第六章-水轮机的导水机构.
水轮机习题及答案
H 18m n 107.1r min，假定水力效率 h 0.94 ，在 D 5m 圆柱面上，按无撞击进口 与法向出口条件计算转轮进、出口速度三角形参数，并绘出进、出口速度三角形。
第三章 水轮机的相似原理
（一）填空题
1．水轮机相似应符合的条件为
、
和
。
2．水轮机工况相似的判据是
和
分别相等。
3．水轮机的比转速越高，其空化系数越
机 Z0 24 ， D1 5.0m ，求原型水轮机在与模型水轮机相似工况时的导叶开度0 。
＊解题指导：应用原型水轮机开度换算公式。
第六章 轴流式水轮机
（一）单项选择题（20 分，没题 4 分）
1． 轴流式水轮机的过流能力比混流式大（ ）
A．大
B ．小
2．一般情况下轴流式水轮机的叶片数比混流式（ ）
（B）出口水流的绝对速度与圆周方向垂直
（二）填空题（20 分，每题 4 分）
1．水轮机转轮中的水流运动是
和
的合成。
2．水轮机轴面上所观察到的水流速度分量是
和
。
3．转轮中水流质点的绝对速度 v 可分解为
和
。
4．绘制转轮进口速度三角形需
、
和
三个参数。
5．绘制转轮进口速度三角形需
、
和
三个参数。
（三）简答题（30 分，每题 10 分）
机效率g 0.97，求水轮机的效率和机组的出力 Pg 。
2．某水轮机蜗壳进口压力表的读数为 650103 Pa ，压力表中心高程为 887m，压力 表所在钢管内径 D = 6.0m，电站下游水位为 884m，水轮机流量 Q = 290 m3/s，若水轮机 的效率 92% ，求水轮机的工作水头与出力。
水轮机工作原理
水流作用于叶片的力矩、水轮机基本方程式和效率
水轮机有效水头
H e H H
H H H 即，水轮机水力效率为水轮机有效水头与水轮机水头之比。 正确设计过流部件的流线形状和提高其表面质量及控制水轮机的运行 工况，可以提高水力效率。 h
水力效率
水流作用于叶片的力矩、水轮机基本方程式和效率
水轮机中的水流运动
⑶水流在进入导水机构前应具有一定的旋转环量（即具有一定的圆周 分速度），以保证在水轮机的主要工况下导叶处在不大的冲角下被绕流， 即水流进入导水机构时水力损失较小。
无撞击进口 相对速度 进口有撞击 （水力损失） 导叶骨线
漩涡消耗动能，加大水力损失 漩涡还可能引起空化，产生汽蚀
⑷有合理的断面尺寸及形状，以降低电站厂房投资及便于电站辅助设备 的布臵（如导水机构的接力器及传动机构的布臵）。
d q Vu 2 r2 Vu1r1 mV r u dt g Q Vu 2 r2 Vu1r1 g
水流作用于叶片的力矩、水轮机基本方程式和效率
上述的水流动量矩变化是由dt 时段内作用在水流上的外力对水轮机旋 转轴线的力矩引起的。下面三种外力并不产生这种力矩：
⑴ 重力：因重力的合力与轴线重合或相交；
随之发生改变，从而将能量传给转轮，并使转轮旋转。
计算出瞬时工况下水流作用在水轮机转轮叶片上的动态力矩，再利用 动量矩定理（单位时间内某物体对定轴的动量矩变化等于作用在该物体上
的全部外力对该轴的力矩和），就可获得水轮机的广义基本方程式。
M H Q H (Vu1H r1 Vu 2 H r2 )
水流作用于叶片的力矩、水轮机基本方程式和效率
1、水力损失和水力效率 当水流通过水轮机时，为克服各过流部件的水力阻力而引起的水头损
水轮机及讲解
Pelton turbine
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各型水轮机适用不同水头范围对应不同转 轮形状
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1.3 水轮机的基本构造
• 反击式水轮机通常由四大部分组成
– 进水部件：蜗壳 和座环 – 导水部件：导叶及其传动机构 – 工作部件：转轮 – 泄水部件：尾水管
• 这四大部分对于不同类型的水轮机各不完 全相同，有着自身的特点
水力发电系统组成：水电站建筑物、水力 机械、电器设备
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水力发电过程能量转换：水能—机械能— —电能
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本课程的主要内容
• 水电站是水利枢纽的一个重要组成部分，是利 用水力资源发电的场所，是建筑物、水、机、 电的综合体。
– 进水及引水建筑物（进水口、引水隧洞、压力管 道）——
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1.5 水流在反击式水轮机中的运动
水流在转轮中的运动是三维复合运动
叶片表面：三维扭曲面 叶道：三维扭曲空间 转轮：绕主轴旋转 所以水流在反击式水轮机 转轮中的运动是一个复杂 的三维空间的复合运动
相对运动、牵连运动 和绝对运动
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分析水流在水轮机中的运动要作假定
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引水部件—蜗壳和座环
• 蜗壳（和座环）
– 蜗壳的作用主要是使水流以较小的水力损失均匀对 称地流入转轮；座环起加强蜗壳的刚度并传递上部 结构力的作用。
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引水部件—蜗壳和座环
• 蜗壳（和座环）
– 蜗壳的作用主要是使水流以较小的水力损失均匀对 称地流入转轮；座环起加强蜗壳的刚度并传递上部 结构力的作用。
水轮发电机导水机构接力器行程调整
水轮发电机导水机构接力器行程调整摘要：为了保证在实际工作状态下，尤其是全关位置时，抵消水力矩作用在导叶上的开启力矩，防止机组蠕动，有必要对接力器进行压紧行程调整。
关键词：水轮机；自开力矩；压紧行程1.关于水轮发电机组中接力器压紧行程的作用水轮发电机组的导水机构作用是通过调节其开度的大小，从面控制机组出力。
而导水机构的操作装置则是由接力力器进行调节的。
调整接力器的压紧行程，其作用主要有如下方面：i、使控制环等机械装置上保持残有载荷，用以抵抗导叶自开水力矩；ii、在导叶关闭时减少机组漏水量，防止机组蠕动；iii、在导叶关闭时用以弥补机械装置安装过程中造成一些的操作间隙。
[1]2.压紧行程调整前准备在所有导叶安装完成，并使导叶处于关闭位置，可用钢丝绳加导链捆绑导叶确保其相互接触，立面间隙符合设计要求。
在控制环小耳板与导叶臂连接后，为防止后期安装接力器与控制环大耳板时有移动，可在顶盖和控制环之间两个对称位置处焊接临时定位块。
在安装间对接力器进行解体，再次清扫，回装后，完成接力器行程检查和油压试验。
清扫干净接力器基础板。
以控制环实际安装高程确定接力器安装高程。
以顶盖X、Y线定位接力器安装轴线，在接力器基础板上划十字中心线，并打上样冲眼。
在接力器连接法兰上部、两侧面划十字中心线，并打上样冲眼。
准备好接力器调整所需吊具、测量工具、安装零部件。
3.接力器压紧行程调整步骤（1）中间加垫型（图1）先将接力器吊入机坑，放在临时支撑上，以实际的机组轴线为基准调整好接力器中心位置，调整接力器法兰与基础板距离为5~10mm，调整接力器安装水平度不大于0.05 mm/m。
在接力器基础板上划16等分点，实测接力器底部法兰与基础板之间的距离，以决定垫板加工斜度和倾斜位置。
按照理论厚度带实测斜度，现场加工垫板。
安装加工后的接力器基础垫板，把紧接力器与基础板间的连接螺栓，复测接力器活塞杆的水平，确保合格后，拆除接力器临时支撑。
将两个接力器内通入设计给定的预紧油压，使两个接力器活塞均达到关闭位置，即一侧的活塞与接力器缸盖贴紧，另一侧活塞与接力器缸底贴紧。
大型抽水蓄能机组水泵水轮机导水机构安装施工工法
大型抽水蓄能机组水泵水轮机导水机构安装施工工法大型抽水蓄能机组水泵水轮机导水机构安装施工工法一、前言：大型抽水蓄能机组水泵水轮机导水机构安装施工工法是指在大型抽水蓄能机组工程中，对水泵和水轮机的导水机构进行安装施工的一种方法。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及一个实际工程应用的案例。
二、工法特点：该工法具有以下几个特点：1. 结构简单：导水机构由导轮、导叶、导顺管等组成，结构简单，易于安装。
2. 施工效率高：采用模块化设计，可以提前制作好导水机构的各个组成部分，并在现场进行快速安装，大大提高施工效率。
3. 工艺技术先进：采用数控技术和三维建模技术，可以精确控制导水机构的尺寸和形状，保证施工质量。
4. 易于维护：导水机构采用模块化设计，可以单独更换导叶和导轮，方便后期维护和修理。
三、适应范围：该工法适用于大型抽水蓄能机组工程中安装水泵和水轮机的导水机构，适用于各种地质条件和水利工程项目。
四、工艺原理：该工法的工艺原理是根据水泵和水轮机的工作原理，通过导水机构将水引导到水泵或水轮机中进行工作。
导水机构的设计和安装施工需要根据实际工程要求进行，其中包括导轮和导叶的尺寸和形状、导顺管的布置等。
五、施工工艺：施工工艺包括以下几个阶段：1. 准备工作：包括施工方案的制定、机具设备的准备、施工现场的清理等。
2. 安装导轮和导叶：首先将导轮和导叶按照设计要求进行调整和组装，并使用吊车将其安装在预留位置上。
3. 安装导顺管：根据导水机构的布置方案，将导顺管进行焊接和安装，并与导轮和导叶进行连接。
4. 做防渗处理：在导水机构与混凝土结构之间进行防渗处理，确保水不会渗泄到混凝土结构中。
5. 进行调试：进行导水机构的调试工作，包括流量、压力等参数的测试，并进行必要的调整。
6. 完善细节：整理导水机构周围的设备和管线，确保施工质量。
六、劳动组织：施工工艺中需要进行劳动组织，确定各个施工人员的具体工作任务和工作时间，并保证施工进度和质量。
毕业设计(论文)—水轮机导水控制装置结构设计及加工工艺
兰州工业高等专科学校毕业设计（论文）题目水轮机导水控制装置结构设计及加工工艺系别机械工程系专业机械制造及自动化班级机制09-2班姓名寇文辉学号 200903103105指导教师（职称）马淑霞水轮机是当今社会水力发电必不可少的发电设备，然而它的控制系统对于不同的水轮机有着不同的控制类型，水轮机导水机构的控制的研究也是一大研究课题。
在本次设计中，主要研究水轮机导水系统的控制，此次用的事机械控制系统，有调速轴的转动，将力量传递给摇臂和连杆来控制水轮机的转动，来控制导叶的打开和关闭来实现水轮机的导水控制。
在本次设计中，不仅设计了水轮机导水控制系统，而且画了大量的零件图和装配图，以及几种零件的加工工艺过程。
通过这次的毕业设计为以后工作打下了结实基础。
关键词：水轮机；控制系统：导水控制Essential in today's society hydroelectric turbine power generation equipment, but its control system for different turbine types have different control, control of turbine guide apparatus of the research is a major research topic.In this design, the main research turbine guide water system control, the control system with mechanical things, there is the shaft rotation speed, the power delivered to the rocker arm and the connecting rod to control the rotation of the turbine, guide vane control the opening and closing to achieve control of the turbine's hydraulic conductivity.In this design, not only designed the turbine control system, hydraulic conductivity, and drew a large number of parts and assembly drawings, and several parts of the machining process. Through this work after graduation designed to lay a solid foundation.Key words：hydroelectric；control system；turbine's hydraulic conductivity目录1 水轮机的基础知识 (5)1.1水轮机的简介 (5)1.2水轮机导水机构作用及几何参数 (5)1.3水轮机的工作原理 (8)1.3.1发电机原理 (8)1.3.2水轮发电机基本工作原理 (8)1.4水轮机的分类 (10)1.5水轮机的主要参数 (12)2 水轮机导水机构方案设计及核算 (13)2.1水轮机导水控制部分的主要参数 (13)3 机械装配图的设计和绘制 (25)3.1机械装配图的设计概念 (25)3.2画正式装配图注意的事项 (25)3.3装配草图的设计和绘制 (28)3.4装配工作图的设计和总成设计 (31)3.5装配图的分析和说明 (32)4零件工作图的设计和绘制 (35)4.1零件工作图设计概述 (35)4.2 零件工作图设计概述 (36)4.3轴类零件工作图的设计和绘制 (37)4.4箱体(铸造)工作图的设计和绘制 (38)4.5 零件工作图设计概述 (40)4.6零件图的作用和分析 (41)5 零件的工艺规程 (47)5.1 工艺规程 (47)5.2机械加工工艺规程 (49)5.3 零件的机械加工工艺分析 (50)5.3.1机械加工工艺规程的制订原则 (50)5.3.2 制订机械加工工艺规程的内容和步骤 (50)5.4 轴类零件的加工工艺制订 (51)5.5 箱体类零件的加工工艺 (54)5.6拨动杆零件机械加工工艺规程 (57)5.7零件的加工工艺过程 (58)结论 (62)致谢 (63)参考文献 (64)1 水轮机的基础知识1．1 水轮机的简介：水轮机:水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械。
水轮机导水机构安装技术
水轮机导水机构安装技术水轮机导水机构是水轮机中起着至关重要作用的机构，它主要的功能就是将水从水渠中引导到水轮机叶轮上，以达到转动发电的目的。
对于现代化的水力发电站来说，水轮机导水机构的安装技术是一项至关重要的技术，它不仅关系到水力发电的效率和安全性，还涉及到环境保护和经济效益等多个方面。
下面就来具体介绍一下水轮机导水机构的安装技术。
1.水轮机导水机构的选型在水轮机导水机构的选型过程中，需要考虑的因素非常多，比如水流的流量、压力、速度、温度等等，还需要考虑水轮机的型号和功率。
因此，选型过程需要全面考虑各方面的因素，同时还需要与水轮机厂家和设计人员进行充分的沟通和协调，尽可能地达到最佳的选型方案。
2.导水管道的设计和制造导水管道是水轮机导水机构的核心组成部分之一，它负责将水从水渠中引导到水轮机叶轮上。
因此，导水管道的设计和制造对于整个水轮机的效率和安全性至关重要。
在导水管道的设计和制造过程中，需要考虑到管道的材质、内部涂层、厚度、连接方式、支撑结构等多方面因素，以确保其具备足够的流量和压力承受能力，同时还需要满足环保和安全要求。
3.导水机构的安装和调试导水机构的安装和调试过程中，需要按照设计图纸和相关规范进行操作，严格控制各个制造环节的质量，同时还需要进行合理的现场监管和现场安全控制。
在安装过程中，需要认真检查导水机构的各个部位是否符合要求，如管道的连接是否牢固、导水机构的支撑结构是否牢固等等。
在调试过程中，需要进行流量、压力、温度等参数的测试和调整，确保水轮机导水机构的性能和效率达到最佳状态。
4.运行和维护水轮机导水机构的运行和维护是水力发电站日常管理的重要环节。
在运行过程中，需要按照操作规程进行操作，注意监控各项参数，及时排除故障，确保水轮机的安全运行。
在维护过程中，需要进行定期检查和维护，检查导水机构的各个部位是否正常运行、维护管道的清洁和涂层的保护等等，以保证设备的可靠性和延长使用寿命。
综上所述，水轮机导水机构的安装技术是一项非常技术性、复杂性和系统性的工作，需要多方面专业人员的协同作业和精心策划。
水轮机典型零部件的制造工艺(导水机构(底环+顶盖+导叶轴孔)
六、加工中要注意的问题 1、防止加工过程中的变形； 、防止加工过程中的变形； 2、要用标准平面检查顶盖下平面的变形； 、要用标准平面检查顶盖下平面的变形； 3、注意异种材料的加工及抗磨板的加工。 、注意异种材料的加工及抗磨板的加工。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、顶盖与底环导叶轴孔的加工工艺
导叶轴孔的加工是顶盖与底环加工过程中的重要工 一般在顶盖与底环的平面及圆面精车之后进行。 序，一般在顶盖与底环的平面及圆面精车之后进行。其 加工的方法有： 加工的方法有： 1、划线同镗法 划线同镗法 这种方法适用于轴孔位置要求不高 位置要求不高， 这种方法适用于轴孔位置要求不高，而同轴度要求较 的情况。 高的情况。 1）、钻床上镗底环轴孔 ）、钻床上镗底环轴孔 ）、 要点：先划出顶盖上的导叶轴孔线， 要点：先划出顶盖上的导叶轴孔线，按孔线在镗床 上精镗出顶盖轴孔，然后将顶盖放在底环上， 上精镗出顶盖轴孔，然后将顶盖放在底环上，按X、Y 、 线和工艺定位止口定位，使顶盖和底环同心， 线和工艺定位止口定位，使顶盖和底环同心，以平面找 平后，再按顶盖轴孔找正，镗或扩铰底环轴孔。 平后，再按顶盖轴孔找正，镗或扩铰底环轴孔。 适用： 适用：小型机组的加工 2）、在镗床上同镗轴孔 ）、在镗床上同镗轴孔 ）、
2、划 、 1）、划工件 ）、划工件 十字中心线， ）、划工件X—Y十字中心线，引至四周，作标记； 十字中心线 引至四周，作标记； 2）、划各螺纹孔，光孔及导叶孔加工线。 ）、划各螺纹孔 ）、划各螺纹孔，光孔及导叶孔加工线。 3、钻 、 预钻各孔 4、钳 、 1）、清理各加工表面，去毛刺； ）、清理各加工表面 ）、清理各加工表面，去毛刺； 2）、将底环右端（底部）向下吊放于车床工作台上， 2）、将底环右端（底部）向下吊放于车床工作台上， ）、将底环右端 底部用千斤顶支撑，夹外圆，找正内孔及左端面。 底部用千斤顶支撑，夹外圆，找正内孔及左端面。 在底环左端面上均布几块等高块， 在底环左端面上均布几块等高块，厚度不大于 10mm，吊顶盖于底环工艺搭子止口内，注意保证 ，吊顶盖于底环工艺搭子止口内， 两工件上X－ 线对齐 找正顶盖与底环同心， 线对齐， 两工件上 －Y线对齐，找正顶盖与底环同心，同心 度控制在0.04mm范围内；（见下图） 范围内； 见下图） 度控制在 范围内 3）用6～8组工艺螺杆及搭压板将顶盖与底环把紧，复 组工艺螺杆及搭压板将顶盖与底环把紧， ） ～ 组工艺螺杆及搭压板将顶盖与底环把紧 查同心度； 查同心度； 4）焊牢顶盖、底环成一体。 ）焊牢顶盖、底环成一体。
水轮机水导及导水机构
水轮机水导及导水机构 --------------------------- 右江编号：32 时间：2003-12-29 16:55:38机械跟班实习（3）水轮机水导及导水机构一、水轮机导轴承二、主轴密封三、检修密封四、顶盖五、活动导叶接力器六、蜗壳七、座环八、活动导叶一、水导轴承? 水导轴承的作用? 一是承受机组在各种工况下运行时通过主轴传过来的径向力? 二是维持已调好的轴线位置? 本机组导轴承是筒式自润滑，油外循环冷却方式。
? 水导轴承由轴瓦、支座、旋转油箱及箱盖等组成。
? 轴瓦分四瓣，在其表面上铸上巴氏合金。
? 旋转油箱则固定到水轮机轴下法兰上，旋转油箱分四瓣，油箱盖同时也是主轴密封抗磨环的基面，所以制造安装时，一定要确保表面的水平度。
? 水轮机工况时，油是先冷却后润滑瓦面，再回到油箱里的；水泵工况，油是先润滑瓦面，然后在循环至冷却器进行冷却，再回到油箱的。
二、主轴密封? 主轴密封位于水导轴承上面，主轴密封的形式是采用平衡式流体静压经向双端面机械密封。
? 主轴密封的炭精环三、检修密封? 检修密封是当机组检修、检查或由于主轴密封损坏时投入的一种密封，又称空气围带；? 检修密封：当投入时压缩空气进入空气围带，使空气围带的凸出部位抱紧水导旋转油盆与之配合的加工面或大轴法兰，切断尾水以防水淹水车室。
四、顶盖? 顶盖主要作用有：? 形成流道并承受相应的流体压力? 固定和支撑活动导叶及其连杆机构? 支撑水导轴承? 支撑并组成机组的密封，包括主轴密封、检修密封、上迷宫环等五、活动导叶接力器? 广蓄一期导水机构采用双接力器操作。
? 接力器由活塞缸、前后端盖、活塞、活塞杆以及相应的密封，锁定系统组成。
? 左手边（面向上游）的接力器有 2 个对称的液压自动锁定装置。
液压锁定? 导水叶在关闭时投入，可使导水叶有预紧力，减小导叶的漏水量。
? 液压自动锁定装置行程为 68cm ，额定工作压力为 64bar ，试验压力为96bar 。
水电站导水机构基本结构及作用
水电站导水机构基本结构及作用
导水机构（导叶）
一、导水机构的作用
1.按照电力系统所需的功率调节水轮机流 量;
2.形成与改变进入转轮的水流环量;
3.在导叶关闭时,使水轮机停止运行,并在 机组甩负荷时防止产生飞逸。
•
• 二、水轮机流量方程 水 流 速 度 图
• 水轮机基本方程式
•
Hs
六、导水机构的工作原理
图示所在位置是导叶正处于中间开度，当接力器腔体 内接受调速器系统送来的压力油后，便可控制接力器的推 拉杆，改变导叶的开度，达到调节流量的目的。
1.导叶 2.转臂 3.连杆 4.控制环
• 导水机构的动作过程
七、导水机构部件
1．导叶结构
（1）导叶。导叶是导 水机构的主要组成部 件，均匀分布于转轮 的外围、底环和顶盖 之间。导叶的断面形 状为翼型，首端较厚， 尾端较薄，这样即可 以保证强度又可以减 少水力损失。导叶一 般由导叶体和导叶轴 组成。
1 g
(u1vu1
u2vu2 )
•
Hs
g
(vu1r1
vu2r2 )(2-42)(2-43)水轮机流量方程
Q
r22
gH
1
2 b0
ctg0
r2 A2
ctg2
三、水轮机流量调节的途径
1.改变导水叶的高度，这是一种节流调节方式， 易造成水头损失。 2.改变导叶出口角。这是水轮机普遍采用的调节 方式。 3.改变浆叶出口角。仅适用于导叶固定而浆叶能 改变叶片角度的轴流式水轮机。
3. 圆锥式导 水机构。 导叶轴线 与水轮机 轴线成一 锥角布置 的圆锥式 导水机构。 常用于灯 泡式贯流 机组
水轮机的基本结构及其主要部件的作用
水轮机的基本结构及其主要部件的作用水轮机总体由引水、导水、工作和排水四大部分组成。
1、水轮机的引水部件：主要指蜗壳及座环等，水流由蜗壳引进，经过座环后才进入导水机构。
蜗壳的作用是使进入导叶以前的水流形成一定的旋转，并轴对称地、均匀地将水流引入导水机构；座环的作用是：承受整个机组及其上部混凝土的重量以及水轮机的轴向水推力；以最小的水力损失将水流引入导水机构；机组安装时以它为基准。
所以，座环既是承重件，又是过流件，也是基准件。
因此，要求座环必须有足够的强度、刚度和良好的水力性能。
2、水轮机的导水机构：导水机构主要由操纵机构（推拉杆、接力器及其锁锭装置）、导叶传动机构（包括控制环、拐臂、连杆和连接板等）、执行机构（导叶及其轴套等）和支撑机构（顶盖、底环等）四大部分组成。
其作用使进入转轮前的水流形成旋转，并可改变水流的入射角度，当发电机负荷发生变化时，用它来调节流量，正常与事故停机时，用它来截断水流。
导水机构的操纵机构导水机构的操纵机构的作用是：在压力油的作用下，克服导叶的水力矩及传动机构的摩擦力矩，形成对导叶在各种开度下的操作力矩。
导水机构的操纵机构分为直缸式和环形接力器两大类。
调速环或接力器锁锭装置锁锭装置的作用是：当导叶全关闭后，锁锭投入，可阻止接力器活塞向开侧移动；一旦关侧油压消失，又可防止导叶被水冲开。
导水机构的传动机构导水机构的传动机构的作用：是将操纵机构的操作力矩传递给导叶轴并使之发生转动。
其型式主要有叉头式和耳柄式两种。
太站为耳柄式，长站为叉头式。
正常运行时应着重检查控制环、拐臂、连杆和连接板之间的连接销有无串出或脱落。
剪断销及引线是否完好。
导水机构的执行机构导水机构的执行机构包括导叶和轴套，为了操作导叶使其转动，既减少摩擦阻力又不摆动，在水轮机导叶上均装有三个滑动轴承。
下轴套装在底环上，上、中轴套装在导叶套筒内，套筒固定在顶盖上。
为了减少沿轴颈的漏水量和减轻泥沙对轴颈的磨损，导叶轴颈均装有密封，当密封损坏时可能造成顶盖水位升高。
第6章 水轮发电机组及其附属设备安装
由于转轮室重量小、组装时间短、技术及其他如起吊难度相对较小，而灯泡头与冷却套及其设备、管路等的组装时间较长，工程量相对较大，故冷却套等设备的组装工作在副安装间进行，而将转轮室的组装工作安排于安装间以外的其他场地进行，具体位置施工现场决定。
场地规划说明：
依据招标文件，主安装间面积约19m×27m（长×宽）、副安装间19m×12m（长×宽）
机组安装时需进行组装的大型设备有：定子、转子、冷却套、灯泡头、转轮、导水机构（首台机组导水机构组装位置视施工现场而定，可在安装间外部适当位置组装）、主轴等，再有管型座前锥体与内锥的组装依工期计算，应当与第一台机组大件组装时间向冲突，同时，根据施工流程工艺的特点，导水机构采用分瓣、分期吊装，灯泡头与冷却涛组装完成后需提前起吊至流道上游临时固定，以便于给转子、定子留出足够的安装工期、主安装间需留出宽度约8m的空间用作运输通道等特点进行规划。
部件名称
运输件名称
运输尺寸直径×高mm×mm
重量（吨）（含吊具）
最大件
导水机构（分瓣）
9070×4500×2670
100
(2) 水轮机部分施工时最大件起吊重量及尺寸：见表6-2-2。
表6-2-2黄河炳灵水电站水轮机运输最大件重量及尺寸
部件名称
运输件名称
运输尺寸长×宽×高mm×mm×mm
重量（吨）（含吊具）
导水机构由内配水环、外配水环、16只活动导叶及其控制、操作设备，并与管型座的前锥体、内锥等共同组成机组的水流能量转化机构。
整个水轮发电机组以尾水管为基准，管型座（座环）为机组受力点共同组成机组轴线和受力的承载设备。
水轮机导水机构安装技术
水轮机导水机构安装技术水轮机导水机构是水力发电装置中的重要组成部分，其主要功能是引导水流并将其导入水轮机转子，以产生动力驱动发电机。
正确的导水机构安装技术对于水轮机的高效运行和安全运行至关重要。
本文将介绍水轮机导水机构的安装步骤、要点和注意事项。
安装步骤步骤一：选择合适的导水机构位置在进行导水机构安装之前，需要首先确定合适的位置。
此步骤需要考虑以下几个因素：1.水流量：选择位置时，需要确保位置能够满足所需的水流量需求。
2.地理条件：选择位置时，需要考虑地理条件，如地势、土质等，以确保选址的安全性和稳定性。
3.维修和检修便利性：选择位置时，需要考虑维修和检修的方便性，以便日后的维护和保养工作。
步骤二：准备导水机构安装所需的材料和工具在进行导水机构安装之前，需要准备以下材料和工具：1.导水机构：根据具体要求选择合适的导水机构。
2.安装螺栓和膨胀螺丝：用于固定导水机构。
3.清洁工具：如刷子、垃圾袋等，用于清理安装区域和导水机构。
步骤三：安装导水机构根据导水机构的具体型号和设计要求，进行导水机构的安装：1.清理安装区域：使用清洁工具将安装区域清理干净，确保没有杂物和污垢影响安装效果。
2.安装固定螺栓和膨胀螺丝：根据导水机构的具体结构和要求，使用螺栓和膨胀螺丝将导水机构固定在安装区域。
3.调整导水机构位置：根据需要，调整导水机构的位置，以确保水流能够顺利进入水轮机转子。
4.防水处理：根据需要，在导水机构和水轮机转子之间进行防水处理，以确保水流不会泄漏或进入导水机构之外的部分。
步骤四：测试和调试完成导水机构的安装后，需要进行测试和调试，以确保安装的正确性和稳定性：1.检查固定性：检查导水机构的固定性，确保固定螺栓和膨胀螺丝牢固可靠，没有松动。
2.检查水流量：测试导水机构的水流量，确保符合设计要求。
3.试运行：进行短暂的试运行，观察导水机构的运行情况，检查是否有异常或故障。
注意事项在进行水轮机导水机构的安装过程中，需要注意以下几个重要事项：1.安全第一：在进行安装操作时，保证操作人员的人身安全，严禁违反操作规程进行操作。
大型水轮机导水机构组装与安装施工工法
大型水轮机导水机构组装与安装施工工法大型水轮机导水机构组装与安装施工工法一、前言大型水轮机导水机构是水电工程中重要的设备，其组装与安装施工工法对于保证水轮机的正常运行和提高水电站的发电效率至关重要。
本文将介绍大型水轮机导水机构组装与安装施工工法的各个要点，包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点大型水轮机导水机构组装与安装施工工法具有以下特点：1. 高可靠性：采用先进的组装与安装技术，确保导水机构的稳定性和可靠性。
2. 灵活性强：适用于不同型号和规格的水轮机导水机构的组装与安装。
3. 施工周期较短：通过优化施工工艺，提高施工效率，缩短施工周期。
4. 施工成本相对较低：采用经济合理的施工方法，降低施工成本。
三、适应范围本工法适用于大型水轮机导水机构的组装与安装，包括不同型号和规格的挡水墙、引流隔槽、封闭式导叶等。
四、工艺原理在大型水轮机导水机构的组装与安装施工过程中，需要根据实际工程要求，细化工艺原理，并采取相应的技术措施。
工艺原理主要包括以下几个方面：1. 施工工法与实际工程之间的联系：结合具体工程需求，选择适合的施工工法，并与实际工程进行紧密配合。
2. 采取的技术措施：采用先进的导水机构组装与安装技术，保证施工质量和安全。
五、施工工艺大型水轮机导水机构组装与安装施工工艺包括以下几个阶段：1. 基础准备：进行场地平整和基础施工，确保施工基础的稳定性和可靠性。
2. 预组装：先进行部分装配和验收，确保导水机构的准确度和安装质量。
3. 分段装配：将导水机构按照设计要求分段装配，确保各部分的连接和定位准确。
4. 总装调试：将各个部分的导水机构进行总装，并进行调试，确保整体的运行平稳。
5. 安装验收：对导水机构进行全面的验收，确保施工质量和安全。
六、劳动组织大型水轮机导水机构组装与安装施工需要合理的劳动组织，包括施工人员的组织和分工，施工任务的分配和调度等，以确保施工进度和质量。
灯泡贯流式水轮机导水机构弹簧承载式安全连杆机构结构特点
灯泡贯流式水轮机导水机构弹簧承载式安全连杆机构结构特点【摘要】本文介绍了用于灯炮贯流式水轮机导水机构保护的弹簧承载安全连杆的机构特点，并简要说明了该装置在设计和实验中的一些经验。
【关键词】水轮机;导水机构;安全连杆0.概述在灯泡贯流式水轮机中，导水机构是由内、外配水环、活动导叶、控制环、关闭重锤及连杆，拐臂等组成，导水机构传动装置也广泛用作活动导叶的保护系统。
近年来机组中普遍采用弹簧式安全连杆机构作为活动导叶的保护系统，它是一种造价低并可在一定允许行程范围内自动复位的系统。
采用弹簧承载式安全连杆机构，对于像灯牌贯流式水轮机这样进水口不设进水阀的机型，可以有效地解决在采用通常的剪断销式连杆保护机构时所带来的问题，即剪断销损坏后不易更换及失去控制的活动导叶在水流冲击下摆动而引起的相邻导叶连杆机构损坏。
1.弹簧承载式安全连杆机构的结构在以弹簧承载式安全连杆机构作为活动导叶保护系统的操作机构中，安全连杆与普通连杆间隔设置，这样，对于一台水轮机的全部活动导叶，需要提供一半的数量的安全连杆机构，另一半采用普通的连杆机构来共同构成活动的操作机构。
安全连杆机构中，采用两端连杆来连接控制环小耳炳与活动导叶拐臂，两端连杆见由连接销连接，连接销设置时，要保证其中心与活动导叶拐臂销轴中心和控制环小耳炳销轴中心的连接间有一定的偏心量，这一偏心量的存在是直接影响到安全连杆机构动作的大小，两端连杆在其端部的销轴出与两只“L”形拐臂用螺钉把合，两只“L”形拐臂的顶端由一套弹簧机构拉紧，为调整安全连杆机构的动作作用力，在两端连杆间设有偏心量的调整螺钉。
为检测安全连杆机构的动作并控制其自动复位，在两端连杆间还设有动作检测开关。
详见安全连杆机构的结构图1.1.活动导叶拐臂2.控制环小耳炳3.连杆14.连杆25.连杆销轴6. “L”形拐臂17. “L”形拐臂28.弹簧9.调整螺钉10.动作检测开关图1 弹簧承载式安全连杆机构结构2.弹簧承载式安全连杆机构结构的动作过程电站在正常工况下开启和关闭活动导叶时，导叶接力起推动控制环转动，控制环通过小耳炳和安全连杆将操作力矩传递给导叶臂，导叶臂在通过圆柱销传递给导叶，从而带动导叶正常关闭，在这过程中，操作力始终在安全连杆设计范围内，此时安全连杆的作用和普通的硬连杆一样，正常传递导叶操作力。
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Q wu 2 vm 2ctg2 ctg2 F2
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第三节 导水机构的工作原理
代入基本方程式，则有
g
Hh
Q Q ctg 0 r22 ctg 2r2 2b0 A2
整理上式即得到流量调节方程
Q r2 Hh 1 r2 ctg 0 ctg 2 2b0 A2
4.应便于安装和检修，特别是调正导叶端面和立面间隙时操作 要简便； 5.在停机时应有良好的封水性能； 6.导叶传动机构应灵活，各个零部件之间的磨擦应有良好的润 滑，结构要简单。
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第一节 导水机构的分类
理想的调节机构是工况变化时，仅仅只改变流 量而水头损失极小。
调节水轮机的过流能力，可以通过不同的途径实现： 1.微小型和较小型的水轮机，可以用一个装在进水管的 阀，或转轮前的筒形阀来调节通过水轮机的流量。
可见在水轮机转速和水头不变的情况下，流量的调 节可通过改变三个量来达到：导叶高度，导叶出口 角，以及转轮叶片出口角。（调节流量的方法）
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第四节 导叶的类型及选择
一、导叶翼型的类型
0
负曲率
0
对称型
0
正曲率
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第四节 导叶的类型及选择
2.在水轮机转轮前布置多个导叶,它们在调节时作同步
的绕自身轴线转动，有如百叶窗一样，只改变水流过 水断面面积，水流流径该通道，水头损失很小。
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第一节 导水机构的分类
圆柱式导水机构 圆锥式导水机构 径向式导水机构 斜向式导水机构 轴向式导水机构
圆盘式导水机构
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第二节 径向式导水机构的几何参数
3.导叶分布圆直径D0
导叶分布圆直径是水轮机很 重要的结构参数，其值的大 小对机组的体积和重量影响 很大，所以尺寸要尽可能缩 小。
。
D0 D1 1.30 ~ 1.13
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第二节 径向式导水机构的几何参数
4. 弦长 L、栅距 t和叶栅稠密度
按导水机构能紧密关闭的 原则，确定叶栅密度和翼 弦长度。 翼弦长度是指导叶两端点的直线长度。 栅距是指两相邻导叶轴线的距离，可近似 按弧长计算。 D0
t
z0
。
翼弦长度与栅距的比值称为叶栅稠密度。 L 1 .1 一般采用 t
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第二节 径向式导水机构的几何参数
5.导叶出口角0
导叶出口边处骨线与圆周方向的 夹角称为导叶出口角。它是决定 水轮机过流量的一个重要参数。 假定出口为法向时，基本方程式 变为 g H h vu1r1 假定转轮进口速度矩等于导叶出 口速度距，则有
第二节 径向式导水机构的几何参数
1.导叶高度 b0
比速和应用水头的关系，还要考虑强度要求。 相对导叶高度
b0 0.1 ~ 0.5
2.导叶数目Z0
一般大型水轮机，为了使其有较高的效率，选取较多的导 叶数，对小型水轮机为简化结构，采用较少的导叶数。
D1 2.25m, z0 24
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相对开度：任一开度与径向开度的比值
a0 a0 z0 a0 a0 r D1
同型号的水轮机在相似工况下相对开度相等，据此 D1 z0 M 可进行换算，即： a0 a0 M D1M z0 最优开度：与最高效率相对应的水轮机开度。 a00 最大开度：设计水头下发出额定功率时的水轮机开度。 a0 max 最大可能开度：实际所能开大的最大开度。 max 1.05a0 max a0
第六章 水轮机导水机构
第一节 导水机构的分类 第二节 径向式导水机构的几何参数 第三节 导水机构的工作原理 第四节 导叶的类型及选择
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第一节 导水机构的分类
导水机构的结构都应满足下列基本要求： 1.导水机构过流部件的尺寸应与模型水轮机相应部件的尺寸保持 几何相似，过流部件的表面应光滑以减少水力损失； 2.导水机构的最大开度要可靠并应留有一定的裕量，以保证水 轮机有足够的过水能力； 3.导水机构应有安全保护装置，以防止导叶因硬物卡住而引起 主要传动零件破坏和尽快断流防止水轮机飞逸；
二、不同导叶翼型对环量的影响
环量的计算
2vu r
Q Q ctg ra ctg 进口环量 a 2vua ra 2 2b0ra b0 Q Q 出口环量 0 2vu 0r0 2 ctg 0 r0 ctg 0 2b0r0 b0
流经导叶后，环量的变化量 Q (ctg ctg 0 ) b0
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第二节 径向式导水机构的几何参数
6.导叶开度 a0
反映导叶安放位置的参数，其大 小为从一个导叶的出口边到相邻 导叶体的最短距离。
径向开度、相对开度、最大开度、 最大可能开度和最优开度。
径向开度
Dr a0 r z0
导叶位于径向位置 时尾部圆直径
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第二节 径向式导水机构的几何参数
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第四节 导叶的类型及选择
Q (ctg ctg 0 ) b0
负曲率
对称型
正曲率
0
0
环量增加
0
0
环量不变
0
Q H h vu1r1 vu 0 r0 vr 0ctg 0 r0 ctg 0 2b0
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g
第二节 径向式导水机构的几何参数
Q Hh ctg 0 2b0
2n 60 Qn b0tg 0 60Hh g
g
由此看出：在其它条件相同时， 导叶出口角越大，水轮机过流量 越大。
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第三节 导水机构的工作原理
导水机构的作用：
2
vu 2 g Hh vu1r1 vu 2r2
vm 2
v2
w2
其中
由转轮出口速度三角形，得到
vu 2 u2 wu 2
u2 r2
Q vu1r ctg 0 1 vu 0 r 0 vr 0ctg 0 r 0 2b0