Оформление расчетно-пояснительной записки

Расчет подшипника

Расчет вала на прочность

Вал гидроагрегата предназначен для передачи крутящего момента от рабочего колеса к ротору генератора. Расчет вала на прочность необходимо производить с учетом совместного действия скручивающих, изгибающих и растягивающих усилий.

Предварительно рассчитывают наружный диаметр вала:

D^* _в ≥ (5.1* M _кр /[τ _доп] )^0.33 (м). (7.5)

Причем [τ _доп] = 30 – 35 мПА, а крутящий момент M _кр определяют по формуле:

M _кр = 0.00974 * N/n _синх. (7.6)

Полученное значение диаметра округляют до стандартизованного (кратное 50 мм при D_в менее 1000 мм и кратное 100 мм при D≥1000 мм).

Направляющий подшипник турбины предназначен для восприятия радиальных нагрузок. В проекте рекомендуется применять подшипник на водяной смазке, который может быть кольцевого или сегментного типа.

Расчет подшипника сводится к определению его размера и проверке по критерию работоспособности.

Радиальная сила на рабочем колесе определяется по эмпирической зависимости:

R _рад = 0.8 * N/(n _синх* D₁) (кН). (7.7)

Диаметр вала под подшипником d _п, с учетом облицовки, обычно принимается на 15 – 20 мм больше D _в.

Для кольцевого подшипника удельное давление равно:

р _уд = R _рад /( d _п*h_п) ≤ [р _уд ] (кПа). (7.8)

Экспериментально получено, что допускаемое [р _уд ] = 29 * U (кПа),

где

U = π *n _синх* d _п / 30 (м/сек). (7.9)

Для сегментного подшипника предварительно выбирается число и высота сегментов по таблице 11.

Таблица 11

Определяется усилие на наиболее нагруженный сегмент:

R ₁ = R _рад /(1+ 2Cos α +2Cos(2 α )) (кН), (7.10)

где α – центральный угол расположения сегментов, равный:

α = 360 ⁰/ Z _сегм. (7.11)

Рассчитывается удельная нагрузка на сегмент:

р _уд = R _рад /( l_сегм*h_п) ≤ [р _уд ] (кПа), (7.12)

где l_сегм - длина сегмента в окружном направлении, причем

l_сегм= (0.85 – 0.90) π *d _п / Z _сегм (м). (7.13)

Для таких подшипников экспериментально получено, что допускаемое [р _уд ] = 50 * U (кПа).

Далее следует провести гидравлический расчет для определения требуемого расхода охлаждающей воды и расчета трубопровода технического водоснабжения.

Выполняется также тепловой расчет подшипника для определения температуры нагрева поверхности вала в зоне контакта, которая не должна превышать 65 – 70 ⁰С.

Курсовой проект оформляется в виде расчетно-пояснительной записки, содержащей задание (см. приложение А), все расчеты, таблицы, графики, текст, обосновывающий принятые решения, список использованной литературы и оглавление.

В тексте следует давать ссылки на источники, рисунки и таблицы, которые должны быть пронумерованы.

Приложение А

Пример оформления листа задания на курсовой проект

Саяно – Шушенский филиал

Красноярского государственного технического университета

Кафедра гидротехнических сооружений, гидравлики

и гидромашин

Группа: ___________ Студент: ___________________________

ЗАДАНИЕ № _____ на курсовой проект по курсу «ГИДРОМАШИНЫ».

Для ГЭС с расчетным напором Н р = _____ м:

1.Выбрать систему и тип реактивной гидротурбины, обеспечивающую мощность N =_____ кВт при высоте отсасывания Нs = ______ м.

Характерные отметки бьефов принять из таблицы 1.

Таблица 1

2. Рассчитать и построить рабочие характеристики для 4 напоров.

3. Построить эксплуатационную характеристику.

4. Рассчитать и построить бетонную спиральную камеру.

5. Построить и провести контрольный расчет отсасывающей трубы.

6. Сформулировать требования к гидрогенератору.

7. Разработать эскиз гидроагрегата.

Консультант: _________________________________________________

Выдано: __________________________

Срок сдачи:________________________

ЛИТЕРАТУРА

1.Гальперин и др. Подшипники гидротурбин. М.: Энергоатомиздат, 1986

2.Ковалев Н.Н. Гидротурбины. Л.: Машиностроение, 1971

3.Ковалев Н.Н. Проектирование гидротурбин. Л.: Машиностроение, 1974

4.Справочник по гидротурбинам /Под ред. Н.Н. Ковалева / Л.: Машиностроение, 1984

5.ОСТ108.023.15-82. Турбины гидравлические вертикальные поворотно-лопастные и радиально-осевые.

6.ОСТ108.023.107-82. Турбины гидравлические горизонтальные капсульные.

7.ОСТ108.023.109-82. Турбины гидравлические вертикальные диагональные.

8.ОСТ108.023.105-84. Турбины гидравлические вертикальные поворотно-лопастные (конструктивные схемы).

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 3

ЭТАП 1. Выбор гидротурбины... 4

этап 2. Расчет и построение рабочих характеристик гидротурбины... 9

этап 3. Построение эксплуатационной характеристики турбины... 12

этап 4. Расчет и построение бетонной спиральной камеры 15

этап 5. Подбор и контрольный расчет отсасывающей трубы 17

этап 6. Формулирование требований к гидрогенератору.. 18

этап 7. Разработка схемы установки.. 20

Оформление расчетно-пояснительной записки.. 24

Приложение А.. 25

ЛИТЕРАТУРА.. 26