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
日 期 2012.01.02 1
摘 要
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
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Abstract
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
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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
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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。早在公元前100年前后，中国就出现了水轮机的雏形——水轮，用于提灌和驱动粮食加工器械。现代水轮机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电。在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。作完功的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。
水轮机是一种将水能转换为机械能的动力机械。在大多数情况下，将这种机械能通过发电机转换为电能，因此水轮机是为谁能利用和发电服务的。
水是人类在生活和生产中能依赖的最重要的自然资源之一，我们的祖先很早以前就和洪水开展了斗争并学会了利用水能。公园前二千多年的大禹治水，至今还为人们所称颂。公元37年中国人发明了用水轮带动的鼓风设备-水排，公元260-270年中国人创造了水碾，公元220-300年间发明了用水轮带动的水磨，这些水力机械结构简单，制造容易。缺点是笨重、出力小、效率低。真正大规模地对水力资源合理开发和利用，是在近代工业发展和有关发电、航运等技术发展以后。
水利资源的综合开发和利用，是指通过修建水利枢纽工程来进行对河流水力资源在防洪、灌溉、航运、发电以及水产等发明的综合利用。
我国的水电发展设备事业也是在新中国成立以后才有了蓬勃发展，1975年我国还只能自行设计制造7.5万千瓦的新安江水电站，到现在我国已能自行设计制造单机容量70万千瓦的混流式水轮机发电机组及单机容量17万千瓦的轴流转桨式水轮发电机组。现在，我国的水力设备的设计、制造水平已达到世界先进水平。我国设计、制造的水力发电设备远销到美国、加拿大、菲律宾、土耳其、南斯拉夫、越南等国，受到了这些国家的欢迎。
1．2水轮机导水机构的作用及几何参数
一、 导水结构的作用、基本工作原理和类型 1. 导水结构的作用及基本工作原理
反击式水轮机导水机构的作用主要有两个：其一，根据电力系统负荷的变化，调节水轮机流量，以适应系统对机组出力的要求；其二， 形成和改变进入转轮的水流环量，以满足不同比转速水轮机对进入转轮前水流环量的要求
2. 导水机构的类型
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