Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра гідроенергетики, теплоенергетики та гідравлічних машин

Курсовий проект На тему: «Розрахунок на міцність і оцінка надійності гідроагрегатів»

Виконав:

студент 5-го курсу

ННІВГП, ГЕс-51

Кривицький В.С.

Перевірив:

Філіпович Ю.Ю.

Рівне-2016

Зміст

Вступ……………………………………………………………………….

Вихідні дані………………………………………………………………..

1. Розрахунок параметрів гідроагрегата………………………………...

2. Розрахунок моментів вала напрямного апарата……………………..

   1. Розрахунок згинального моменту……………………………..

   2. Аналітичне визначення зони контакту двох лопатей………...

   3. Розрахунок крутного моменту………………………………....

   4. Кінематична схема повороту лопатей……………………….

3. Розрахунок робочого колеса на міцність…………………………….

   1. Лопаті робочого колеса………………………………………...

   2. Розрахунок вала вертикального агрегата……………………..

   3. Фланець вала…………………………………………………....

   4. Болти фланцевого з’єднання…………………………………...

4. Міцність елементів напрямного апарата…………………………….

   1. Складений важіль……………………………………………….

      1. Штифт накладки…………………………………………….

      2. Зрізний палець……………………………………………….

      3. Розрахунок шпонки……………………………………….

      4. Розрахунок накладки………………………………………..

      5. Розрахунок важеля………………………………………….

   2. Складена серга напрямного апарата…………………………..

      1. Стяжка………………………………………………………..

      2. Палець вилки………………………………………………...

      3. Вилка………………………………………………………....

5. Розрахунок на міцність елементів системи «серводвигун-кільце»...

   1. Розрахунок тяги серводвигуна………………………………...

   2. Розрахунок фланця кришки серводвигуна………………….

Література……………………………………………………………...

Вступ

Даний курсовий проект поєднує знання з лопатевих гідромашин, теоретичної механіки, опору матеріалів і деталей машин.

В цьому проекті ми вели розрахунок з визначення параметрів агрегату, моментів вала напрямного апарата, розрахунок робочого колеса на міцність, визначали міцність елементів напрямного апарату,а також проводили розрахунок на міцність елементів системи серводвигун-кільце.

Робота проводилася з розрахунку на міцність елементів радіально-осьової турбіни, результати цих розрахунків наведенні нижче.

Радіально-осьова гідравлічна турбіна – гідравлічна турбіна, в робочому колесі якої вода рухається по криволінійних поверхнях обертання, які змінюють напрямок потоку від радіального до осьового.

Міцність - здатність матеріалу чинити опір незворотній деформації і руйнуванню під дією навантажень або інших факторів.

Границя міцності – напруження при найбільшому навантаженні розтягу.

Вихідні дані

1. Потужність турбіни - N = 170 МВт.

2. Геодезичний напір – H = 260 м.

3. Довжина вала агрегату L = 4,3 м.

1. Розрахунок параметрів гідроагрегата.

Приймаємо втрати напору у водопровідних трактах h=(5…7)% від геодезичного напору.

h=0,05 Н=0,05·260=13 м.

Н_т=Н-h=260-13=247 м.

Складаємо схему агрегата у турбінному і насосному режимах роботи (рис.1.1.).

Попередньо приймаємо для радіально-осьової турбіни η=0,88..0,92 За напором приймаємо тип робочого колеса:

РО-310 ( ; ).

Визначаємо діаметр робочого колеса:

Приймаємо номенклатурне значення діаметра робочого колеса:

Визначаємо число обертів турбіни:

Приймаємо стандартне значення:

Визначаємо напір агрегата в насосному режимі:

ККД в насосному режимі рівний:

Визначаємо кількість обертів в насосному режимі:

Приймаємо:

Визначаємо витрату в насосному режимі:

Визначаємо потужність приводу насосу (двигуна-генератора):

Приймаємо частоту струму в мережі

Визначаємо число пар полюсів:

Приймаємо:

Уточнюємо число обертів робочого колеса турбіни:

Визначаємо висоту напрямного апарату:

Визначаємо розміри елементів механізму повороту лопатей ([2],с.8, табл.1.2):

• – число лопатей напрямного апарату,

• - діаметр штифта важеля,

• - діаметр розрізного пальця, .

• - висота накладки важеля,

• - діаметр середньої цапфи,

• - діаметр верхньої цапфи,

• - діаметр шпонки верхньої цапфи,

• - діаметр підшипника,

Складаємо схему циліндричного напрямного апарата (рис.1.2).

Визначаємо розміри елементів вала напрямного апарата:

Таблиця 1.

Розміри елементів напрямного апарата (мм)

Найменування елемента	Поперечний розмір			Висота
	позначення	значення	Позначення		Значення
Лопать			b0		800
Середня цапфа	db	110	hb=1,3db		143
Опорна цапфа	dc = dц	100	hc=0,6hц		130
Верхня цапфа	dц	100	hц=1,3dц		60
Нижня цапфа	da = 0,8 db	88	ha=1,4da		123
Шпонка шипа	dш	32	-		-
Важіль	-	-	h		36
Віддаль між цапфами	-	-	h0 = hb		143

Із табл. 1.1. ([1], с.7) за значенням діаметра робочого колеса визначаємо розміри елементів механізму повороту лопаті.

– кількість лопатей,

– діаметри відповідно осі лопатей і осі штифтів поворотного кільця, ;

– довжини відповідно важеля; від вісі лопаті до зрізного пальця; серги напрямного апарата, ;

- діаметр серводвигуна, ,

За цими розмірами складаємо план напрямного апарата (рис.1.3.).

Визначаємо кут між стяжною і перпендикуляром до накладки: .