大化水电站水轮机结构设计.docx

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1、水能是清洁能源。水能与电能是人们正常生活不可缺少的部分。水电事业的蓬勃发展极大促进了国民的经济生活水平，使人们过上了较以前更为舒适美好的生活，推动社会的车轮稳步向前。当下，各行各业的正常运行都少不了电力的支撑，因此，要尽可能多的发电来造福社会。水电站是依靠水轮发电机组来发电的。过程是水轮机这个原动机将水流的能量转变成为另一个能量形式，此能量会带动发电机转动，从而产生电能。电能再通过输电网层层传送运输传输给用电户。我选择的毕业设计题目是大化水电站轴流转桨式水轮机结构设计，旨在让即将走向工作岗位的我深入的了解水轮机的结构，拓宽我的专业基础知识面。设计之初，首先根据网上查找的资料以及该区域的水质问题

2、进行大化水电站水轮机的选型设计，选择最优的水轮机型号，而后绘制水轮机的总装配图。通过总装配图的设计与绘制，加深了我对水轮机的各个部件的理解。部件之间的相互配合以及要不要考虑到磨损问题，部件结构的完整性以及设计的可行性都需要经过慎重的思考。完成自主设计的装配图要由指导老师的宝贵经验指出不足，以及设计的是否合理。最后，绘制导叶臂、主轴、端盖、活动导叶等零件图，完成水轮机结构的设计。关键字能源，水能，电能，水电站，水轮机结构设计ABSTRACTWaterisc1eanenergy.Waterande1ectricityareanindispensab1epartofpeop1e,snorma11if

3、e.Thevigorousdeve1opmentofthehydropowerindustryhasgreat1ypromotedthenationa1economic1ivingstandards,sothatpeop1e1iveamorecomfortab1eandbetter1ifethanbefore,topromotethesocia1whee1steadi1y.Atpresent,thenorma1operationofa11wa1ksof1ifeareu1timate1ythepowerofsupport,asmuchaspossib1etobenefitthecommunity

4、isparticu1ar1yimportant.Hydropowerstationsre1yonhydroe1ectricgeneratingunitstogeneratee1ectricity.TheprocessistheturbineTheprimemovertransformstheenergyofthewaterintoanotherformofenergythatdrivesthegeneratortorotate,producinge1ectricity.E1ectricityandthenthroughthetransmissionnetwork1ayertransporttr

5、ansmissiontothee1ectricityhouseho1ds.!chosethegraduationprojectdesignisDahuahydropowerstationturbinedesign,designedtomakethejobtothedepthofmyunderstandingofthestructureoftheturbine,broadenmyprofessiona1know1edge.Atthebeginningofthedesign,thedesignoftheturbineofDahuaHydropowerStationisse1ectedaccordi

6、ngtotheinformationandthewaterqua1ityofthearea.Theoptima1turbinemode1isse1ected,andthentheassemb1ydiagramoftheturbineisdrawn.Throughthedesignanddrawingoftheassemb1ydrawing,Ihavedeepenedmyunderstandingofthevariouspartsoftheturbine.Theinteroperabi1itybetweenthecomponentsandwhetherornottotakeintoaccount

7、thewearprob1em,theintegrityofthestructura1structureandthedesignofthefeasibi1ityofneedtobecarefu11ythought.Comp1etionofthese1f-designedassemb1ydrawingisindicatedbytheva1uab1eexperienceoftheinstructor,andwhetherthedesignisreasonab1e.TheFina11y,drawtheguidevanearm,thespind1e,theendcap,theactivitiesofth

8、eguidevaneandotherpartsmap,comp1etetheturbinestructuredesign.KEYWORDS：energy；waterpower；e1ectricenergy；hydropowerp1ant；designofHydrau1icTurbineU-I刖百能源是当今社会很火很热的话题。各行各业的发展都离不开能源产业,小到电灯，太阳能汽车，大到火箭的运载燃料，地球卫星的燃料都与能源息息相关。水能是一种清洁能源。我国山河湖泊很多，水资源总储藏量占据世界第一位。并且技术可开发量也占据世界第一。目前，我国的水能已利用率仅仅是技术可开发量很小的一部分，由此可见，水

9、力发电的前景十分广阔。水电站安装有水轮发电机组，水轮机这个原动机将水流的能量转变成为另一个能量形式，此能量会带动发电机转子转动达到发电的目的。于是，水轮机需要不断地进行性能优化，这一举措可以使电站的效率得以提升。进行大化水电站轴流式水轮机的结构设计，可以通过查阅资料直观的看到水轮机的笼统结构，在脑海中有一个水轮机结构模型。而后在绘图过程中，灵活运用自己学到的知识。总的来说，这次轴流转桨式水轮机结构设计，是自己对大学所学的专业知识的一次温故知新的机会，熟能生巧,然后多运用几次，知识自然变成自己的了。参加工作的话，也稍微懂一些专业的知识与术语，不会打上“大学制造”的标签。我们以后大多数同学会在水电

10、站，水力机械制造厂，安装与检修公司工作，经过大化水电站水轮机的选型与结构的设计，可以使自身熟练地掌握设计方法，以及了解重要部件的结构，同时经过慎重思考，理论联系实际，检验设计的可行性。通过选型设计，选择最优的水轮机型号，还有对转轮叶片的优化以提升水轮机的运行效率，这样做可以使电站运行时候少走弯路，从经济的角度来说，是值得推广的。也许，参加工作若干年后，也觉得这次毕业设计使我受益无穷。毕业设计需要用到大学4年所学习的所有知识，4年的学习，知识难免断层不完整零零散散的，毕业设计给我了一次整合零散知识的机会。通过毕业设计这条主线，将4年所学知识林林总总的串联起来进行系统的归纳总结，最后归为己用。设计

11、过程中有苦有乐，需要有最开始查找的基本参数资料，参照参考资料以及文献1进行各个部件的选择，标准部件的尺寸必须精确，有些时候一个部件反反复复的设计，不停地修改，只是为了设计的合理性，但是设计的乐趣在于一个个零部件的完成最终组成一个完整的装配图，看着绘制的水轮机装配图，满满的成就感充斥在心中。这是经过自己多方查找资料，仔细论证而设计出来的，就像自己的孩子，心里很充实与满足。本次毕业设计以轴流转桨式水轮机的结构为骨架，参考参考资料以及文献1,较为系统全的进行水轮机的选型，流道图的绘制，埋入部件，导水机构传动部件，转动部件，轴承及密封部件的设计并且进行主轴的强度计算与校核。设计总结为6步走。第一步：水

12、轮机的选型；第二步：水轮机轴面流道图的绘制；第三步：埋入部件的设计；第四步：导叶传动部件的设计；第五步：转动部件设计；第六步：轴承及密封部分设计；第七步:各部分零件图的绘制。绪论11.1. 述11.2. 化水电站基本资料113设计内容以及要求213.1毕业设计内容：21.3. 2毕业设计成果：21.4. 1大化水电站基本参数31.5. 2水轮机型号选择314.3水轮机基本参数计算31.6. 4检验水轮机工作范围4第二章埋入部件的设计52.1 轴面流道图的尺寸52.2 座环82.21座环的结构型式82.22座环的尺寸系列82.4尾水管的选择及其里衬的结构设计102.4.1尾水管的选择102.4.

13、2尾水管里衬的结构11第三章转动部件的设计H3.2转桨式转轮的主要部件123. 2.1叶片124. 2.2转轮室125. 2.3桨叶操作机构与接力器136. 2.4轴套与泄水锥147. 3主轴结构设计158. 3.1主轴的结构型式159. 3.2主轴的系列尺寸1610. 3.3主轴校核173.3.3.1基本数据173.3.3.2轴身应力的计算18第4章导水机构的结构设计184.1导水机构总体结构设计184.2导叶布置图的绘制184.2.1确定导叶翼型194.2.2导叶翼型的尺寸系列194.2.3确定传动件的相对尺寸以及角度204.2.4确定导叶开度214.2.5绘制导叶布置图214.3导叶装置

14、结构的设计234.3.1导叶的结构、系列尺寸和轴颈选择234.3.2导叶的密封装置244.3.3导叶套筒244.3.4导叶轴颈密封254.3.5导叶轴套264.4导叶传动机构设计284.4.1装配尺寸系列294.4.2导叶臂294.4.3连接板304.4.4叉头314.4.5链接螺杆324.4.6轴套324.4.7分半键334.4.8剪断销344.4.9叉头销354.4.10端盖354. 5顶盖、底环、控制环的结构设计364. 5.1顶盖的结构设计365. 5.3控制环的结构设计38第5章轴承、密封及其他部件的设计406. 1轴承405. 2主轴密封415. 3补气方式的选择与设计415. 3

15、.1真空破坏阀42总结44致谢错误!未定义书签。11概述水力发电从刚开始起步到现在已经历经100多年,其能源传输效率、水轮发电机的优化和电的运输趋于成熟，水轮机不断地的进行优化使得每台机组的单机容量持续增加。且水力发电技术成本比较低廉,污染问题较轻，运行的可操作性较高,水资源十分丰富是我国得天独厚的地理优势，技术可开发量占据世界第一但是已经开发的水资源占有量却很少。上个世纪中期后期，国家兴修电站蓄水灌溉以及发电。经过几代中国水电建设者的艰苦努力，中国的水电建设事业从无到有、从弱到强成为关系国计民生的基石事业。然而，水电事业只有不断地开拓进取才能跟上时代的步伐，因此研究水轮机的结构对其优化效率的改进对于我国这个水利资源丰富的国家来说很有研究意义。不仅可以促进水利事业的繁荣发展，而且是对水能这种清洁能源的高效利用，功在当下，惠及千秋。对我自身而言，这次毕设的意义在于给自己提供一个接触以后事业的平台。通过此次毕业设计把我所学的课本知识应用到实际问题当中去，深化知识面，丰富自己的专业知识面。同时毕业设计过程中利用各种设计绘图软件绘制水轮机的各种结构图，了解水轮机的构造，以帮助我以后能更好的在工作岗位上走下去。1.2 大化水电站基本资料坐落于珠江水系西江干流红水河中游的广西大化水电站位于广西壮族自治区大化县，距离广西的都城