水轮机、水泵及辅助设备课程考核说明及期末复习指导
(水利水电工程专业专科)
中央广播电视大学
2003.5
一、关于课程考核的有关说明
《水轮机、水泵及辅助设备》是中央广播电视大学水利水电工程专业专科限修的一门专业课。本教材针对水利水电工程专业的各不同专业方向所编写，适合于水利水电动力工程、水利建筑工程与农业水利工程方向，各专业方向根据要求选学不同的内容。具体要求参考文字教材的使用说明。
1. 考核对象
中央广播电视大学高等专科水利水电工程专业开放教育试点的学生。
2. 考核方式
本课程采用平时作业考核和期末考试相结合的考核方式，满分为100分，及格为60分。其中期末考试成绩占考核总成绩的80%；平时作业考核成绩占考核总成绩的20%。
平时作业以各章的自我检测题和习题为主，由辅导教师按完成作业的质量进行评分。学员平时作业的完成、阅改情况由中央电大和省电大分阶段进行检查。
期未考试由中央电大统一命题，统一组织考试。
3. 命题依据
本课命题依据1999年6月审定通过的{开放教育试点水利水电工程专业(专科)水轮机、水泵及辅助设备课程教学大纲}和为本专业编写的多种媒体教材，包括：文字教材：由陈德新、杨建设主编的《水轮机、水泵及辅助设备》；录像教材：由杨建设主讲的录像教材，共20讲，10学时；CAI课件(光盘)：《水轮机、水泵及辅助设备辅助教学课件》。
本考核说明是考试命题的基本依据。
4. 考试要求
本课程考核的要求与课程教学总体要求相一致。即：牢固掌握基本概念，充分理解基本工作原理，正确掌握基本计算方法。
本考核说明对各章内容规定了考核知识点和考核要求，考试按了解、理解和掌握三个层次提出学生应达到的考核标准。
5. 命题原则
(1) 命题范围：在本课程教学大纲和考核说明所规定的内容及要求范围内命题，不得任意扩大和缩小考试范围。
(2) 各专业方向采用不同的考题，或在同一试卷中规定各专业方向的选做范围。命题应注意知识的系统性，同时要突出重点。试题可分容易、中等和较难三个层次，其组成比例约为30：50：20。
(3) 试题中各种能力层次的试题题量比例为：了解＜10%，理解20~30%，掌握60~70%。
6. 试题类型和结构
试题类型可分4种基本题型，（1）判断题，（2）填空题或选择题，（3）简答题，（4）计算题。各类题目分数组成比例为15：30：15：40或15：15：30：40两类。
7. 答题时限：期末考试笔试时间为120分钟。
8. 其它说明：本课程采用闭卷考试，学员参加考试允许带计算器与作图工具。
二、课程考核的内容和要求
第1章绪论
考核知识点：
1．水轮机在水能转换为电能中的作用及水轮机的概念；
2．水轮机的工作参数、定义、单位、水头的计算；
3．水轮机的类型，各类水轮机的特点及应用范围；
4．水轮机的牌号；
5．水轮机的主要构件及转轮标称直径的规定。
考核要求：
1．了解水电站中有哪些动力设备以及各设备的作用；
2．熟悉水轮机的五个主要工作参数，其定义、单位及表达式，应会计算水轮机的水头、出力及效率；
3．掌握水轮机工作水头的表达式，在给定水轮机进出口的必要参数时
会计算水轮机的工作水头；
4．了解水轮机的分类、各类型水轮机的特点与应用范围，重点掌握反击式水轮机与冲击式水轮机的区别；
5．熟悉水轮机的牌号及各部分符合所代表的意义；
6．了解各类型水轮机主要构件的作用；
7．了解水轮机的布置型式。
●水轮机的工作原理
考核知识点：
1．水轮机中水流运动的特点、速度矢量的合成与分解；
2．水轮机速度三角形；
3．水轮机基本方程式的导出、表达式及意义；
4．水轮机工况的概念、不同工况运行的特性。
考核要求：
1．了解水轮机转轮中水流运动的特点、速度矢量在各观察面上的合成与分解；
2．掌握水轮机进、出口速度三角形参数的计算与进、出口速度三角形的绘制；
3．掌握水轮机基本方程式的几种表达形式，理解基本方程式的意义及进、出口环量的概念；
4．理解最优工况及无撞击进口、法向出口的概念；
5．理解非最优工况下水轮机效率下降的原因及工况变化时转轮进出口状态的变化；
6．掌握用基本方程式与法向出口概念计算水轮机进、出口速度三角形的方法。
●第3章水轮机的空化
考核知识点：
1．水力机械中的空化现象（内部、外部特征）；
2．空化的机理（空化的内因与外因）；
3．空蚀的机理、水轮机中空化的类型及空蚀发生区；
4．空化系数的概念；
5．吸出高的确定；
6．防空化措施；
7．水力机械的泥沙磨损。
考核要求：
1．了解水力机械中所发生的空化现象；
2．了解液体空化的机理、空化核的概念及液体中低压的成因；
3．了解空蚀的成因，包括冲击压的形成与空蚀破坏的机制；
4．理解水力机械中常发生的几种空化类型及空蚀易发区；
5．熟悉空化系数概念、装置空化系数的概念与表达式；
6．掌握吸出高计算公式及各项的物理意义，会计算水轮机的吸出高及安装高程；
7．了解水力机械防止空化的措施；
8．了解水轮机机抗磨蚀的措施；
9．了解水力机械空蚀的特征；
10．掌握用吸出高度及装置空化系数判断水轮机是否会空化的方法。 第4章水轮机的相似原理
考核知识点：
1．水轮机相似的条件；
2．水轮机的相似准则及单位参数；
3．水轮机比转速的概念；
4．水轮机的相似换算与效率修正。
考核要求：
1．了解水轮机相似的三条件；
2．了解水轮机的相似准则，熟练掌握单位转速、单位流量、单位出力的表达式及其应用；
3．掌握比转速公式、并了解水轮机比转速与轮机几何形状与特性之间的关系；
4．熟练运用水轮机的相似公式进行模型与原型、原型之间的相似换算；
5．了解水轮机效率修正的原因，正确使用效率修正公式进行计算；
6．掌握模型到原型水轮机之间的相似换算及原型水轮机之间的相似换算。
●第5章水轮机的特性曲线
考核知识点：
1．水轮机特性曲线的意义；
2．各类型水轮机模型综合特性曲线的构成与特点；
3．模型综合特性曲线的绘制原理；
4．运转综合特性曲线的换算与绘制原理；
5．水轮机的飞逸特性与轴向水推力。
考核要求：
1．了解水轮机模型特性曲线的意义与表示方法；
2．了解构成模型特性曲线的等效率线、等开度线、等空化系数线、等叶片转角线（转桨式），出力限制线的意义；
3．掌握从模型特性曲线换算为原型运转综合特性曲线的原理、方法与步骤；
4．可运用模型综合特性曲线分析水轮机不同工况的性能，例如效率、空化、过流等方面的性能；
5．了解水轮机的飞逸特性，掌握水轮机飞逸转速的计算；
6．理解水轮机的类型、比转速与特性曲线特点之间的关系，尤其是水轮机的过流特性。
●第6章水轮机的选型设计
考核知识点：
1．水轮机选型的任务，程序与原理；
2．水轮机选型方法；
3．影响水轮机选型的因素，原始资料在选型中的应用；
4．水轮机类型选择，型号选择与参数选择。
考核要求：
1．了解水轮机选型的任务与一般原则；
2．熟悉水轮机选型的几种常用方法及适用性；
3．掌握水轮机台数选择、机型选择的原则与影响因素；
4．掌握水轮机设计工况点的确定及工作参数的计算，重点是转轮直径、转速的计算；
5．掌握根据水电站水头估算水轮机比转速的方法。
第7章
考核知识点：
1．水轮机过流部件的作用；
2．水轮机引水室的型式、应用范围；
3．蜗壳中水流运动的特点；
4．蜗壳水力计算公式的理论依据；
5．导水机构的功能与种类；
6．水轮机流量调节方程式的意义；
7．尾水管回收转轮出口动能的原理；
8．尾水管中的水力损失；
9．尾水管参数选择的原则。
考核要求：
1．了解引水室的类型特点与应用范围；
2．了解蜗壳中水流运动的规律；
3．了解蜗壳包角、蜗壳断面形状对蜗壳尺寸与水力性能的影响；
4．了解导水机构的作用与导叶开度的几个基本概念及水轮机流量调节的几种常用方式；
5．了解尾水管的类型及应用范围；
6．了解水轮机流量调节方程的意义；
7．了解不同曲率导叶对水流环量的改变原理及其适用性；
8．理解尾水管动能恢复的原理；
9．掌握尾水管相对水力损失、尾水管效率的理论表达式及其应用；
10．掌握尾水管参数选择的原则及尾水管的相似换算。
第8章水泵的工作原理与应用
考核知识点：
1．水泵的类型与结构特点；
2．水泵的基本工作参数；
3．水泵的基本方程式；
4．水泵的相似律；
5．水泵的特性曲线；
6．水泵的选择计算。
考核要求：
1．了解水泵的基本类型及其应用；
2．掌握水泵的基本工作参数的概念、表达式及其计算；
3．掌握水泵相似律的基本公式，并能用这些公式进行水泵的相似换算；
4．理解各类水泵特性曲线的特点,能用这些曲线进行水泵工作参数的选择与计算；
5．掌握水泵吸上真空度及安装高程的计算；
6．了解不同类型水泵的特性，特别是关死点扬程，轴功率及扬程———流量的关系；
7．了解水泵串并联运行的目的。
第9章水电站辅助设备系统
考核知识点：
1．水轮机进水阀的作用、类型与设置条件；
2．水电站用油的种类、功用；
3．油系统的作用与油系统的组成；
4．了解油压装置油、气的比例各占多少；
5．压缩空气系统作用与要求；
6．压缩空气系统的主要设备及其功用；
7．了解机组制动的条件；
8．技术供水的内容(技术供水的用户)；
9．不同用户对水量、水温、水压、水质的要求；
10．水的净化与处理的常用方法；
11．技术供水的水源类别与供水方式；
12．技术供水系统的设备配置方式；
13．技术供水系统的常用设备。
14．水电厂排水的内容；
15．检修排水的方式。
考核要求：
1．了解水轮机进水阀的作用、类型与设置条件以及主阀的选择；2．了解水电厂用油的种类与功用；
3．了解压缩空气系统的作用与要求；
4．了解技术供水的内容及用户对供水的要求；
5．了解技术供水的水源与供水方式以及供水方式与水电站水头之间关系；6．了解排水的内容与检修排水的方式；
7．了解供、排水系统常用的设备；
8．了解水力监测的内容与方法；
9．理解不同供水方式的适应性与优、缺点；
10．理解排水系统设计的原则与要求；
11．掌握水轮机漏水量的计算；
12．掌握机组用油量及全厂充油量的计算；
第10章水轮机调节系统
考核知识点：
1．水轮机调节系统的任务与特点；
2．调速器的分类；
3．水轮机调节系统的工作原理；
4．机械液压调速器的主要部件及其工作原理；
5．微机调速器的特点、组成；
6．调保计算与调速功计算。
考核要求：
1．了解水轮机调节系统的任务与特点；
2．了解调速器的分类；
3．理解调节系统的工作原理；
4．掌握调节系统动态与静态指标的计算；
5．掌握调节保证计算的一般计算方法；
6．掌握调速器调速功能的计算。
三、试题类型及规范解答举例
本试题范例仅说明主要的考题类型和试题的难易程度，并不构组成一套试卷。考试范围请参见前面的有关说明和内容要求。
1．判断题(15分)对：√；错：╳
(1) 水轮机的工作水头是水站上、下游的水位差。（╳）
(2) 尾水管是反击式水轮机的必要部件。（√）
(3) 水轮机进口水流的环量必须大于零才能正常工作。（╳）
(4) 效率相等的水轮机工况一定是相似工况。（╳）
(5) 只有几何相似的水轮机才有可能工况相似。（√）
(6) 水轮机的空化系数与水轮机的工况有关。（√）
(7) 水轮机的装置空化系数与水轮机的工况有关。（╳）
(8) 尾水管补气的目的是为了减轻空腔空化。（√）
(9) 水轮机选型设计时应把最优工况作为水轮机的额定工况。（╳）
(10) 比转速低的水轮机适应于高水头。（√）
(11) 水泵的扬程是水泵系统上、下游水面的水位差。（╳）
(12) 轴流泵关死点的轴功率最大。（√）
(13) 同一水泵，其流量与转速成正比。（√）
(14) 调速器中使用的油品为绝缘油。（╳）
(15) 油压装置中的油容积占60~70%，压缩空气容积占30~40%。（╳）
2．填空题（30分，每空1分）
(1) 水电站是通过( )把水能转变为旋转机械能，再通过（）把旋转机械能变成电能的。
答案：水轮机，发电机。
(2) 反击式水轮机的过流部件由( )、( )、（）和（）所构成。
答案：引水室，导水机构，转轮，尾水管。
(3) 水轮机转轮中，水流的绝对速度是( )与（）的合成。
答案：牵连速度，相对速度。
(4) 水轮机的轴面速度在轴面上可分解为( )和（）。
答案：径向速度，轴向速度。
(5) 水轮机相似的条件是（）、（）和（）。
答案：几何相似，运动相似，动力相似。
(6) 水轮机工况相似的判据是( )和( )分别相等。
答案：单位转速，单位流量。
(7) 水轮机比转速常用的单位制是( )和（）。
答案：m·kW，m·HP。
(8) 导水叶的相对开度是( )与( )的比值。
答案：某位置时的开度ao，径向开度aor。
(9) 轴流式水轮机的轴向水推力在叶片处于（）位置时最大。
答案：关闭。
(10) 水轮机进水阀的常用型式有（）、（）和（）。
答案：蝶阀，球阀，闸阀。
(11) 水头在200m以上的水电站宜采用( )作进水阀。
答案：球阀。
(12) 绝缘油作用是( )、( )和（）。
答案：绝缘、散热、灭弧。
(13) 水的净化为( )和( )两类。
答案：清除污物，清除泥沙。
(14) 离心摆是机械液压调速器的( )元件。
答案：测速。
(15) 硬反馈的作用是实现( )调节，使并网机组稳定地分配( )
答案：有差，负荷。
3．简答题（15分，可任选其中三题，每题5分）
(1) 从能量利用与结构角度说明冲击式水轮机与反击式水轮机的区别。
答案：冲击式水轮机是利用水流的动能工作的，反击式水轮机是利用水流的的动能与压能工作的。由于能量利用形式的不同，带来其结构的不同。冲击式水轮机是具有喷嘴，有压水流通过喷嘴后变成动能(高速射流)，冲动转轮做功。由于利用动能做功，其转轮叶片多呈斗叶状。转轮是部分进水，水流在大气压状态下通过水轮机。反击式水轮机为充分利用水流的压能与动能的需要，由蜗壳、导水机构、转轮与尾水管而形成封闭的流道，转轮全周进水，水流是有压的。转轮叶片的断面呈空气动力翼型形状。
(2) 简述反击式水轮机中易发生的空化类型与易发生部位。
答案：反击式水轮机中易发生翼型空化、间隙空化、局部空化与空腔空化。翼型空化发生在转轮叶片上，尤其是叶片背面出口边附近；间隙空化发生在导水叶的端面间隙处及止漏环处，轴流式水轮机叶片外缘是间隙空化发生最严重的地方；局部空化发生在过流表面的凸凹不平处；空腔空化发生在
尾水管中。
(3) 什么是水泵的工作点?为什么水泵会稳定在工作点?
答案：水泵H-Q曲线与水泵装置扬程曲线的交点称为水泵的工作点。水泵之所以能稳定在其工作点运行，是因为水泵产生的扬程与装置的扬程相等，假如水泵运行在比M点流量大的A点，这时，装置扬程大于泵的扬程，管路中的水因能量不足而减速，使流量减小，工况点由A向M点移动，最终稳定在M点。反之，若水头工作在比M点流量小的B点，则装置扬程小于泵的扬程，管路中水的能量有剩余，于是使水流加速，流量增大，工况点由B 向M点移动，最终稳定在M点。
(4) 水电厂的技术供水方式有哪几种?各应用于什么情况?
答案：水电厂的供水方式有自流供水、水泵供水与混合供水三种方式。自流供水适用于水头12-80m的电站。水泵供水适用于水头高于80m或低于12m的电站。而混合供水是指自流和水泵供水相结全的方式，适用于水头在12m上下的水电站，水头较高时用自流供水、水头较低时切换到水泵供水。
(5) 什么是PID调节规律?有何优越性?
答案：PID调节规律即按比例——积分——微分规律进行调节的方式，同PI调节规律一样，PID调节规律具有消除调节后转速偏差的特点。此外，在对调节系统过渡过程影响方面，不仅按转速偏差进行调节，并且也按转速的加速度（微分部分）进行调节。在机组负荷突然变化时，调速器会根据转速偏差的加速度大小迅速调节导叶的开度，即具有超前作用与预见作用，可以减少调节时间和提高调节的稳定性。
4．计算题（40分）（每题20分，水动方向任选2题，其它专业做前2题）
(1) 某水轮机蜗壳进口处压力表的读数为221.6×103pa，压力表中心高程为88.7m，压力表所处钢管直径D=3.35m，电站下游水位为84.9m，水轮机流量Q=33m3/s，电动机功率P g=7410kW，取发电机效率ηg=96.6%，求轮机的工作水头与水轮机的效率。
解： ???
? ??++-???? ??++=g V p z g V P Z H II II II I I I I 22212αγαγ
将水轮机出口断面取在下游断面，则 02,22≈=g V P P II a II
αγγ 则水轮机的水头H 为 ()g V P P Z Z H II II a I II I 22αγ+-+
-= 而 Z I -Z II =88.7-84.9=3.8m
m p P a I 6.229810
0106.2213=-?=-γ 取()m D g Q g V I I 71.0435.314.381.9233422,1222222
2
1=???? ?????=???? ??==παα
所以水轮机工作水头：H=3.8+22.6+0.71=27.11m 水轮机效率：%5.87875.011
.273381.9966.0/741081.9/==??==QH P g
g ηη (2) 某混流式模型水轮机的参数为D IM =0.46m ，n 11=70r/min ，Q 11=1.15m 3
/s ，ηom =0.9，求相似工况下，D 1=4m ，H=64m 时原型水轮机的n ，Q ，P ，η。
解： 故 ()
s m H D Q Q /2.1476445.1322111=??== ()H D Q
Q r D H n n H nD n 2111111111min /1404
6470==?===
故
%5.93935.04
46.0)9.01(1)1(111==--=--=D D M oM o ηη ()kW QH P 86421935.0642.14781.918.90=???==η
(3) 某水泵在额定扬程时流量Q=0.278m 3/s ，水泵的允许吸上真空高度H 允真=5mH 2O ，水头进水管直径D I =0.36m ，吸水损失h 吸损=0.263mH 2O ，若当时当地大气压H 大气=10.3mH 2O ，忽略汽化压力h 汽的大小，求该工况下水泵的实际允许吸上高度H 实吸。
解： )(383.081
.92742.2221O mH g V =?= ()g
V h h H H H 23.1021-----=吸损汽大气允真实吸 =5-（10.3-10.3）-0-0.263-0.383=4.354(m)
(4) 某水电站的压力钢管长为300m ，压力传播速度为850m/s ，水轮机的导叶关闭时间为0.5s ，水头为45m ，管道内的流速为3 m/s ，在甩全负荷时，将发生什么水击？并求出相应的压力上升率。
解：相长 )(706.0850
30022s a L T r =?== T r ＞0.5s
发生直接水击 压力上升值为：)(2.2608
.9)03(850)(m g v v a H o =-?=-=? )/(74.2362
.04278.042
1s m D Q
V I =?==ππ
压力上升率为：%2.578%100452.260=?=?=o H H ξ
水轮机的选型设计 水轮机选型时水电站设计的一项重要任务。水轮机的型式与参数的选择是否合理，对于水电站的功能经济指标及运行稳定性，可靠性都有重要影响。 水轮机选型过程中，一般是根据水电站的开发方式，功能参数，水工建筑物的布置等，并考虑国内外已生产的水轮机的参数及制造厂的生产水平，拟选若干个方案进行技术经济的综合比较，最终确定水轮机的最佳型式与参数。 一：水轮机选型的内容，要求和所需资料 1：水轮机选择的内容 （1）确定单机容量及机组台数。 （2）确定机型和装置型式。 （3）确定水轮机的功率，转轮直径，同步转速，吸出高度及安装高程，轴向水推力，飞逸转速等参数。对于冲击式水轮机，还包括确定射流直径与喷嘴数等。（4）绘制水轮机的运转综合特性曲线。 （5）估算水轮机的外形尺寸，重量及价格。 wertyp9 ed\结合水轮机在结构、材质、运行等方面的要求，向制造厂提出制造任务书。 2.水轮机选择的基本要求 水轮机选择必须要考虑水电站的特点，包括水能、水文地质、工程地质以及电力系统构成、枢纽布置等方面对水轮机的要求。在几个可能的方案中详细地进行以下几方面比较，从中选择出技术经济综合指标最优的方案。 （1）保证在设计水头下水轮机能发生额定出力，在低于设计水头时机组的受阻容量尽可能小。 （2）根据水电站水头的变化，及电站的运行方式，选择适合的水轮机型式及参数，使电站运行中平均效率尽可能高。 （3）水轮机性能及结构要能够适应电站水质的要求，运行稳定、灵活、可靠，有良好的抗空化性能。在多泥沙河流上的电站，水轮机的参数及过流部件的材质要保证水轮机具有良好的抗磨损，抗空蚀性能。 （4）机组的结构先进、合理，易损部件应能互换并易于更换，便于操作及安装维护。 （5）机组制造供货应落实，提出的技术要求要符合制造厂的设计、试验与制造水平。 （6）机组的最大部件及最重要部件要考虑运输方式及运输可行性。 3.水轮机选型所需要的原始技术材料 水轮机的型式与参数的选择是否合理、是否与水电站建成后的实际情况相吻合，在很大程度上取决于对原始资料的调查、汇集和校核。根据初步设计的深度和广度的要求，通常应具备下述的基本技术资料： （1）枢纽资料：包括河流的水能总体规划，流域的水文地质，水能开发方式，水库的调节性能，水利枢纽布置，电站类型及厂房条件，上下游综合利用的要求，工程的施工方式和规划等情况。还应包括严格分析与核准的水能基本参数，诸如电站的最大水头Hmax、最小水头Hmin,加权平均水头Ha，设计水头Hr，各种特征流量Qmin、Qmax、Qa,典型年（设计水平年，丰水年，枯水年）的水头、流量过程。此外还应有电站的总装机容量，保证出力以及水电站下游水位流量关系曲线。 （2）电力系统资料：包括电力系统负荷组成，设计水平年负荷图，典型日负荷
前言 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术的不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算机技术的迅速发展，极大的推动了机械加工工艺的进步使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 工具是人类文明进步的标志。自20世纪末以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化得到了很好的发展。但工具（含刀具、夹具、量具与辅具等）在不断的革新中，起功能仍然十分显著。机床夹具是一种装夹工件的工艺设备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺设备成为机床夹具，如车床上使用的三爪自定心卡盘、四爪卡盘，铣床上使用的平口虎钳等。现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件的加工精度、劳动生产率和产品的制造成本等。因此，无论是在传统制造还是现代制造工艺系统中，夹具都是重要的工艺装备。 一、夹具的功能 1.保证加工质量使用机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件加工面与定位面之间以及被加工表面相互之间的位置精度。使用机床夹具后，这种精度主要靠夹具和机床来保证，不再依赖工人的技术水平。 2.提高生产效率，降低生产成本使用夹具后可减少划线、找正的辅助时间，且易实现多件、多工位加工。在现代机床加工中，广泛采用气动、液动等机动加紧装置，可是辅助时间进一步减少。 3.扩大机床工艺范围在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床的工艺范围。例如，在机床或钻床上使用镗模，可以代替镗床镗孔。又如，使用靠模夹具，可在车床或铣床上进行仿形加工。 4.减轻工人劳动强度，保证安全生产。
课程设计说明书 泵盖铸造工艺设计 院系：机械工程学院 专业：材料成型及控制工程 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 时间：
目录 1.铸造工艺分析 (1) 1.1零件介绍 (1) 1.2零件生产方式选择 (1) 1.3技术要求分析 (1) 1.4 合金铸造性能分析 (2) 2.确定铸造工艺方案 (2) 2.1确定铸造方法 (2) 2.2确定浇注位置和分型面 (2) 2.3确定型内铸件数目 (3) 2.4不铸出孔及槽的确定 (3) 2.5机械加工余量和铸造圆角的确定 (3) 2.6起模斜度和分型负数的确定 (5) 2.7砂芯的确定 (7) 2.8铸造收缩率的确定 (7) 2.9冒口的确定 (7) 2.10浇注系统的确定 (8) 3.芯盒的设计 (9) 3.1芯盒材质和分盒方式的确定 (9) 4.总结 (9) 参考资料 (10)
1.铸造工艺分析 零件简介： 1.1零件介绍： 零件名称：泵盖 零件材料：HT200 1.2零件生产方式选择： 大批量生产，零件图如下：
1.3技术要求分析 按照国家标准，对于HT200，其抗拉强度应达到200Mpa。铸件在使用时工作条件较好，但此铸件需起隔爆作用，按照技术要求，需在粗加工后进行时效处理及相应的热处理工艺。另外，铸件清砂后，焖火铲除毛刺喷砂后喷G04-6铁红过氯乙烯底漆。除此外无特殊技术要求。 注：其中φ21H7内孔为重要加工面，不允许存在气孔、夹砂等铸造缺陷。 1.4 合金铸造性能分析 灰铸铁具有良好的铸造性能： （1）流动性。灰铸铁的熔点较低，结晶温度范围较小，在适宜的浇注温度下，具有良好的流动性，容易填充形状复杂的薄壁铸件，且不易产生气孔、浇不足、冷隔等缺陷。 （2）收缩性。灰铸铁的浇注温度较低，凝固中发生共析石墨化转变，使其线收缩小，产生的铸造应力也较小，所以铸件出现翘曲变形和开裂的倾向以及形成缩孔、缩松的倾向都较小。 （3）灰铁充型能力好，强度较高，耐磨、耐热性好，减振性良好，铸造性较好，但需人工时效。 2.确定铸造工艺方案 2.1确定铸造方法 铸件材质为HT200，，其轮廓尺寸25×φ110，属中小件，联结结构合理，符合灰铸铁铸造要求，可以进行铸造工艺设计。采用湿砂型机器造型大批量生产。 采用湿砂型机器脱箱造型，热芯盒水玻璃砂射芯机制芯。 2.2确定浇注位置和分型面 浇注位置选择原则： （1）重要加工面应朝下或呈直立状态； （2）铸件的大平面应朝下； （3）应有利于铸件的补缩； （4）应保证铸件有良好的金属液导入位置，保证铸件能充满； （5）应尽量少用或不用砂芯； （6）应使合型、浇注和补缩位置一致。
目录 前言 (1) 第1 章概述 (2) 第2 章液压缸的设计 (3) 第2.1 节工况分析 (3) 第2.2 节液压缸主要几何尺寸的计算 (5) 第2.3 节液压缸结构参数的计算 (6) 第2.4节液压缸主要零件的结构、材料及技术要求 (11) 第3章液压系统图的拟订和工作原理的确定 (13) 第3.2节制定基本方案 (13) 第3.2节绘制液压系统图 (14) 第3.3节系统工作原理的确定 第4章液压元件的选择 (17) 第4.1节液压泵的选择 (17) 第4.2节电动机的选择 (18) 第4.3节其他元件的选择 (18) 第5章液压系统的性能验算 (22) 第5.1节管路系统压力损失的验算 (22) 第5.2节液压系统的发热与温升计算 (24) 第5.3节油箱的尺寸设计 (26) 第6章液压装置的设计 (27) 第6.1节液压装置总体布局 (28)
第6.2节液压阀的配置形式 (28) 第6.3节集成块设计 (29) 第7章液压系统安装及调试 (27) 第7.1节液压系统安装 (29) 第7.2节调试前准备工作 (29) 第7.3节调试运行 (29) 第7.4节液压系统的用液及对污染的控制 (30) 第7.5节调试运行中应注意的问题 (29) 第8章液压系统的维护及注意事项 (27) 参考文献 (27) 总结 (28) 致谢 (29) 前言 毕业设计和毕业论文是本科生培养方案中的重要环节。学生通过毕业论文，综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。通过这次检验，不但可以提高学生的综合训练设计能力、科研能力（包括实际动手能力、查阅文献能力，撰写论文能力）、还是一次十分难得的提高创新能力的机会，并从下个方面得到训练： （1）学会进行方案的比较和可行性的论证； （2）了解设计的一般步骤； （3）正确使用各种工具书和查阅各种资料； （4）培养发现和解决实际问题的能力。 利用所学的液压方面的知识，我选择这个课题为我的毕业设计，进行大胆的 尝试。设计中主要以课本和各种参考资料作为依据，从简单入手，循序渐进，逐 步掌握设计的一般方法，把所学的知识形成一个整体，以适应以后的工作需要。 当然，初次设计，知识有限，经验不足，一些问题考虑不周，也可能存在有某些
端盖零件图 1端盖的工艺分析及生产类型的确定 1.1端盖的用途 端盖主要用于零件的外部，起密封，阻挡灰尘的作用。故其在机器中只是起辅助作用，对机器的稳定运行影响不是很大，其在具体加工的时候，精度要求也不是很高，加工起来也十分容易。
1.2端盖的技术要求： 该端盖的各项技术要求如下表所示： 1.3审查端盖的工艺性 该端盖结构简单，形状普通，属一般的盘盖类零件。主要加工表面有端盖左、右端面，方形端面，要求其端面跳动度相对中心轴线满足0.03mm，其次就是φ25孔及φ10孔，φ25孔的加工端面为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外φ10孔的加工表面虽然在圆周上，但通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。 确定端盖的生产类型 依设计题目知：Q=5000件/年，m=1件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率
b%分别取3%和0.5%。代入公式得： N=5000台/年X1件/台X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75 端盖重量为0.5kg，由表1-3知，端盖属轻型零件；由表1-4知，该端盖的生产类型为大批生产。 2.确定毛胚、绘制毛胚简图 2.1选择毛胚 端盖在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，毛胚选用铸件即可满足工作要求。该端盖的轮廓尺寸不大，形状亦不是很复杂，故采用砂型铸造。 确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量 由表2-1至表2-5可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。 1.公差等级 由端盖的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=9。 2.2端盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量
水轮机、水泵及辅助设备课程考核说明及期末复习指导 (水利水电工程专业专科) 中央广播电视大学 2003.5
一、关于课程考核的有关说明 《水轮机、水泵及辅助设备》是中央广播电视大学水利水电工程专业专科限修的一门专业课。本教材针对水利水电工程专业的各不同专业方向所编写，适合于水利水电动力工程、水利建筑工程与农业水利工程方向，各专业方向根据要求选学不同的内容。具体要求参考文字教材的使用说明。 1. 考核对象 中央广播电视大学高等专科水利水电工程专业开放教育试点的学生。 2. 考核方式 本课程采用平时作业考核和期末考试相结合的考核方式，满分为100分，及格为60分。其中期末考试成绩占考核总成绩的80%；平时作业考核成绩占考核总成绩的20%。 平时作业以各章的自我检测题和习题为主，由辅导教师按完成作业的质量进行评分。学员平时作业的完成、阅改情况由中央电大和省电大分阶段进行检查。 期未考试由中央电大统一命题，统一组织考试。 3. 命题依据 本课命题依据1999年6月审定通过的{开放教育试点水利水电工程专业(专科)水轮机、水泵及辅助设备课程教学大纲}和为本专业编写的多种媒体教材，包括：文字教材：由陈德新、杨建设主编的《水轮机、水泵及辅助设备》；录像教材：由杨建设主讲的录像教材，共20讲，10学时；CAI课件(光盘)：《水轮机、水泵及辅助设备辅助教学课件》。 本考核说明是考试命题的基本依据。 4. 考试要求 本课程考核的要求与课程教学总体要求相一致。即：牢固掌握基本概念，充分理解基本工作原理，正确掌握基本计算方法。 本考核说明对各章内容规定了考核知识点和考核要求，考试按了解、理解和掌握三个层次提出学生应达到的考核标准。 5. 命题原则
2.1 确定零件材料及牌号 零件的支座的零件图如图所示，其轮廓尺寸为Φ80×200×110，平均壁厚30，支座底部需螺栓固定，留有2个螺栓孔，尺寸Φ15，可在铸件完成后切削加工，且有一定的表面精度要求。 支架在铸造过程中，应该选用灰铸铁作为材料。灰铸铁流动性好，易浇注，且收缩率最小，并且随着含碳量的增加而减少，使铸件易于切削加工。采用砂型铸造，简单而且工艺性好。 此铸铁为200×110mm的灰铸铁件，其型号应为HT150。
2.2 铸造方案的拟定 2.2.1 铸型种类的选择 支座零件具有内腔，小孔，圆角，凸台以及锥角，形状较为复杂，表面质量无特殊要求，最大轮廓尺寸为200mm，应选用砂型铸造成形。又采用小批量生产，所以铸件类型应使用湿砂型铸造。这样灵活性大，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现机械化和自动化，材料成本低，节省烘干设备、燃料、电力等。模样采用金属模是合理的。 2.2.2 画出零件图 图2 零件图
2.3 分型面的确定 2.3.1分型选择原则 分型面是指两半铸型相互接触的表面。分型面的优劣在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。应满足以下要求 1.应使铸件全部或大部分置于同一半型内 2.应尽量减少分型面的数目 3.分型面应尽量选用平面 4.便于下芯、合箱和检测 5.不使砂箱过高 6.受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度 7.注意减轻铸件清理和机械加工量 2.3.2 几种分型方案 初步对支座进行分析，有以下四种方案Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，如图3所示
图3 分型方案图 2.3.3 分析各个方案的优缺点 Ⅰ方案以支架的底面为分型面在分型面少而平的原则中，其分型面数量不仅少而且还平直，铸件全部放在下型，既便于型芯安放和检查，又可以使上型高度减低而便于合箱和检验壁厚，还有利于起摸及翻箱操作。 Ⅱ方案铸件没有能尽可能的位于同一半型内，这样会因为合箱对准误差使铸件产生偏错。也有可能因为合箱不严在垂直面上增加铸件尺寸。
水轮机 水轮机+ 发电机：水轮发电机组 功能：发电 水泵+ 电动机：水泵抽水机组 功能：输水 水泵+ 水轮机：抽水蓄能机组。 功能：抽水蓄能 水轮发电机组：水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。 第一节水轮机的工作参数 水轮发电机组装置原理图 定义：反映水轮机工作状况特性值的一些参数，称水轮机的基本参数。 由水能出力公式：N=9.81ηQH可知，基本参数：工作水头H(m)、流量Q(m3/s)、出力N(kw)、效率η，工作力矩M、机组转速n。 一、水头(head)：作用于水轮机的单位水体所具有的能量，或单位重量的水体所具有的势能，更简单的说就是上下游的水位差，也叫落差。142米 1. 毛水头(nominal productive head) H M=E U-E D=Z U - Z D 2. 反击式水轮机的工作水头
毛水头 - 水头损失=净水头 H G =E A - E B =H M - h I -A 3. 冲击式水轮机的水头 H G =Z U - Z Z - h I-A 其中Z U 和Z Z 分别为上游和水轮机喷嘴处的水位。 4. 特征水头(characteristic head) 表示水轮机的运行范围和运行工况的几个典型水头。 最大工作水头： H max =Z 正-Z 下min -h I-A 最小工作水头： H min =Z 死-Z 下max -h I-A 设计水头(计算水头) H r ：水轮机发额定出力时的最小水头。 平均水头： H av =Z 上av -Z 下av 二、流量(m 3/s)(flow quantity)：单位时间内通过水轮机的水量Q 。单机12.2m 3/s Q 随H 、N 的变化：H 、N 一定时， Q 也一定； 当H =H r 、N =N 额时，Q 为最大。 在H r 、n r 、N r 运行时，所需流量Q 最大，称为设计流量Q r 三、出力 (output and)：水轮机主轴输出的机械效率。N(KW)： 指水轮机轴传给发电机轴的功率。 水轮机的输入功率 (水流传给水轮机的能量),即水流效率，与a.作用于水轮机的有效水头；b.单位时间通过水轮机的水量，即流量Q ；c.水体容重γ成正比。其公式为：QH QH N w 8.9==γ γ指水体容重（即单位容积水所具有的重力，比重）： 水的比重=1000kg/m 3、G=9.8N/Kg γ=9800N/m 3 )(8.9)/(9800)/(9800)()/()/(33kw QH s J QH s m N QH m H s m Q m N N w ==?=??=γ 水轮机的输出功率：ηηQH N N w 8.9== 四、效率(efficiency )：输入水轮机的水能与水轮机主轴输出的机械能之比，又叫水轮机的机械效率、能量转换效率。η
目录 一、课程设计任务书………………………………………… 二、序言……………………………………………………… 三、零件工艺分析…………………………………………… 四、确定生产类型…………………………………………… 五、毛坯选择和毛坯图说明………………………………… 六、零件表面加工方法的选择……………………………… 七、工艺路线的制定………………………………………… 八、工序间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定… 九、加工余量，切削用量，工时定额的确定……………… 十、心得与体会………………………………………………十一、参考资料书目……………………………………………
蚌埠学院机械制造学课程设计任务书 层次：本科专业：2011机械设计制造与自动化本 6
任务书审定日期年月日指导教师（签字） 任务书下达日期2014 年 6 月 3 日学生（签字） 1轴承盖的工艺性分析 1.1轴承盖用途 轴承盖的主要作用是轴承外圈的轴向定位；防尘和密封，除它本身可以防尘和密封外，它常和密封件配合以达到密封的作用。还能在一定程度上防止滚动体保持架等易损件受外力作用而损坏。轴承盖零件图如图1所示。
图1 轴承盖零件图 1.2轴承盖的技术要求 零件的材料为HT150，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削,零件的主要技术要求分析如下： (1).由零件图可知，零件的底座底面、内孔、端面及轴承座的顶面有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是说其余的表面不需要加工，只需按照铸造时的精度即可。底座底面的精度为Ra6.3、内孔、端面及内孔的精度要求均为Ra12.5。轴承座在工作时，静力平衡。 (2).铸件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及疲劳度，在静力的作用下，不至于发生意外事故。 表1 轴承盖零件技术要求表 加工表面尺寸及偏差 ／mm 公差／mm 及精度等级 表面粗糙度 Ra／μm 形位公差／mm
阀体零件机械制造工艺学课程设计说 明书
机电及自动化学院 《机械制造工艺学》课程设计说明书 设计题目：阀体零件工艺方案设计 姓名： 学号： 班级：机电（1）班 届别： 指导教师 年 7月 目录(共12页) 一、零件的分析 (1) （一）零件的作用 (1)
（二）零件的工艺分析 (1) 二确定生产类型 (1) 三确定毛坯 (1) 四工艺规程设计 (2) （一）选择定位基准： (2) （二）制定工艺路线 (3) （三）选择加工设备和工艺设备 (8) （四）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (9) （五）确定切削用量及时间定额 (9) 五余量表格 (10) 参考资料：《机械制造工艺设计手册》 《机械制造工艺学》 《机械加工余量手册》 《热加工工艺基础》 《金属工艺学实习教材》 《互换性与测量技术》
《机械制图》 一、零件的分析 （三）零件的作用 阀体，泵体等均属于箱体类零件。其主要作用是用于支承，包容，保护运动零件或其它零件。 本题目的阀体是球阀中的主体零件，它容纳阀芯，密封圈，阀杆，填料压紧套等零件。它的大致形状类似于三通管，左端方形凸缘上有直径为50，公差等级为11级的孔与阀盖配合，右端外螺纹作用连接管道，上部直径18H11孔与阀杆配合，从而起到调节流量的作用。 （四）零件的工艺分析 经过查找手册和热加工工艺基础课本，中碳铸钢ZG230-450具有良好的性能，适用于受力不大，要求韧性的零件制造，例如轴承盖，阀体等，因此零件材料选ZG230. 1：根据零件图分析，为了便于铸造，毛胚只铸造出水平方向的孔，竖直方向的孔用钻床加工，为了铸造效率，选择用金属型铸造。 2：因为水平方向的孔很多，且在同一中心线上，因此在加工时用水平方向的外圆做粗基准进行加工，则能够保证所有的孔同轴。
0000101AZ 水轮机安装说明书1/16 目录 1、安装前的准备工作 (2) 2、安装前厂房建筑应具备的主要条件 (2) 3、部件组装 (3) 3.1 尾水管组装 (3) 3.2 座环组装 (4) 3.3 转轮室预装 (4) 3.4 导水机构组装 (5) 3.5 转轮解体组装 (6) 3.6 预装主轴轴承 (7) 3.7 检测受油器 (7) 4、水轮机安装 (7) 4.1 安装尾水管 (7) 4.2 安装座环（整体吊装方案） (8) 4.3 安装座环（土办法安装） (9) 4.4 安装流道盖板基础 (13) 4.5 安装接力器 (13) 4.6 安装导水机构 (13) 4.7 安装主轴－轴承 (14) 4.8 安装转轮室下半部分 (15) 4.9 安装转轮 (15) 4.10 安装主轴密封和组合轴承密封 (15) 4.11 安装受油器 (15) 4.12 安装油、水、气管路及仪表管路 (16) 4.13 安装转轮室上半部分 (16) 4.14 安装地板扶梯及其它 (16)
0000101AZ 水轮机安装说明书2/16此文件仅对XX水轮机安装过程中的主要特点及特殊技术要求作简要说明， 其目的是提醒安装单位在安装水轮机的过程中应注意的事项，不包括为确保质量 所必须执行的全部内容，水轮机的安装还应满足GB8564?88《水轮发电机组安装 技术规范》和DL/T5038?94《灯泡贯流式水轮发电机安装工艺导则》要求。 1安 装 前 的 准 备 工 作 1.1 安装前安装人员应熟悉下列文件及规程： a.《水轮发电机组安装技术规范》GB8564?88及《灯泡贯流式水轮发电机安装工艺导 则》DL/T5038?94； b.本安装说明书； c.随机供给的图纸及图中规定的技术要求； d.水轮机其它技术文件； e.制造厂提供的试验及检查记录。 1.2 安装现场应清洁干净 ； 1.3 认真检查各大件的重量和起重设备能力，预先考虑大 件的起吊搬运方法； 1.4 按各部套的安装工具图纸，检查、熟悉制造厂提供的专用工具。 1.5 检查零部件的X、Y线、标记、编号。 2安装前厂房建筑应具备的主要条件 2.1一期混凝土工程已经完成并符合设计要求。 2.2预埋管件、地脚螺钉孔、各支墩尺寸、标高均符合设计要求。 2.3进水流道及尾水管混凝土应符合设计要求 。 3部件组装 3.1尾水管组装 尾水管分三节，即进口节（小节）、中间节和出口节（大节），每节分 三瓣，三节尾水管正立放置拼装焊接，整体翻身吊装就位。 3.1.1按照图纸制作并埋设一期埋件，包括基础板、锚钩等埋件。 3.1.2尾水管拼装平台制做： ?平台应该水平并且有足够大的面积； ?平台基础支撑应该用型钢； ?平台应该有很好的接地措施。 3.1.3在拼装平台上按照尾水管各节大口的图纸直径尺寸划线。 3.1.4吊装一瓣瓦片，大口朝下，沿着划的线就位，临时固定后，用千斤顶或楔子板调整瓦
端盖零件铸造工艺课程 设计说明书 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
课程设计说明书（论文）课程名称：成型工艺及模具课程设计II 设计题目：端盖零件铸造工艺设计 院系： 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：
1、设计任务 、设计零件的铸造工艺图 、设计绘制模板装配图 、设计并绘制所需芯盒装配图 、编写铸造工艺设计说明书 2、生产条件和技术要求 、生产性质：大批量生产 、材料：HT200 、零件加工方法： 零件上有多个孔，除中间的大孔需要铸造以外，其他孔在考虑加工余量后不宜铸造成型，采用机械方法加工，均不铸出。 造型方法：机器造型 造芯方法：手工制芯 、主要技术要求： 满足HT200的机械性能要求，去毛刺及锐边，未注明圆角为R3－R5，未注明的筋和壁厚为8，铸造拔模斜度不大于2度，铸造表面不允取有缺陷。
3、零件图及立体图结构分析 、零件图如下： 图1.零件主视图图2.零件左视图 三维立体图如下： 图3.三维图（1） 图4.三维图（2） 4、工艺设计过程 、铸造工艺设计方法及分析 铸件壁厚 为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。铸件的最小允许壁厚与铸造的流动性密切相关。在普通砂型铸造的条件下，铸件最小允许壁厚见表1。 表1. 铸件最小允许壁厚引【1，表1-3】
查得灰铁铸件在100~200mm的轮廓尺寸下，最小允许壁厚为5~6mm。由零件图可知，零件中不存在壁厚小于设计要求的结构，在设计过程中，也没有出现壁厚小于最小壁厚要求的情况。 造型、制芯方法 造型方法：该零件需批量生产，为中小型铸件，应创造条件采用技术先进的机器造型，暂选取水平分型顶杆范围可调节的造型机，型号为Z145A。 制芯方法：由生产条件决定，采用手工制芯。 砂箱中铸件数目的确定 当铸件的造型方法、浇注位置和分型面确定后，应当初步确定一箱中放几个铸件，作为进行浇冒口设计的依据。一箱中的铸件数目，应该是在保证铸件质量的前提下越多越好。
情景1 水轮机概论 1.1 水轮机基本参数 水轮机是把水流能量转换成旋转机械能的水力机械，是水电厂最主要的动力设备。水轮机主轴带动发电机轴旋转，利用发电机将机械能转换成电能。水轮机一般装在水电站的厂房内，如图1-1所示，当水流经引水道进入水轮机，由于水流和水轮机的相互作用，水流的能量便传给了水轮机，水轮机获得能量后开始旋转而做功。因为水轮机轴和发电机轴相连，水轮机便把它获得的能量传给了发电机，并驱动带有磁场的发电机转子转动而形成旋转磁场，发电机定子绕组切割磁力线而感应出电动势，带上外负荷后便输出了电流。 当水流通过水轮机时，水能即转变成机械能，这一工作过程的特性可用水轮机基 本参数来表征。其基本参数有：水头H 、流量Q 、功率P 、效率η和转速n 等。 1.1.1 水轮机水头H 1．净水头H 净水头是水轮机进口与出口测量断面的总水头差，即水轮机做功用的有效水头，用符号H 表示，单位为m 。图1-2为反击式水电站水轮机装置示意图。 对于反击式水轮机，进口断面取在蜗壳进口处Ⅰ-Ⅰ断面，出口断面取在尾水管出口Ⅱ-Ⅱ断面，则净水头为 ??? ? ??++-???? ??++=I I g g p Z g g p Z H II II II II I I 2222υαρυαρ （1-1） 式中：Z I 、Z II 分别为断面Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ处相对于某基准的位置高度，m ；I p 、II p 分别为断面Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ处的流体压强，Pa ； I υ、II υ分别为Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ处过流断面的平 图1-1 拦河坝式水电站坝后式厂房 1-水轮机；2-发电机；3-尾水管；4-桥机；5-引水道
均流速，m/s ；I α、II α分别为Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ处的过流断面速度分布不均匀系数；ρ为水的密度，kg/m 3；g 为重力加速度。 净水头H 又可表示为： 1-?-=A g h H H （1-2） 式中：H g 为水电站水头（毛水头）；1-?A h 为水电站引水建筑物中的水力损失。 毛水头是水电站上、下游水位的高程差，用符号g H 表示，单位为m 。 2．额定水头H r 额定水头是水轮机在额定转速下，输出额定功率时的最小净水头，单位为m 。 3．设计水头H d 设计水头是水轮机在最高效率点运行时的净水头，单位为m 。 4．最大（最小）水头H max （H min ） 最大（最小）水头是在运行范围内，水轮机水头的最大（最小）值，单位为m 。 5．加权平均水头H w 加权平均水头是在电站运行范围内，考虑负荷和工作历时的水轮机水头的加权平均值，单位为m 。 图1-2 立轴反击式水轮机的工作水头
热加工工艺课程设计支座铸造工艺设计 院系：工学院机械系 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 时间：
黄河科技学院课程设计任务书 工学院机械系机械设计制造及其自动化专业 2011级 1班 学号姓名指导教师 设计题目: 支座铸造工艺设计 课程名称:热加工工艺课程设计 课程设计时间：5 月 22 日至 6 月 6 日共 2 周 课程设计工作内容与基本要求(已知技术参数、设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)（纸张不够可加页） 1、已知技术参数 图1 支座零件图 2、设计任务与要求 1）设计任务 1 选择零件的铸型种类，并选择零件的材料牌号。 2 分析零件的结构，找出几种分型方案，并分别用符号标出。 3 从保证质量和简化工艺两方面进行分析比较，选出最佳分型方案，标出浇注位 置和造型方法。 4 画出零件的铸造工艺图（图上标出最佳浇注位置与分型面位置、画出机加工余 量、起模斜度、铸造圆角、型芯及型芯头，图下注明收缩量） 5 绘制出铸件图。
2）设计要求 1设计图样一律按工程制图要求，采用手绘或机绘完成，并用三号图纸出图。 2 按所设计内容及相应顺序要求，认真编写说明书（不少于3000字）。 3、工作计划 熟悉设计题目，查阅资料，做准备工作 1天 确定铸造工艺方案 1天 工艺设计和工艺计算 2天 绘制铸件铸造工艺图 1天 确定铸件铸造工艺步骤 2天 编写设计说明书 3天 答辩 1天 4．主要参考资料 《热加工工艺基础》、《金属成形工艺设计》、《机械设计手册》 系主任审批意见： 审批人签名： 时间：2013年月日
支座铸造工艺设计 摘要 铸造是指将液态金属或合金浇注到与零件尺寸、形状相适应的铸型型腔里，待其冷却凝固后获得毛坯或零件的方法。铸造成形是机械类零件和毛坯成形的重要工艺方法之一，尤以适合于制造内腔和外形复杂的毛坯或零件。 本文主要分析了支座的结构，并根据其结构特点确定了它的砂型铸造工艺。支座是支撑其他零部件的重要承力零件，主要承受着径向压缩及轴向摩擦的作用，它具有结构稳定、形状简单、廉价实用等特点，故在机械零件的设计、加工制造中支座都起着不可替代的作用。 本文设计了支座的砂型铸造工艺，包括铸型（型芯）及造型方法的选择、分型面选择和浇注位置的确定、浇注系统及冒口的设置、落砂清理及检验等。绘制了铸件的零件图及铸造工艺图。本文还对支座的铸造质量指标（包括加工余量、拔模斜度、收缩率及变形等）进行了分析与评估，以便于工艺更好的完善。 关键词：砂型铸造，浇注，加工余量，拔模斜度，收缩率
A access door 检修门 accessory 附件、零件 accuracy 准确性、精密度 acting head 有效水头 action turbine 冲击式水输机 action wheel 主动轮、冲击式水轮 active power 有功功率 Adjustable and fixed-blade propeller hydraulic turbine 轴流式水轮机adjustable blade propeller turbine 轴流转浆式水轮机 adjustable bolt 调整螺栓 adjustable clearance 可调间隙 adjustable ring 控制环 adjusting nut 调整螺母 adjusting screw 校正螺丝、调整螺丝 air conduit 通风道、风管 air cooler 空气冷却器 air cooling system 气冷系统 air currant 气流 air cylinder 气缸 air draft 通风道、排气道 air inlet 进气口 air-inlet valve 进气阀门 air-release valve 放气阀门 air valve 空气阀、气阀、气门 annual energy output 年发电量applied hydraulics 实用水力学 applied mechanics 应用力学 assemble 装配 assembler 装配工 assembler drawing 装配图 assembly shop 装配车间 automatic control 自动控制 automatic control valve 自动控制阀 automatic governor 自动调速器 automatic pressure reducing valve自动减压 阀 automatic regulation (autoregulation) 自动 调节 auxiliary apparatus 辅助设备 auxiliary equipment 辅助设备 auxiliary machinery 辅助机械 auxiliary station 辅电厂、辅厂房 available capacity 有效容量 available discharge (flow) 可用流量 available head 可用水头 available hydraulic head 有效水头 available power 可用出力 available storage 有效库容 average flow 平均流量 average head 平均水头 average over-all efficiency 平均总效率 average speed 平均速率、平均转速 average velocity 平均速度 axis 轴线 axial cam 轴向凸轮 axial flow 轴流 axial flow hydraulic turbine轴流式水轮机 axial force 轴向力 axial inflow velocity 轴向流入速度 B Babbitt 巴氏合金 Back view 后视图 Ball bearing 滚珠轴承、球轴承 Banki turbine 双击式水轮、彭基式水轮机 Base 基础、基线 Base flow 基本流量 Base level 基准面 Base line(basic line) 基线、底线 Bearing 轴承 Bearing pad 钨金轴承 Bearing body 轴承体 Bearing flange 轴承法兰 Bearing ring 轴承套圈 Blade 叶片 Blade seal ring 叶片密封装 Bolt 螺栓 Bolt pin 螺栓销 Bottom cover 底盖 Bottom outlet 泄水底孔 Bottom view 底视图 Brake 制动闸、制动器 Brake horse power(B.H.P.) 制动马力 Bucket（浇混凝土的）吊桶、（冲击式水轮 机的）水斗 Bulb tubular turbine 灯泡型贯流式水轮机 Buried depth 埋设深度 Buried penstock 埋藏式压力水管 Butterfly valve 蝴蝶阀 by-pass 支流，溢流渠，旁通管 by-pass tunnel 旁通隧洞 by-pass valve 旁通阀 C Cage screen 笼形拦污栅 Cam 凸轮 Calculated flow rate 计算流量 Capacity 容量，功率 cast-iron 铸铁，生铁 cast-steel 铸钢 cavitation 汽蚀 cavitation coefficient 汽蚀系数 cement 水泥 centrifugal nozzle 离心式喷嘴 centrifuge 离心机 chamber 室 characteristic curve 特性曲线 circulate circulation 循环，环流 circulating current 环流 circulating pipe 循环水管
课程设计说明书（论文）课程名称：成型工艺及模具课程设计II 设计题目：端盖零件铸造工艺设计 院系： 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：
1、设计任务 1.1、设计零件的铸造工艺图 1.2、设计绘制模板装配图 1.3、设计并绘制所需芯盒装配图 1.4、编写铸造工艺设计说明书 2、生产条件和技术要求 2.1、生产性质：大批量生产 2.2、材料：HT200 2.3、零件加工方法： 零件上有多个孔，除中间的大孔需要铸造以外，其他孔在考虑加工余量后不宜铸造成型，采用机械方法加工，均不铸出。 造型方法：机器造型 造芯方法：手工制芯 2.4、主要技术要求： 满足HT200的机械性能要求，去毛刺及锐边，未注明圆角为R3－R5，未注明的筋和壁厚为8，铸造拔模斜度不大于2度，铸造表面不允取有缺陷。 3、零件图及立体图结构分析 3.1、零件图如下： 图1.零件主视图图2.零件左视图 3.2三维立体图如下： 图3.三维图（1） 图4.三维图（2） 4、工艺设计过程 4.1、铸造工艺设计方法及分析 4.1.1铸件壁厚 为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。铸件的最小允许壁厚与铸造的流动性密切相关。在普通砂型铸造的条件下，铸件最小允许壁厚见表1。 表1. 铸件最小允许壁厚引【1，表1-3】
查得灰铁铸件在100~200mm的轮廓尺寸下，最小允许壁厚为5~6mm。由零件图可知，零件中不存在壁厚小于设计要求的结构，在设计过程中，也没有出现壁厚小于最小壁厚要求的情况。 4.1.2造型、制芯方法 造型方法：该零件需批量生产，为中小型铸件，应创造条件采用技术先进的机器造型，暂选取水平分型顶杆范围可调节的造型机，型号为Z145A。 制芯方法：由生产条件决定，采用手工制芯。 4.1.3砂箱中铸件数目的确定 当铸件的造型方法、浇注位置和分型面确定后，应当初步确定一箱中放几个铸件，作为进行浇冒口设计的依据。一箱中的铸件数目，应该是在保证铸件质量的前提下越多越好。 本铸件在一砂箱中高约52mm，长约130mm，宽约100mm，重约2.75Kg。这里选用一箱四件，根据本铸件分型面的确定，可以先确定下箱的尺寸。根据铸件重量在<5kg时，查得模型的最小吃砂量a=20mm， h=30mm， c=40mm，d或e=30mm， f=30mm， g=200mm，其中各字母所代表的含义如图5所示。先确定下箱的尺寸，再根据表格可以选择标准的砂箱。选用Z145A顶杆式起模的震实式造型机，砂箱最大内尺寸为500mm X 400mm X 300mm。根据本铸件的大概尺寸，在设计中采用一箱四件，因为浇注系统位于上箱，所以上砂箱的高度我们还要考虑到浇注系统才可以确定。铸件在砂箱中的放置方式初步设计为图6所示方式。 图5. 最小吃砂量示意图图6. 铸件排布的初步设计 4.2、铸造工艺参数的确定 4.2.1铸件尺寸公差和重量公差 在实际生产中，铸件的实际尺寸和重量与设计图纸所规定的尺寸和重量相比，总会有一些偏差，这种偏差愈小，铸件的精度也愈高。但铸造过程中影响铸件精度的因素很多，如铸造收缩率等工艺参数的选择，分型面、浇冒口系统和砂芯的设计，造型和制芯的工艺操作以及工艺装备本身的精度等。如果其中某个因素处理不当，就会降低铸件的精度。也不应该不顾铸件的要求和具体生产条件，盲目提高对铸件的精度要求，否则会导致铸件成本的提高和使工艺复杂化，造成不必要的浪费。二级精度灰铸铁铸件的尺寸偏差如表2所示，重量偏差如表3所示。
试卷代号：2051 福建广播电视大学2015—2016学年度第1学期“开放专科”模拟卷 水轮机、水泵及辅助设备试题纸（开） 请将答案写在答题纸上 2016年1月 一、判断题(共20分，每小题2分，对的打√，锚的打×) 1、水轮机工作水头是水电站库水位与尾水位之差。（） 2、混流式水轮机应用水头在几十米到数百米之间。（） 3、50-200m的水电站既可使用混流式水轮机，也可使用斜流式水轮机。（） 4、灯泡式水轮机不是一种全贯流式水轮机。（） 5、.双击式水轮机是反击式水轮机的一种。（） 6、斜流式水轮机是冲击式水轮机的一种。（） 7、反击式水轮机的流道可以是开敞式的。（） 8、对于同系列水轮机尺寸越大效率越高。（） 9、水轮机等开度线的形状与其比转速有关。（） 10、甲水轮机空化系数与水轮机的装置空化系数是同一个概念。（） 二、选择题(共20分，每小题2分) 1、冲击式水轮机是靠( )做功的。 A水流的动能B水流的动能与势能 2、反击式水轮机转轮是( )。 A整圆周进水B部分圆周进水 3、水轮机输出有效功率的必要条件是( )。 A进口环量必须大于0 B进口环量必须大于出口环量 4、轴流式水轮机中水流的( )转轮的轴线方向一致。 A绝对速度B轴面速度 5、水轮机的空化系数。是水轮机( )的相对值。A动态真空B静态真空 6、尾水管补气的目的是( )。 A减轻尾水管的压力脉动B消除叶片空化 7、低水头电站采用混凝土蜗壳的原因是( )。 A水流状态好B径向尺寸小，经济 8、混凝土蜗壳的断面为( )。 A圆形断面B梯形断面 9、导水机构调节流量的实质是( )。 A改变导叶出口面积B改变导叶出口水流角度 10、水头高于40米的水轮机采用( )。 A混凝土蜗壳B金属蜗壳 三、简答题（共36分，每题6分） 1、简述水电站的生产过程及主要设备的名称及作用？ 2、轴流转桨式水轮机有哪些主要部件？其作用是什么？ 3、高比转速水轮机用于高水头电站有什么问题？ 4、水电站中使用哪些油品？其作用是什么？ 5、定桨式水轮机与转桨式水轮机有什么区别？ 6、简述间隙空化原因及易生部位？ 四、计算题（共24分，每题12分） 1、某水电站上游水位=1000m ? 上 ，下游水位=950m ? 下 ，水轮机的单位流量3 Q=20m/s，引水管损头h=1m ?，假定水轮机的效率=90% η，发电机的效率g =0.96 η，试求该水轮机的出力P与发电机的出力 g P。注：水轮机的工作水头g H=H h -?， g H为毛水头。 2、水电站水轮机的工作水头为100m，流量为2303 m/s，机组的出力为 201.35MW，发电机的效率 g =0.97 η，求水轮机的出力P与效率η。 《水轮机、水泵及辅助设备》试题第1页（共2页）《水轮机、水泵及辅助设备》试题第2页（共2页）