機(jī)端的 中間軸用螺栓聯(lián)接，下端與轉(zhuǎn)輪上冠法蘭用螺釘聯(lián)接。其作用是承受水輪 機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量及軸向水推力所產(chǎn)生的拉力，同時(shí)傳遞轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的扭矩。 主軸直徑 1100mm，故采用薄壁軸標(biāo)準(zhǔn)，查水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊第 312 頁的 表 12-3 得軸的尺寸如圖 3-1、表 3-1，主軸長度根據(jù)電站安裝要求決定。 表 3-1-2 主軸尺寸 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （mm） 參數(shù)符號(hào) 數(shù)值 （mm） d1100d2173da1030 d1660h225da60 db1425h1260d0600 dp

20、1120l50d21560 d21650l175f2 d31200l212z20 d1000s275c16 d1000s1340c120 db115a30c24 d1118m2 圖 3-1-2 主軸結(jié)構(gòu) 3.1.3 水導(dǎo)軸承 水導(dǎo)軸承的作用，一是承受機(jī)組在各種工況下運(yùn)行時(shí)通過主軸傳過來 的徑向力，二是維持已調(diào)好的軸線位置。按潤滑劑不同，水輪機(jī)導(dǎo)軸承型 式很多，目前比較常用的有水潤滑的橡膠軸承;稀油潤滑有轉(zhuǎn)動(dòng)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。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(jī)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。干油潤滑軸承國內(nèi)運(yùn)用

21、不多。 查水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊345 頁，對不同軸承的使用條件及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行 比較，同時(shí)考慮各個(gè)軸承對水質(zhì)條件的要求，對所設(shè)計(jì)的水泵水輪機(jī)中， 選用油外循環(huán)冷卻方式的筒式自潤滑水導(dǎo)軸承，主要由軸瓦、支座、旋轉(zhuǎn) 油箱及箱蓋等組成。油循環(huán)的動(dòng)力是靠油隨油箱旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性以及軸瓦 進(jìn)油口的特殊結(jié)構(gòu)提供的。 另外，由于水泵水輪機(jī)雙向運(yùn)行，故其水導(dǎo)軸承油冷卻循環(huán)路徑作為 水輪機(jī)工況和水泵工況是不同的?？紤]到不同工況啟動(dòng)時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速上升的 速度差別較大，為確保軸瓦安全，水輪機(jī)工況時(shí)，油是先冷卻后潤滑瓦面， 再回到油箱里的，水泵工況，油是先潤滑瓦面，然后再循環(huán)至冷卻器進(jìn)行 冷卻，再回到油箱的。結(jié)構(gòu)如下圖 3-1-3：

22、 其中相對應(yīng)的尺寸如下表: 圖 3-1-3 水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu) 表 3-1-3 水導(dǎo)軸承尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） dp1120l700 da1750h900 db1800h400 dd1350b50 （1）軸瓦高度l：統(tǒng)計(jì)資料表明，軸瓦高度與直徑的比值都在0.51 的范圍內(nèi)，一些試驗(yàn)資料表明軸承的摩擦系數(shù)在上述范圍內(nèi)數(shù)值最小。所 以軸瓦高度l=（5001000）毫米，參照水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊中的366 頁 表1314 最終取l700mm。 （2）油槽升角：模型試驗(yàn)的資料表明，油槽升角對上油量有一定 的影響。目前設(shè)計(jì)中采用的油槽升角一般為5070，實(shí)踐表明上油效果 很好。在體外冷卻的方

23、式中，采用50，所以本次設(shè)計(jì)中取50。 （3）軸承間隙：軸承總的平均間隙一般可參照下面的經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定： )( 1000 2 . 0 15 . 0 毫米 p d 式中 dp主軸直徑 （毫米）37 . 0 1000 11202 . 0 15 . 0 實(shí)踐表明，水輪機(jī)軸承間隙適當(dāng)放大對減少軸承磨損、降低軸承溫度有利， 而對機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性無明顯影響。 （4）冷卻方式：稀油潤滑筒式軸承一般都裝有冷卻裝置，本水輪機(jī) 軸承選擇體外冷卻的方式。這種冷卻方式目前采用較多，這種結(jié)構(gòu)中通常 由冷卻器、擋油箱、溢流板、擋油管等組成。冷卻器多數(shù)采用黃銅管，在 布置條件許可下排列成扁方形，可以降低擋油箱的高度。擋油箱、

24、溢流板、 擋油管的作用是保證熱油都能經(jīng)過冷卻器后再經(jīng)回油管返回轉(zhuǎn)動(dòng)油盆，以 改善冷卻效果。此外，擋油箱還可以避免上部油箱中的循環(huán)油隨著主軸旋 轉(zhuǎn)而飛濺出來。在本機(jī)組上，擋油箱采用鋼板焊接，把合在軸承體上。 3.1.4 主軸密封 主軸密封緊靠水輪機(jī)主軸下法蘭端面，在水導(dǎo)軸承下方由內(nèi)頂蓋支 撐，其作用是有效地阻擋水流從主軸與頂蓋之間的間隙上溢，防止水導(dǎo)軸 承及頂蓋被淹，維持軸承和機(jī)組的安全運(yùn)行。目前水泵水輪機(jī)主軸密封常 用的典型形式有 3 種，即平衡式流體靜壓徑向雙端面機(jī)械密封、非平衡水 壓自調(diào)整軸向式分瓣機(jī)械型平面密封和彈簧復(fù)位式浮動(dòng)型雙端面機(jī)械密封。 福建仙游蓄能水電廠抽水蓄能機(jī)組具有水頭高、

25、轉(zhuǎn)速高、容量大、運(yùn) 行工況復(fù)雜、起停頻繁等特點(diǎn)，因而決定了封堵其水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分和 固定部分間隙漏水的主軸密封的高性能。為了適應(yīng)電站較大吸出高度和較 大密封表面線速度的功能，密封形式采用非平衡水壓自調(diào)整軸向式分瓣機(jī) 械型平面密封。密封結(jié)構(gòu)如圖 3-1-4： 彈簧復(fù)位式浮動(dòng)型雙端面機(jī)械密封工作原理： 密封供水經(jīng)減壓并過濾處理后進(jìn)入操作腔;在正常運(yùn)行時(shí),將不銹鋼移動(dòng)環(huán) 壓貼在旋轉(zhuǎn)抗磨環(huán)上; 密封腔潤滑水來自尾水。當(dāng)操作腔和密封腔的壓力 達(dá)到平衡時(shí),在不銹鋼移動(dòng)環(huán)和旋轉(zhuǎn)抗磨環(huán)之間形成一層良好的潤滑水膜, 使不銹鋼移動(dòng)環(huán)與旋轉(zhuǎn)抗磨環(huán)不發(fā)生干摩擦或過度摩擦,從而減少磨損量, 并帶走摩擦產(chǎn)生的熱量。 圖

26、 3-1-4 非平衡水壓自調(diào)整軸向式分瓣機(jī)械型平面密封 3.1.5 檢修密封 主軸的密封除了正常運(yùn)行中的工作密封外，還有另一種是機(jī)組停機(jī)檢 修軸承和軸承下部主軸密封時(shí)防止尾水往機(jī)坑內(nèi)泄漏的檢修密封。這種密 封的結(jié)構(gòu)形式有空氣圍帶式、機(jī)械操作式或抬機(jī)密封等多種。 在本次設(shè)計(jì)中采用的是空氣圍帶式密封，它適用于采用稀油軸承的結(jié) 構(gòu)，檢修時(shí)所需的操作地位較小。在機(jī)組停機(jī)檢修或主軸密封損壞時(shí)，打 開檢修密封操作閥，將壓縮空氣充入空氣圍帶使其抱緊法蘭軸面從而防止 水淹水車室，在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)或機(jī)組尚未完全停止時(shí)，不得投入檢修密 封。采用的壓縮空氣壓力是 47 公斤，其所采用的圍帶的剖面尺寸見下 圖。 3.

27、2 座環(huán) 圖 3-2 座環(huán)結(jié)構(gòu) 圖 3-1-5 檢修密封尺寸 座環(huán)的作用，是承受整個(gè)機(jī)組及其上部混凝土的重量以及水泵水輪機(jī) 的軸向水推力，以最小的水力損失將水流引入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。機(jī)組安裝時(shí)以它 為基準(zhǔn)，所以，座環(huán)既是承重件，又是過流件，又是基準(zhǔn)件。因此，在設(shè) 計(jì)和制造時(shí)，必須保證它具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的水力性能。根據(jù) 轉(zhuǎn)輪直徑（1000mm）從水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊104 頁表 6-14 選出座環(huán)基本 尺寸，再根據(jù)實(shí)際情況稍作改動(dòng)，設(shè)計(jì)如下圖 3-2，表 2-6 所示： 表 3-2 水輪機(jī)座環(huán)尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） db5440h1=b0+10-25410 da6572h13

28、75 k85 1 105 r125 2 135 (座環(huán)邊的延伸角度根據(jù)蝸殼的具體尺寸而定) 作為焊接件的座環(huán)，除了符合相應(yīng)的焊接規(guī)程保證其焊接質(zhì)量外， 主要加工面的光潔度和公差也要達(dá)到精度要求，此外，對制造質(zhì)量還提出 如下要求： 1) 考慮到其強(qiáng)度要求，鋼板厚度選取為 100mm，固定頂蓋連接螺釘處， 鋼板厚度為 130mm。 2）所有過流表面打磨光滑至表面光潔度為 3.2，其余表面為 12.5； 3）固定導(dǎo)葉進(jìn)口端節(jié)距誤差不超過 0.0015da，頂蓋與底環(huán)把合面平 行度誤差不超過 0.025 毫米/米； 4）座環(huán)分兩瓣，分瓣結(jié)構(gòu)的合縫面光潔度為 6.3，合縫面間隙一般不 超過 0.05 毫

29、米。 5)合縫面局部允許有 0.150.3 毫米凹陷部分（深度小于接合縫的 1/3，長度不超過接合縫總長的 1/5） ，但不允許有突起。 3.3 頂蓋 頂蓋是水輪機(jī)的主要部件之一，需要有足夠的強(qiáng)度和剛度，因此多數(shù) 設(shè)計(jì)成箱型結(jié)構(gòu)，并考慮檢修而留有一定的空間位置。其主要作用有： 1）形成流道并承受相應(yīng)的流體壓力； 2)固定和支撐活動(dòng)導(dǎo)葉及其連桿機(jī)構(gòu)； 3)支撐水導(dǎo)軸承； 4)支撐并組成機(jī)組的密封，包括主軸密封、檢修密封、上迷宮環(huán)等 此次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，頂蓋采用 e28-4 焊接而成，鋼板厚度為 80mm,由于 高水頭水泵水輪機(jī)導(dǎo)葉軸較長，導(dǎo)致頂蓋高度也增高，因此頂蓋外緣法蘭 設(shè)計(jì)為雙層形式。頂蓋最大

30、直徑處已達(dá) 5m,受運(yùn)輸條件限制，頂蓋采用兩 瓣組合，為防止水流或泥沙的沖刷，在頂蓋的過流面鋪設(shè)抗磨板，并且頂 蓋在制造時(shí)要求套筒孔與底環(huán)同心。頂蓋結(jié)構(gòu)如圖 3-3： 圖 3-3 頂蓋結(jié)構(gòu) 3.4 底環(huán) 底環(huán)是水輪機(jī)主要環(huán)形部件之一，位于導(dǎo)葉下方，安裝在座環(huán)的 下環(huán)上，它用來安裝導(dǎo)葉下軸承及支持導(dǎo)葉的下軸頸。底環(huán)也是形成 流道的組成部件之一，由于受到運(yùn)輸條件的限制，底環(huán)分兩瓣制造。 對底環(huán)的重點(diǎn)要求是，導(dǎo)葉的下軸承孔與頂蓋導(dǎo)葉套筒同心，剛度應(yīng) 力達(dá)到要求。結(jié)構(gòu)見圖 3-4 圖 3-4 底環(huán)結(jié)構(gòu) 底環(huán)主要尺寸如下： 外徑 4958mm 內(nèi)徑 3896mm 高度 1498mm 材料 e28-4 3

31、.5 基礎(chǔ)環(huán) 基礎(chǔ)環(huán)是混流式水輪機(jī)座環(huán)與尾水管進(jìn)口椎管短段相連接的基礎(chǔ)部 件，埋設(shè)于混泥土內(nèi)，轉(zhuǎn)輪的下環(huán)在其內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)環(huán)采用鋼 板焊接形式，與尾水管進(jìn)口錐管段螺栓把合連接?；A(chǔ)環(huán)與轉(zhuǎn)輪下環(huán)間有 一定間隙作為安裝中放置斜楔、調(diào)整轉(zhuǎn)輪水平用。結(jié)構(gòu)如圖 3-5. 圖 3-5 基礎(chǔ)環(huán) 3.6 蝸殼 蝸殼是水輪機(jī)引水部件，安裝在座環(huán)與球閥之間，在機(jī)組作水輪機(jī)運(yùn) 行時(shí)，蝸殼在座環(huán)圓周方向提供均勻的流速不變的壓力水流進(jìn)入轉(zhuǎn)輪。在 機(jī)組作為水泵抽水時(shí)，蝸殼收集轉(zhuǎn)輪所泵出的水流并將水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成 壓能輸入引水鋼管。做為常規(guī)水輪機(jī)來說，只要結(jié)構(gòu)條件和經(jīng)濟(jì)條件允許， 希望截面越大越好。而常規(guī)泵則希望蝸

32、殼斷面擴(kuò)散程度必須適當(dāng)。兩種工 況下蝸殼的特性存在著一些相互矛盾的因素，要讓同一蝸殼實(shí)現(xiàn)兩種工況 的最優(yōu)化，設(shè)計(jì)時(shí)必須兼顧兩方面的技術(shù)要求。從結(jié)構(gòu)尺寸看，水泵水機(jī) 的蝸殼接近常規(guī)水泵的蝸殼，但水泵水輪機(jī)有活動(dòng)導(dǎo)葉可以調(diào)節(jié)水流而保 持高效運(yùn)行，這一點(diǎn)普通水泵是無法做到的。 福建仙游電廠為 400m 段高水頭水泵水輪機(jī),蝸殼采用金屬蝸殼，材料 為 e500tr.蝸殼裝有進(jìn)人門以便于蝸殼、座環(huán)、導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪的檢查，還設(shè) 有相應(yīng)的管道和測孔。 3.7 接力器 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所選轉(zhuǎn)輪直徑為 4.1 米，屬于大型機(jī)組，故本次畢業(yè)設(shè) 計(jì)采用單導(dǎo)管直缸接力器，其將布置在水輪機(jī)機(jī)墩內(nèi)，操作油壓采用 ph=25 公斤

33、/厘米。 接力器直徑 h c p dbh dd 10max 1 / 式中：轉(zhuǎn)輪直徑 1 d 最高水頭 max h 導(dǎo)葉相對高度 10/ d b 調(diào)速系統(tǒng)的額定油壓 h p 計(jì)算系數(shù) 從水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊中的表查得 =0.151，=40 公斤/厘米， h p 取 535m，b0/d1 =0.094 max h m704 . 0 40 094 . 0 535 158 . 4 151. 0 c d 根據(jù)接力器直徑系列取 dc=700(mm) 3.8 真空破壞閥 導(dǎo)葉突然關(guān)閉時(shí)，尾水管內(nèi)的水流由于慣性將繼續(xù)流動(dòng)，此時(shí)轉(zhuǎn)輪室 內(nèi)會(huì)產(chǎn)生真空，由于壓強(qiáng)差，尾水管內(nèi)的水流會(huì)回流到轉(zhuǎn)輪室，由于水流 慣性很大，通常會(huì)

34、產(chǎn)生抬機(jī)現(xiàn)象，影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將機(jī)組整 個(gè)抬起，水流灌入廠房造成嚴(yán)重事故。所以需要在這種情況下進(jìn)行補(bǔ)氣， 消除轉(zhuǎn)輪室內(nèi)真空。針對這種情況采用頂蓋加真空破壞閥的方法。 4.導(dǎo)水機(jī)構(gòu) 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(shí)，封住水流，停止機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)。 大中型導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，按其導(dǎo)葉軸線布置位置可以分為圓柱式、圓錐式、 徑向式三種形式。其中，圓柱式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)導(dǎo)葉軸線布置在圓柱面，這種導(dǎo) 水機(jī)構(gòu)制造方便，保證水輪機(jī)有足夠的效率，因而應(yīng)用廣泛，故本次設(shè)計(jì) 選用該形式的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配尺寸根據(jù)轉(zhuǎn)輪直徑

35、d1=4158mm 查閱水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊 中 133 頁表 8-1，差值法得參數(shù)如下表 4-1： 表 4-1 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） d14158lh555 d04743lp261 z020lc450 42dy3450 dc3300 4.1 活動(dòng)導(dǎo)葉翼型 圖2-12 負(fù)曲率導(dǎo)葉翼型 圓柱式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的導(dǎo)葉葉形，通常有對稱形和非對稱形（正曲率、 負(fù)曲率）兩種標(biāo)準(zhǔn)葉形。由于負(fù)曲率導(dǎo)葉一般使用于高水頭低比轉(zhuǎn)速水輪 機(jī)中，故本設(shè)計(jì)中采用負(fù)曲率葉形。由水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊中141 頁表8-7 查得正曲率導(dǎo)葉葉形的斷面參數(shù)，再將正曲率翼型沿中心線鏡像得到負(fù)曲 率翼型，尺寸如圖2-

36、12： 表2-8 導(dǎo)葉翼型參數(shù) 參數(shù)符號(hào)數(shù)值(mm)參數(shù)符號(hào)數(shù)值(mm) d13886k7.67 d04425r51.34 z020r159.58 a24.37a193.77 b42.68b196.24 c58.14c195.25 d65.69d187.71 e70.41e179.05 m63.59m151.21 d0137.18l760.8 25l1397.1 f40.2l2363.69 4.2 導(dǎo)葉開度的確定 查閱電站相關(guān)資料，已知從導(dǎo)葉關(guān)閉位置到全開位置對應(yīng)的導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角 為026.6，如下圖2-12所示，作圖計(jì)算最大導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角對應(yīng)的開度值 amax,在從0開度值到amax之間取35組開度值，

37、作圖計(jì)算每個(gè)開度值對應(yīng) 的導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角，得到的導(dǎo)葉布置情況如表4-2： 圖4-2 導(dǎo)葉布置 表4-2 導(dǎo)葉布置 08152426.61.05amax a0045.9293.66141.4191.2200.8 4.3 導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)、尺寸和軸頸選擇 導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)與導(dǎo)葉套筒、軸套、密封等形式有關(guān)，常用的帶有套筒中 軸頸采用“l(fā)”形密封,下軸頸采用”o”形密封的導(dǎo)葉結(jié)構(gòu),高水頭水泵水輪 機(jī)導(dǎo)葉寬短，導(dǎo)葉軸細(xì)長，導(dǎo)葉軸頸可按轉(zhuǎn)輪直徑 d1，使用水頭h1，導(dǎo) 葉的相對高度b0/d1，從水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊中147 頁表8-11 初選軸頸 db，選得db =250mm，再根據(jù)db=250mm 從設(shè)計(jì)手冊中表8-9 查得導(dǎo)葉

38、結(jié) 構(gòu)的其它尺寸如下表： 表4-3 導(dǎo)葉參數(shù) 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） db250hb22 da230hc415 dc210h135 d1280h2237.7 d2240h3100 d3m56r1125 d470r2105 d5228h 1600 b0364 h2206 ha22 圖4-3 導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)尺寸 4.4 導(dǎo)葉的密封結(jié)構(gòu) 導(dǎo)葉關(guān)閉后，導(dǎo)葉體的立面應(yīng)很好密封，低水頭機(jī)組中，常在導(dǎo)葉頭 尾搭接面用鴿尾槽內(nèi)嵌入圓橡皮條進(jìn)行密封。而在中高水頭機(jī)組中，常是 直接靠金屬接觸面研合封水，本次水泵水輪機(jī)的導(dǎo)葉密封，就通過提高導(dǎo) 葉密封面的精度來進(jìn)行剛性密封，無其他附加密封設(shè)備。 4.5

39、導(dǎo)葉套筒 導(dǎo)葉套筒是固定導(dǎo)葉上中軸套的部件，一般采用鑄鐵鑄造。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)。目前多數(shù)采用整體圓筒的模式， 因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的機(jī)組的水頭很高，所以導(dǎo)葉套筒上還必需設(shè)計(jì)導(dǎo)葉止推裝 置。本次設(shè)計(jì)中采用的套筒的尺寸大小如圖4-5、表4-5： 圖4-5 導(dǎo)葉套筒 表4-5 導(dǎo)葉套筒尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） db250h140 d1660h2230 d2390h316 d3250h436 d4270dnm24 d5280d32 dm300r10 h1270r15 h55r2215 d580 4.6 導(dǎo)葉止推裝置 水頭較高的機(jī)組中應(yīng)考慮導(dǎo)葉在水壓作用下的上

40、浮力，在導(dǎo)葉套筒上 需要裝設(shè)止推裝置，以防止導(dǎo)葉向上抬起，碰撞頂蓋和連桿受力。止推裝 置的結(jié)構(gòu)形式很多，采用比較多的是在導(dǎo)葉臂上開槽，利用固定在套筒上 法蘭面的止推板，卡在導(dǎo)葉臂槽內(nèi)，使導(dǎo)葉臂和導(dǎo)葉受軸向限位，從而限 制了導(dǎo)葉向上浮動(dòng)。具體止推裝置的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖4-6、表4-6： 表4-6 止推壓板尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） d1480d26 d2415h78 d3375h33 d4345b32 4.7 導(dǎo)葉軸頸密封 導(dǎo)葉中軸頸密封多數(shù)裝在導(dǎo)葉套筒的下端，目前不少機(jī)組中已改用 “l(fā)”型密封，“l(fā)”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

41、差。實(shí)踐證明，封水性能很好，結(jié)構(gòu)簡單。其 尺寸大小如下表4-7-1，參數(shù)含義如圖4-7-1： 表4-7-1 中軸頸“l(fā)”型密封 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） db250r52 d2537h22 d230014.5 r2224.5 圖4-7-1 導(dǎo)葉中軸頸“l(fā)”型密封 圖 4-6 導(dǎo)葉止推壓板 導(dǎo)葉下軸頸的密封主要是防止泥沙進(jìn)入，發(fā)生軸頸磨損。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4-7-2 表4-7-2 下軸頸“o”型密封 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） db250 d210 d10 圖4-7-2 導(dǎo)葉下軸頸“o”型密封 4.8 導(dǎo)葉軸套 導(dǎo)葉軸套以前常使用黃干油潤滑的

42、鑄錫青銅，目前已廣泛采用具有自 潤滑功能的工程塑料代替，這樣不僅簡化了結(jié)構(gòu)，而且節(jié)省了大量的有色 金屬，降低成本。聚甲醛和尼龍 1010 適合在水輪機(jī)導(dǎo)葉連桿等部位作自 潤滑的軸套材料。為了兼顧剛強(qiáng)度要求，本次機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用鋼背聚甲 醛的符合軸套，導(dǎo)葉軸上、中、下軸套的結(jié)構(gòu)及尺寸依次如下各個(gè)對應(yīng)圖 表所示： （1）導(dǎo)葉上軸套結(jié)構(gòu)及參數(shù) 圖 4-8-1 上軸套 表 4-8-1 上軸套參數(shù) 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） dc230h115 d1230h18 d22501 d4290 (2)導(dǎo)葉中軸套結(jié)構(gòu)及參數(shù) 圖 4-8-2 中軸套 表 4-8-2 中軸套參數(shù) 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參

43、數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） db250h250 d1250h140 d32701 d4280 (3)導(dǎo)葉下軸套結(jié)構(gòu)及參數(shù) 圖 4-8-3 下軸套 表 4-8-3 下軸套參數(shù) 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） da210h210 d1210k6 d22301 dm240 5.導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及零部件 常用的導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有叉頭式和耳柄式兩種，前者受力情況較好，適 宜于大中型機(jī)組上采用。叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)葉臂、連接板、叉頭、插 頭銷、連接螺桿、分半鍵、剪斷銷、軸套、端蓋和補(bǔ)償環(huán)等組成。 根據(jù)接力器直徑 dc=700mm，db=250mm，查閱水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊上 164 頁的表 8-25、8-26，得到叉

44、頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特征尺寸如表 5 表 5 導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特征參數(shù) 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） dc700d2100 d1m72h70 dn90h190 dcn70dm60 5.1 導(dǎo)葉臂 圖5-1 導(dǎo)葉臂及銷孔結(jié)構(gòu) 根據(jù)叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配尺寸從水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊上166頁的表8- 27、8-28查出導(dǎo)葉臂及其銷孔尺寸如下表5-1-1、5-1-2： 表 5-1-1 導(dǎo)葉臂 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） db250h290 dc230l1225 d1340e60 d2370k10 d3340r130 d4370f12 d2290h350 dm60b125 d3m24lp261 d432

45、 其中參數(shù)符號(hào)意義對應(yīng)圖5-1(左) : 表 5-1-2 銷孔尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） dcn70c12 r105h70 b260h190 其中參數(shù)符號(hào)意義對應(yīng)圖5-1（右）： 5.2 連接板 圖 5-2 連接板 根據(jù)叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配尺寸從水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊上 167 頁的表 8 29 到表 8-30 查出連接板尺寸如下表 5-2、圖 5-2： 表 5-2 連接板尺寸參數(shù) 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） d1340r275 h70h190 r1205lp261 dcn70l1=l2120 d2100c11.5 d1135lp+1.7dcn380 5.3 叉頭 根據(jù)連

46、接板d1=m72，從水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊上167 頁的表8-31查出叉 頭尺寸如下表5-3： 表 5-3 叉頭尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） d1m72x4l190 d290dl1120 d385dr80 d4130r15 h180r18 h110c12 h135s28 其中參數(shù)符號(hào)意義對應(yīng)圖5-3： c1 d1 d4 r r1 l1 d3 c145 c145 d2 r s h1 h h 圖5-3 叉頭 5.4 連接螺桿 根據(jù)連接板d1=m72從水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊上168 頁的表8-32查出連接 螺桿尺寸如下表5-4： (倒倒倒倒倒) l d1 b1 d2 b c45 d1倒倒倒 d3

47、l l s 圖5-4 連接螺桿 表5-4 連接螺桿尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） d1m72x4b28 d280b18 d366r2 s70c3 l170 5.5 端蓋 根據(jù)軸頸db=250mm，從水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊上171頁的表8-37查出端 蓋尺寸如下表5-5： 表5-5 端蓋尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） db250h138 d1400r115 d22321m36 d390226 d452364 d5290d6130 h48 表5-5中參數(shù)符號(hào)意義對應(yīng)如下圖： 圖 5-5 端蓋 5.6 分半鍵 根據(jù)上軸直徑dc =230mm，查水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊上169 頁的表8

48、- 34，選用b型分半鍵，得分半鍵尺寸如下表5-6： 圖 5-6 分半鍵 表 5-6 分半鍵尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） dc230b27.5 dm60k5 l245c1.5 b58b133.1 l1305h225 l2250h340 h10h410 5.7 剪斷銷 叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，導(dǎo)葉臂和連接板上裝有剪斷銷，如果導(dǎo)葉間因異物 卡住，有關(guān)傳動(dòng)件的操作力將急劇增大，應(yīng)力增高的1.5倍時(shí)，剪斷銷首 先剪斷，保護(hù)其他傳動(dòng)件不受損壞。根據(jù)連接板dcn=70mm，從水輪機(jī)設(shè) 計(jì) 手冊上170頁的表8-35查出剪斷銷結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖5-7、表5-7： 表 5-7 剪斷銷尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值

49、（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） dcn70r1.5 d30h15.5 d269h213 d375h70 d470l66 b5l153 b14 h2 3 hl l d dcn d1 d4 h1b r b1 60 r1 倒倒倒r0.5 圖 5-7 剪斷銷 5.8 叉頭銷 根據(jù)叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)尺寸中dn=90，從水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊上170頁的 表8-36查出剪斷銷機(jī)構(gòu)及尺寸如下圖5-8、表5-8 圖 5-8 叉頭銷 表 5-8 叉頭銷尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） dn90h183 d90h210 d185b4.5 d289r2 d381c3 h108r2 h140 5.9 叉頭銷軸套 根據(jù)連

50、接板d2=100mm，從水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊上168 頁的表8-33查出 叉頭銷軸套尺寸如下表5-9： 表 5-9 軸套尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） dn90h98 d2100h18 d1105c2.5 表中參數(shù)符號(hào)如下圖所示： 圖 5-9 軸套 5.10 控制環(huán) 控制環(huán)是傳遞接力器作用力，并通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)葉的環(huán)形部件， 在本次設(shè)計(jì)中采用 a3 鋼板焊接。根據(jù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 d1=4158mm,查 水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊第 185 頁圖 8-34 及其表 8-52 到表 8-54,插值法得出控 制環(huán)尺寸。 表 5-10 控制環(huán)尺寸 參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm） d14158d4100 dc3300h855 z020h170 dy3450h2210 r178h350 s30h4625