《大峡水电站的轴流桨式水轮机的设计毕业设计论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大峡水电站的轴流桨式水轮机的设计毕业设计论文.doc（71页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、摘 要这次毕业设计的主要内容是进行水轮机结构设计，设计的对象是大峡水电站的轴流转桨式水轮机。本次设计是在给定水轮机基本参数的前提下，通过查阅相关的设计手册，对水轮机的结构进行设计。设计的主要内容有三部分，第一部分是对水轮机进行总体结构的设计，其中包括了座环、主轴、接力器等由水轮机设计参数确定的部件。由于大峡水电站的机组是转桨式的，所以在这一部分中还包括了叶片操作系统的设计。第二部分是对导水机构进行设计。这部分主要是根据接力器直径设计导水机构传动系统。最后一部分则是根据设计手册上推荐的方法对主要部件进行强度校核。其中，导叶的校核采用编程计算。由于本次设计采用了计算机绘图，因此使得设计过程变得简单
2、快捷。关键词：水轮机、结构设计、计算机绘图、强度校核ABSTRACTThe main content of this Graduate Design is to carry on a structure design of Hydro turbine .The object of this design is Da Xia Hydraulic power station. Under the premise of appointed essential parameter ,this design is to make a contrivance for Hydro turbine by re
3、ferring relative design handbook .The main contents of this design contain three parts . The first part of this design is to make a general structural design of Hydro turbine It conclude the component which can be designed by design factor of Hydro turbine .Such as stay vane ring、servomotor、bottom l
4、id、turbine main shaft and so on .Because the Hydro turbine of Da Xia hydraulic power station is Kaplan turbine, so we have to design the controlling mechanism of waterturbine runner blades in this part .The second part is to design the Distributor of Hydro turbine .The major task of this part is des
5、igning the drive system of Guide Apparatus based on the diameter of servomotor . The last is to check the strength of important region in Hydro turbine by using the method which design manual recommend. And the strength checking of guide vane is programmed to calculate among it . Due to the using of
6、 computer in drawing, the process of design become simple and rapid.KEY WORDS : Kaplan turbine ,structural design , computer produced drawing , strength checking 目 录第1章 前 言11.1 概述11.2 设计内容11.3 原始资料2第2章 水轮机总体结构设计32.1 转轮的流道尺寸32.2 导叶高度及分布圆直径42.3 座环高度42.4 主轴直径52.5 主要部件的结构62.5.1转轮62.5.2接力器92.5.3导叶102.5.4
7、 座环182.5.5 顶盖与支持盖192.5.6 底环202.5.7主轴212.5.8 主轴密封232.5.9 水导轴承252.5.10 控制环292.6 叶片操作系统312.6.1带操作架的直连杆机构312.6.2不带操作架的直连杆机构322.6.3带操作架的斜连杆机构32第3章 导水机构运动系统的设计343.1 导叶开度343.2 导水机构传动系统的设计353.2.1 导水机构的装配尺寸：353.2.2导水机构的配合公差与间隙：363.2.3导水机构的传动部分。36第4章 强度校核454.1 主轴的强度校核454.1.1 基本参数的意义：454.1.2 轴身应力计算：454.1.3 薄壁轴
8、法兰与轴身联接处应力的计算：474.2 导叶强度的计算52致 谢56参考文献57附 录58附录1：导叶校核程序58附录2：导叶部分断面复核程序63附录3：程序中各符号所代表的意义67 第1章 前 言1.1 概述水能不仅是清洁的能源，而且是可再生的资源。目前水力发电在全世界范围内得到了优先开发，尤其是挪威、巴西等国，水力资源的开发几乎达到了百分百。而水电站作为水能开发的主要手段，它能否经济、高效的运行对水能的利用程度有很大的影响。水力机组是水电站的核心设备，是整个水电枢纽工程最终经济效益的归宿。因此，水轮机结构设计得是否合理就成为电站能否有效运行得关键。大峡水电站位于甘肃省兰州市以东中心河道距离
9、65km处，是一个以发电为主，兼有灌溉、航运等综合效益的大型工程。电站装机4台，机组全为轴流转桨式。本次设计的主要内容是针对大峡水电站的具体情况对其水轮机结构进行设计，在设计中不仅对其总体结构进行了设计，还特别对水轮机的转桨式机构进行了设计。在这次设计中，除了查阅手册外，还查阅了一些国内、外已建成的水电站的资料以作参考。随着计算机技术的发展，利用CAD软件进行绘图已成为设计的主要手段之一。在本次毕业设计中，由于所有的图纸都采用CAD软件进行绘制，所以不仅提高了利用CAD软件绘图的能力 ，也使得设计的质量大为提高。1.2 设计内容本次毕业设计的主要内容：（一）根据给定水轮机型号和转轮直径进行等参
10、数进行水轮机结构设计1按给定水轮机型号和转轮直径等参数，确定水轮机的主要特征尺寸，对水轮机埋入部件进行结构设计；2确定水轮机主轴尺寸，并进行强度校核计算；3根据机组的型式和电站的自然条件进行主轴密封和水导轴承的设计；4绘制水轮机总装配图及主要部件的组装图和部件图。（二）导水机构传动系统的设计1根据机组的型式进行导水机构的设计；2绘制导水机构装配图及导叶布置图；3导叶强度计算。（三）叶片操作系统设计1根据机组的布置型式进行叶片操作系统的设计；2绘制叶片操作系统装配图及叶片操作系统原理图；1.3 原始资料本次毕业设计的基本参数如下：单机容量： 77.3MW水轮机型号：ZZF23-LH-700设计水
11、头： 23(m)设计流量： 369.6（/）额定转速： 88.2（rpm）吸出高度： -5.5（m）安装高程： 1444.7（m）第2章 水轮机总体结构设计2.1 转轮的流道尺寸表1 转轮流道尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）D1Z1D0Z0b0dBR170005810024280031501652R2d2d3d4h1h2h3663632693045304517158612086其符号所代表的意义见下图1：表2 转轮室的尺寸参数符号数值（mm）计算参数数值（mm）R1R2R3R4R（球）h15258611834660835001715h2h3h4D2D4149169657286608
12、9100110其符号所代表的意义见下图2： 图1 转轮流道尺寸图2 转轮室流道尺寸2.2 导叶高度及分布圆直径由上一节可知，导叶高度为：b0=0.4D1=2800(mm)，分布圆直径D0=1.16D1，所以D0=1.16D1=8100（mm），导叶转角050。由于本机组属于高比转速轴流式水轮机，所以导叶选择对称型翼形，导叶数目Z=24。2.3 座环高度表3 座环尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）DbDakR925010750100600H1=b0+30283030031.50其符号所代表的意义见下图3：图3 座环2.4 主轴直径主轴的外尺寸可以根据机组的扭力矩初选，扭力矩按以下公式计
13、算：（公斤厘米）式中 ： N代表主轴传递的功率（千瓦） n代表主轴转速（转/分）由原始资料得：N=77.3MW=77.3103KW n=88.2r/min所以，根据扭力矩与主轴外径的关系曲线查得D=1155（mm），根据薄壁轴的标准外径系列，取标准植D=1200（mm）主轴内孔直径按水轮机设计手册上的公式计算： 式中 ：D主轴外径（厘米） N主轴传递的功率（千瓦） n主轴转速（转/分） max最大许用应力（公斤/厘米2）初选主轴的材料为ZG20MnSi,其max=550公斤/厘米2所以根据主轴内孔直径公式计算得： 但为了保证主轴有足够的刚强度，可将主轴内径按标准直径系列取为800mm 。2.5
14、 主要部件的结构2.5.1转轮轴流转桨式水轮机的转轮由转轮体、叶片操作机构、叶片等组成。（1）叶片叶片由本体和枢轴构成。叶片本体与枢轴的连接方式有两种。一种是用分别整体铸造；一种是采用分开铸造，加工后用螺钉或销钉等机械零件组合。由于本机组属于大型机组，所以叶片和枢轴采用分别铸造，然后用螺钉连接。（2）转轮体转轮体上装有全部叶片和操作机构，上部与主轴联接，下部接泄水锥，形状较为复杂。在本次设计中转轮体采用ZG20MnSi整铸而成。转轮体外圆采用球形结构，以减少容积损失。在本次毕业设计中，转轮体与主轴联接时，采用的是转轮上盖与主轴法兰分开的结构。（3）叶片操作机构与接力器叶片操作机构的型式很多，本
15、次毕业设计采用的是不带操作架的结构。在后面会专门有叶片操作机构的设计。叶片操作机构接力器的活塞直径根据操作油压确定。活塞杆的尺寸即要满足强度的要求，还应满足操作油管布置的需要。表4 活塞杆的尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）d1Dd2t2d3t3d4Zd5d6d7d8d9d10d11d12d132452506061596753180210582”62135M1214034d14h1h2h3h4h5h6h7bRkk1s=s1s2868-0.13625123585105263284820其符号所代表的意义如下图4和图5：图4 活塞与活塞杆图5 油管连接法兰图6活塞环表5 活塞尺寸参数符号
16、数值（mm）dpHH12322485353其符号所代表的意义见图6。（4）叶片密封叶片密封采用“”型密封，因其结构简单，装拆方便。其尺寸如下表所示：表6 “”型密封尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）D1D2D3abc1061+11000+0.13103011.51012.5defR内圆紧量外圆紧量944+0.2231.872.10.82（5）泄水锥由于本次设计的机组属于大型机组，故泄水锥采用钢板焊接的泄水锥。2.5.2接力器由于本机组的转轮直径已达7米，属于大型机组，故采用单导管直缸接力器，其将布置在水轮机机墩内，操作油压采用=25公斤/厘米2。接力器直径式中：转轮直径 最高水头 导
17、叶相对高度 调速系统的额定油压 计算系数从水轮机设计手册中的表查得=0.15，=25公斤/厘米2，=31.4m， =0.4 根据接力器直径系列取dc=750(mm),由于其采用单导管型式的直缸接力器，其主要特征尺寸如下表：表7 接力器尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dcdd112Z2d23750190190145013401652220Z3d3d4ddHKSdc8M24M19033005504200.5-0.75375-562.5其符号所代表的意义见图7。图7 单导管型式的直缸接力器2.5.3导叶导叶的材料采用ZG14Cr5Cu铸造，该材料适用于制造水轮机导叶，其强度极限为570兆
18、帕。（1）叶形圆柱式导水机构的导叶叶形，通常有对称形和非对称形（正曲率）两种标准叶形。由于对称形导叶一般使用于具有不完全包角的高比转速轴流式水轮机中，故本设计中采用对称形的叶形。由水轮机设计手册中查得对称形导叶叶形的断面参数如下表：表8 导叶叶形的断面尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）D1D0Z0abcded0mk7000810024102.9124.7129.9124.7113.1195.4103.510.3rR1R2R3fL1L2Lqt80.627121448711258462212062515其符号所代表的意义见图8。图8导叶叶形断面（2）导叶的结构系列尺寸和轴颈选择导叶的轴颈
19、可按机组的转轮直径D1，使用水头H1（指最高水头），导叶的相对高度b0/D1，从手册中初选轴颈db，选得db =230（mm），再根据db=230mm从手册中查得导叶结构的其它尺寸如下表： 表9 导叶结构的尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dbdad1dcd2dmd3d4d5hA23019024021022060M4858208.5190hBhch1h2h3h4h5H参考R1R22603852522590208117211595其符号所代表的意义见下图9：图9 导叶结构尺寸（3）导叶的密封结构导叶关闭后，导叶体的立面应该很好的密封。由于本机组属于大型低水头的机组，因此采用圆橡皮条直接
20、镶入鸽尾槽内封水，这种结构制造简单，但只适用于40米水头以下的机组，因为水头太高会把圆橡皮条冲掉。圆橡皮条和鸽尾槽的尺寸如下表：（由于导叶体较高，可在中间加焊数段钢筋，使橡皮条分段固定。） 表10 圆橡皮条和鸽尾槽的尺寸参数符号数值（mm）dabc161212.73其符号所代表的意义如下图10所示：图10导叶的密封结构（4）导叶套筒 导叶套筒是固定导叶上中轴套的部件，一般都采用HT2140铸铁铸造。套筒结构与主轴材质、密封结构和顶盖的高度有关。目前多数采用整体圆筒的模式，因为本次设计的机组的水头不是很高，所以不考虑在导叶套筒上增设导叶止推装置。本次设计中采用的套筒的尺寸大小如下表：表11 导叶
21、套筒尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dbd1d2d3d4d5d6d7d823056036523025026048040 8d9d10hh1h2h3ZH参考385M2452402301058840其符号所代表的意义如下图11所示：图11导叶套筒（5）导叶轴颈密封及其轴套 导叶轴颈密封多数装在导叶套筒的下端，目前不少机组中已改用“L”型密封，实践证明，封水性能很好，结构简单。其尺寸大小如下表：表12 “L” 型密封尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dbdd1d2230237223280h121844其符号所代表的意义如下图12：图12“L” 型密封导叶下轴颈的密封主要是防止泥
22、沙进入，发生轴颈磨损。下轴颈密封一般采用“O”型橡皮圈密封结构，其尺寸大小如下表： 表13 “O”型密封圈尺寸参数符号数值（mm）dbDd23019010其符号所代表的意义如下图13所示：图13 “O”型密封圈（6）导叶轴套 导叶轴套大多数都采用铸锡青铜铸造，加注黄油润滑。目前已广泛采用具有自润滑功能的工程塑料代替，这样不仅简化了结构，而且节省了大量的有色金属，降低成本。本次设计中采用复合轴套，即采用HT1838作套，内表面涂复尼龙1010制成复合轴套值指复合轴套尼龙层厚度的参考值。a）上轴套尺寸系列如表14所示： 表14 上轴套尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dcd1d2d3d4
23、210210230229.6270hh1h21058121 其符号所代表意义如下图14所示：图14上轴套b）中轴套尺寸系列如表15所示：表15 中轴套尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dbd1d2d3d4230230250249.6260hh1h2d523040881其符号所代表的意义如下图15所示:图15中轴套c）下轴套尺寸系列如表16所示： 表16 下轴套尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dad1d2d3190190210209.6hh119081其符号所代表的意义如下图16所示:图16 下轴套2.5.4 座环（1）与混凝土蜗壳连接的座环型式很多，本设计中采用的是整体结
24、构的座环。（2）座环的铸造应符合一般大部件的铸造技术条件，其加工面的光洁度和公差要求参见下图：图17 座环此外，还需对制造质量提出如下要求：a)所有过流表面打磨光滑，相当于光洁度3；b)固定导叶进口端节距误差不超过0.0015Da；c)顶盖与底环把合面平行度误差不超过0.025毫米/米；d)分瓣结构的合缝面光洁度为5，合缝面间隙一般不超过0.05毫米，局部允许有0.150.3毫米间隙（深度小于接合缝的1/3，长度不超过接合缝总长的1/5）。2.5.5 顶盖与支持盖顶盖与支持盖是水轮机的主要部件，要求有足够的强度和刚度，因此再此次设计中采用了焊接顶盖，材料ZG30。支持盖和顶盖见下图：图18 顶
25、盖图19 支持盖2.5.6 底环底环是一个扁平的环形部件，固定于座环上，设计时主要考虑刚度，不作强度计算。底环都采用ZG30铸造，而且由于本次设计对象所处的流域属于多泥沙河流，故在底环的过流表面应铺设抗磨板。本次设计中的抗磨板采用18毫米厚的A3钢板。由于受运输条件的限制，本次设计中的底环应分四瓣铸造，底环大概结构见下图：图20 底环2.5.7主轴（1） 主轴主轴是水轮机的主要部件，它的毛坯采用ZG20MnSi整锻。由于本机组是大型的轴流式水轮机，因此在主轴内装有操作油管，所以主轴必须要有中心孔。主轴与转轮的连接结构在设计中采用转轮上盖与主轴法兰分开的结构。主轴一端与发电机相连，另一端与转轮相
26、连。轴的尺寸如下表：表17 主轴尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）DDDbDpD2D3dddbd112001830157512201815130011001100125130d2hh1ll1l2ss1am188240270608512300360352RR1R2R3fZcc1c212030350522016204其符号所代表的意义如下图21所示：图21 主轴（2） 联轴螺钉的尺寸：（根据主轴的外径选取）表18 联轴螺钉参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）螺钉lll0l1l2l5M1204600545300120130510l5dbDhd1d2s45512518
27、585114112160其符号所代表的意义见下图22：图22联轴螺钉2.5.8 主轴密封主轴部分的密封装置分两种，一种是机组正常运行中，橡胶轴承压力水箱的密封，稀油轴承下部防止机组漏水的主轴密封。这一种密封的结构形式很多，如盘根、垫料式密封，单层或双层橡胶密封，径向式端面碳精块（尼龙块）密封，水泵密封等等。在本次设计中采用的是水压式端面密封，其结构见下图23。另一种是机组停机检修轴承和轴承下部主轴密封时防止尾水往机坑内泄漏的检修密封。这种密封的结构形式有空气围带式、机械操作式或抬机密封等多种。在本次设计中采用的是空气围带式密封，采用的压缩空气压力是47公斤/厘米2，其所采用的围带的剖面尺寸见下
28、图24：图23 水压式端面密封图24 空气围带式密封2.5.9 水导轴承水轮机导轴承型式很多，目前比较常用的有水润滑的橡胶轴承;稀油润滑带有转动油盘、斜油槽自循环的筒式轴承和稀油润滑油浸式分块瓦轴承。其它型式轴承如稀油润滑毕托管上油方式轴承，在中、小型机组中虽有采用，但近期已被斜油槽自循环的筒式轴承所代替。干油润滑轴承国内运用不多。考虑到本电站的水质不干净、含沙量大，清洁水源少，所以采用了稀油润滑筒式轴承。图25 水导轴承（1）轴瓦高度L统计资料表明，轴瓦高度与直径的比值都在0.51的范围内，一些试验资料表明轴承的摩擦系数在上述范围内数值最小。所以轴瓦高度L=（6001200）毫米，参照水轮机
29、设计手册中的表1314最终取L750mm。（2）油槽升角模型试验的资料表明，油槽升角对上油量有一定的影响。目前设计中采用的油槽升角一般为500700，实践表明上油效果很好。在体外冷却的方式中，采用500，所以本次设计中取500。图26 油槽升角（3）油槽截面尺寸和槽数为了减少润滑油在油槽中的阻力，并保证相邻油槽间的瓦面上都能得到充分的润滑油，形成油膜，故采用下图27所示的油槽形状。图27 油槽截面其尺寸如下表19所示：表19 油槽截面尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）abcE725152R1R2Z12.58（4）轴承体上合金浇注层槽形轴承体内壁加工有浇注巴式合金的纵向和环形槽，以保证
30、合金与轴承体严密贴合，防止脱壳。轴承体上合金层不宜太厚。较厚的合金层不仅增加合金材料的消耗，也会导致瓦面受热后相对变形增大，影响轴承间隙，增加磨损。目前设计中一般取合金层厚度（毫米）a斜油槽的深度（毫米）合金浇注槽的尺寸大小如下表20所示：表20 合金浇注槽的尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）hL1L2l1l213430142.51450HZZ1Rc4020454其符号所代表的意义见下图28：图28 合金浇注槽（5）轴承间隙轴承总的平均间隙一般可参照下面的经验公式决定：式中 DP主轴直径（6）冷却方式与冷却装置的确定稀油润滑筒式轴承一般都装有冷却装置，在本次设计中选用了体外冷却的方式
31、。这种冷却方式目前采用较多，这种结构中通常由冷却器、挡油箱、溢流板、挡油管等组成。冷却器多数采用黄铜管，在布置条件许可下排列成扁方形，可以降低挡油箱的高度。挡油箱、溢流板、挡油管的作用是保证热油都能经过冷却器后再经回油管返回转动油盆，以改善冷却效果。此外，挡油箱还可以避免上部油箱中的循环油随着主轴旋转而飞溅出来。在本机组上，挡油箱采用钢板焊接，把合在轴承体上。（7）确定稀油润滑筒式轴承的尺寸 查水轮机设计手册确定稀油润滑筒式轴承的尺寸如下表21所示：表21 稀油润滑筒式轴承尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）DPLDaDbDdhHb122075018501900145042095050
32、0.4tEFt1Z0d0Z2d252801232M4268M42其符号所代表的意义如下图29所示：图29 稀油润滑筒式轴承2.5.10 控制环控制环是传递接力器作用力，并通过传动机构转动导叶的环形部件，在本次设计中采用ZG30铸造，由于该件尺寸太大，可采用分瓣铸造的结构。其结构尺寸见下表22：表22 控制环尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）DCZ0Dy5600245750RS1835其符号所代表的意义如下图30所示：图30 控制环表23 大耳环处尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）d1d2d3190185380h1h270220其符号所代表的意义如下图31所示：图31 大耳环
33、处尺寸表24 小耳环处的尺寸：参数符号数值（mm）d2h1R110D100110其符号所代表的意义如下图32所示图32 小耳环2.6 叶片操作系统叶片操作系统的结构型式有很多种，它们随着接力器的布置方式的不同而不同，比较常用的有三种。一种是带操作架传动的直连杆机构；一种是不带操作架的直连杆机构；还有一种是带操作架的斜连杆机构。这三种结构型式各有特点。2.6.1带操作架的直连杆机构这种结构一般用在叶片数为46的中小型机组中，其结构特点如下：（1）叶片转角在中间位置时，转臂水平，连杆垂直，动作中操作架圆周分力较小。（2）转臂与叶片用圆柱销传递转矩，径向位置由卡环定位，转臂下部开口，用螺钉夹紧，便于
34、装拆和紧固卡环。（3）连杆采用二块夹板，连杆销受力均匀。（4）操作架上带有耳柄，便于装配中调整，耳柄与操作架配合端面有限位销，防止耳柄固定时与夹板产生偏卡。（5）操作架多数采用“工”字形或单层壁加筋结构。这种结构的运动简图如下图33：图33 运动简图2.6.2不带操作架的直连杆机构这种结构一般用在叶片数为45的大型机组，它的结构比带操作架的机构紧凑，重量轻，但转轮体加工工序比较复杂，周期长。其结构特点如下：（1）取消操作架，连杆和转臂由接力器活塞直接带动。（2）活塞上下运动由装在活塞上的套筒和装在转轮体的铜套引导。（3）采用耳柄式的整体连杆。 这种结构的运动简图见桨叶操作系统原理图。本次设计中
35、采用的桨叶操作系统正是这种结构，因为设计的对象是有5个叶片的大型机组，且采用这种结构可以减少维修的工作量和转轮体的重量，符合现代转桨式转轮的发展要求。2.6.3带操作架的斜连杆机构 这种结构多采用于叶片数较多的转轮中，其结构特点如下：（1）叶片转角在中间位置时，转臂与连杆都有较大的倾斜角，运动中操作架受较大的圆周分力。限制操作架的导向键的数量和接触面积都比直连杆多。（2）转臂有效臂长增加，接力器直径可缩小，行程增大。（3）耳柄与操作架在固定螺帽处有卡板限位。这种结构的运动简图如下图34：图34 运动简图在转桨式转轮设计应力求减少轮毂比，即缩小转轮体的相对尺寸，同时减少转轮的重量。本次设计对叶片
36、操作系统的选择已力求满足上述要求。第3章 导水机构运动系统的设计3.1 导叶开度根据水轮机的型号、转轮直径，确定最大可能开度所要求的接力器行程，从而确定传动系统的参数。 原始资料： 水轮机型号：ZZ(F23)LH700 转轮直径：7000mm 设计水头：23m 设计流量：369.6m3/s 额定转速： =88.2r/min所以额定工况时的单位转速和单位流量分别为：根据查ZZF23LH7000的模型综合特性曲线得模型得最大开度： 因为： 所以换算成真机的最大开口值为：真机的最大可能开度为：取设计水头下的单位转速与最优效率点对应的开口值为最优开口，根据设计水头下的单位转速查模型特性曲线得： 所以真
37、机得最优开口为： 3.2 导水机构传动系统的设计3.2.1 导水机构的装配尺寸：图35导水机构上图所示导水机构的装配尺寸大小如下表25所示： 表25 导水机构的装配尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）D0Z0Dc81002442o5600LHlplcDy103347072757503.2.2导水机构的配合公差与间隙：（1）导水机构的配合公差参见导水机构装配图。（2）配合间隙：导叶立面间隙。立面不装密封橡皮条时，一般间隙为零，由于本机组是大型机组，因此允许在导叶高度约14的范围内有不大于0.15毫米的局部间隙。导叶与顶盖及底环配合面的端面间隙。根据水轮机的转轮直径与使用水头查表得导叶的端
38、面间隙为0.61.2mm，该间隙值是指上下端面间隙相等的单边间隙值，具体设计选用时，即要考虑顶盖刚度对导叶端面间隙的影响，还应考虑导叶在水压力作用下可能向上浮起，使间隙减少。局部间隙值。环形部件的合缝面应贴合，对于本机组来说，一般局部间隙不应大于0.15mm，间隙深度不应大于测量方向的13，长度不超过合缝面总长的20。3.2.3导水机构的传动部分。由于叉头传动机构的受力情况良好，适用于大、中型机组，所以在本次设计中采用了叉头传动机构。叉头传动机构主要由导叶臂、连接板、叉头、叉头销、连接螺杆、螺帽、分半键、剪断销、轴套、端盖和补偿环等组成。叉头传动机构的各个部件的尺寸主要根据接力器直径选定。先根
39、据第二章计算得出的接力器直径选得的叉头传动机构的装配尺寸如下表26所示。表26 叉头传动机构装配尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dcZ0d1dn75024M804100D/dcdcnd2hh180D4/dc4110D3/jd80100然后根据叉头传动机构装配尺寸查出传动机构的各个零件尺寸。叉头传动机构结构图与尺寸如下：（1）导叶臂结构图如下图：图36导叶臂其符号所代表的尺寸大小如下表27： 表27 导叶臂尺寸 参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dbDcD1D2D3D4d2dmd3d4230210D310d34031034026060DM2432HL1h1h3eKR1f1T27
40、0-0.5225254560103020.3表28 导叶臂销孔尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dcnRB80D110300C1hh1280100 （2）连接板的结构如下：图37 连接板表29 连接板的结构尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）D1R1KDcnD2d1d2310D1900.0380D4110D3150M24R2hh1ll1=l2c9080100301201.5 （3）叉头的结构如下图：图38 叉头叉头尺寸如下表30： 表30 叉头尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）d1d2d3d4Hhh1M804100D95D1452103040LL1Rrr1c1s21
