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 Dв 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*hп) ≤ [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

D в, мм 500 – 800 850 – 1100 1200 – 1600 1700 – 2200
hп, мм
Z сегм

 

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 /( lсегм*hп) ≤ [р уд ] (кПа), (7.12)

 

где lсегм - длина сегмента в окружном направлении, причем

 

lсегм= (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

  расчетная максимальная минимальная
Ñ НУ, м      
Ñ ВУ, м      

 

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