化工设备机械基础课程_大连理工大学

  • 名称:化工设备机械基础课程_大连
  • 分类:机械工程  
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  • 时间:2021/9/3 13:44:18
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题型:

选择10题×2分=20分

填空10题×2分=20分

简答6题×5分=30分

计算2题×15分=30分(内压、外压各一个)课件题目,课本例题

化工设备材料

1.铁碳合金相图 相变点

2.材料代号含义

锅炉用钢:“g”

容器用钢:“R”

Q235A(普通碳钢)

Q345R(低合金高强度钢):屈服强度为345Mpa的容器用钢

0Cr13Ni9:C含量为0.03 % ~0.08 %,Cr含量为13%,Ni含量为9%的高合金钢

1Cr18Ni9Ti (18-8):碳含量为0. 1%,铬含量为18%,Ni含量为9%,Ti含量在1.5%以下的高合金钢。

C > 1 %,不表示出含碳量

3.名称

铁素体(F):C固溶于α-Fe中,C ≤ 0.02 %,力学性能与纯铁相当,塑性韧性好、强度硬度低

奥氏体(A):C固溶于γ-Fe中,C≤2.11% ,(723 ~ 1147 ℃),塑性韧性好、强度硬度高

珠光体(P):C=0.77%, 铁素体、渗碳体的机械混合物。 强度较高、硬度适中,塑性韧性较好。组织形态:铁素体、渗碳体交替呈片状

马氏体:含碳过饱和的α-固溶体,马氏体晶格畸变,强度硬度高、塑性低、脆性极大

渗碳体(Fe3C):硬度极高,塑性几乎为零,脆性大

4.四把火

退火:把钢件放在炉中缓慢加热到一定温度,保温一段时间后,随炉缓慢冷却的过程

目的:消除内应力

正火:加热到GS或ES线以上30 ~ 50 ℃,保温后在空气中冷却

目的:减少钢件内应力;均匀组织,细化晶粒

淬火:把钢材加热到临界温度GS或PSK线以上,保温后快速冷却,使奥氏体转变为马氏体。

目的:增加工件的硬度、强度和耐磨性

组织转变:C < 0.77 %,奥氏体à马氏体

C > 0.77 %,奥氏体à马氏体+ Fe3C

回火:经过淬火后的钢件,重新加热到PSK线以下某一温度,经较长时间保温后,在油中或空气中冷却

目的:降低脆性,消除和减少钢件内应力;稳定内部组织和工件尺寸;获得要求的机械性能

调质处理—— 淬火 + 高温回火:获得较高硬度、强度的同时提高韧性、塑性

调质处理组织转变:钢件à奥氏体à马氏体à铁素体+粒状渗碳体

(此图后面还应有在空气或油中冷却的一段)

钢中铬含量 > 13 %,碳会消耗耐腐蚀的铬,Cr + C → Cr23C6

晶间腐蚀:加热至500 ~ 800℃时,或从高温冷却时,溶解的碳会以Cr23C6析出,使晶界处的的Cr含量急剧降低,使晶界处变成贫铬区,耐蚀性急剧降低

防治措施:

(1)对钢材进行淬火处理

(2)使用低碳钢或超低碳钢

(3)加入与C结合力更强的Ti、Nb等元素,Ti + C → TiC,Nb + C → NbC

V带传动

1.打滑和弹性滑动区别

由于带的弹性变形而产生的相对滑动称为弹性滑动,这是带传动正常工作时固有的特性

若带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间的极限摩擦力的总和时,带就会沿着轮面发生全面的显著滑动,这种现象称为打滑

2.圆周力和包角关系: 随包角的增大而增大

圆周力与初拉力F0成正比

3.带传送特点

4.失效形式

(1)打滑

若带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间的极限摩擦力的总和时,带就会沿着轮面发生全面的显著滑动,这种现象称为打滑

(2)疲劳损坏

带每绕过带轮一次应力就由小至大,再由大至小变化一次,带绕过带轮次数愈多,带上的应力变化也就愈频繁,工作一段时间以后传动带就会出现脱皮脱层、撕裂或拉断等,这就是带的疲劳损坏

齿轮传动

1.啮合规律

不论齿轮齿廓在任何位置接触,过接触点所作齿廓的公法线都必须与连心线交于一定点P(又称节点)

2.分度圆、节圆、基圆

分度圆:把齿轮分为齿顶、齿根两部分的圆,在此圆上齿厚与槽宽相等。

在定传动比的齿轮传动中,节点在齿轮运动平面的轨迹为一个圆,这个圆即为节圆。

渐开线:一条直线AB上的一点K沿一圆周作纯滚动时,直线上任一点K的轨迹.

这个圆称为基圆,半径用rb表示

3.模数m=p/π (p为周节,=齿厚+槽宽)

压力角α:渐开线上某点的法线与该点的速度方向线的夹角。

4.中心距可分离性:当齿轮传动的中心距略有变动时,仍能保持传动比不变的特性。

齿轮中心距的可分离性是渐开线齿轮传动的突出优点。

5.渐开线齿轮的正确啮合条件:两轮在分度圆上的模数和压力角应分别相等。

内压容器设计

1.微体平衡方程

σ1是经向应力,σ2是环向应力

区域平衡方程

2.计算厚度

设计厚度

名义厚度

有效厚度

3.圆筒形厚度计算公式记住

4. 圆筒形壳体中,σ2 = 2σ1,环向应力是经向应力的两倍,容器更容易沿着纬线方向破坏,因此在开设椭圆形人孔或手孔时,必须使短轴在纵向,长轴在环向。

5. 由联结边缘两部分变形协调所引起的附加应力 — 边缘应力

边缘应力的特性:局限性,自限性

6.无安全泄放装置,设计压力取1.0-1.1倍工作压力

装有安全阀,设计压力取不低于安全阀开启压力(安全阀开启压力取1.05-1.10倍工作压力)

外压容器设计

考解析法,算图法不考

临界长度

当圆筒的计算长度L≥Lcr时,为长圆筒;否则为短圆筒。

设计外压圆筒时,若p>[p],则可用增加厚度或缩短圆筒计算长度的方法来解决。在圆筒的外部或内部设置加强圈可以减小圆筒的计算长度,此法比增加壁厚更节省材料、经济。          

化工设备通用零部件

1.(1)公称直径DN

钢板卷制的筒体和成形封头,公称直径是指内径

筒体直径较小时,可采用无缝钢管,公称直径等于钢管外径

(2)公称压力PN

2.法兰按密封面形式分类

平面型

凹凸面型

榫槽型

环密封面

3.压力容器法兰标准

甲型平焊法兰

乙型平焊法兰:压力较高、直径较大

长颈对焊特点:用于压力更高处

1、图纸幅面是指图纸宽度与长度组成的大小,即A0、A1、A2、A3、A4五种基本幅面。

2、每张图纸的右下角都必须有标题栏,用以说明图样的名称、图号、零件材料、设计单位及有关人员的签名等内容,它一般包含更改区、签字区、其他区及名称代号区四个部分。

3、比值大于1的比例叫做放大比例,如2:1等。比值小于1的比例,叫做缩小比例,如1:2等。

4、技术制图中有粗线、中粗线、细线之分,其宽度比率为4:2:1。在机械图样中只采用粗、细两种线宽,其宽度比率为2:1。

5、图样上的尺寸包括四个要素:尺寸界线、尺寸线、尺寸线终端和尺寸数字、符号。

6、国标规定图样上所标注的尺寸,除特别标明的外,一律以毫米(mm)为单位,图上尺寸数字都不再注写单位。

二、投影作图基础

7、根据投射线之间的相互关系,可将投影法分为中心投影法和平行投影法。

8、平行投影的特性:(1)真实性。(2)积聚性。

9、主视图:正面(V面)投影——从前向后看

俯视图:水平(H面)投影——从上向下看

左视图:侧面(W面)投影——从左向右看

10、物体有长、宽、高三个方向的尺寸,每个视图都反映物体两个方向的尺寸:主视图反映物体的长度和高度尺寸;俯视图反映物体的长度和宽度尺寸;左视图反映物体宽度和高度尺寸。

11、三视图的投影规律:主视图俯视图长相等且对正→长对正;主视图左视图高相等且平齐→高平齐;俯视图左视图宽相等且对应→宽相等。

第三章  机械制图

12、按剖切范围的大小,剖视图可分为全剖视图、半剖视图和局部剖视图三种

13、根据断面图在绘制时所配置位置的不同,断面图分为移出断面和重合断面两种

14、螺纹的要素:螺纹的牙型、螺纹的直径、螺纹的线数、螺纹的螺距和导程、螺纹的旋向。

15、按照螺旋线的旋向,螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹。顺时针旋入的螺纹称为右旋螺纹;逆时针旋入的螺纹称为左旋螺纹。

16、螺纹的牙型、大径和螺距是螺纹最基本的三个要素,称为螺纹的三要素。

17、这些零件的结构、尺寸、产品质量、画法等方面均制定了国家标准,称为标准件。这些标准件由标准件厂大量生产,在设计时不需画出它们的零件图,只需在装配图的明细栏中注明标准件的标记和数量即可。用户可根据装配图明细栏中注明的标准件标记和数量等要求直接在五金商店购买。

18、一张完整的零件图,应包括下列基本内容:(1)图形。(2)尺寸。(3)技术要求。(4)标题栏。

19、基本尺寸相同的,相互结合的孔和轴公差带之间的关系称为配合。

间隙配合:过渡配合:过盈配合:

四、第四章 化工设备图

20、公称直径DN:指标准化以后的标准直径,以DN表示,单位mm,例如内径1200mm的容器的公称直径标记为DN1200。

公称压力PN:容器及管道的操作压力经标准化以后的标准压力称为公称压力,以PN表示,单位MPa。

21、标记示例:公称直径1000,壁厚10,高2000的筒体标记为DN1000X10  H=2000

22、卧式容器的支座有三种:鞍式支座、圈式支座、支承式支座。

五、第五章  化工工艺图

23、化工工艺图主要包括设备布置图、工艺流程图、管道布置图和管道轴测图。

24、设备布置图中标注的标高以米为单位,小数点后取三位数,其余尺寸一律以毫米为单位,只注数字,不注单位。

25、带控制点的工艺流程图的画法:

     1. 用粗实线画出各设备之间的主要物料流程线;用中粗线画出其它辅助物料的流程线。

2. 流程线一般画成水平线和垂直线(不用斜线),转弯一律画成直角。

3. 当流程线发生交错时,应将其中一线断开或绕弯通过。一般同一物料线交错,按流程顺序“先不断后断”。不同物料线交错,主物料线不断,辅助物料线断,即“主不断辅断”。

设备位号标注

28、在管道布置图中,公称通径(DN)大于和等于400(或16in)的管道,用双线表示,小于和等于350mm(或14in)的管道用单线表示。

29、管道布置图的管道布置、安装注意事项:1. 腐蚀性强的物料管道,应布置在平行管道的外侧或下方,以防泄漏时腐蚀其它管道。 冷、热管道应分开布置,无法避开时,热管在上,冷管在下。

2. 不同物料的管道及阀门,可涂刷不同颜色的油漆加以区别。容易开错的阀门,相互要拉开间距布置,并在明显处加以明确的标志。管道和阀门的重量,不要支承在设备上。距离较近的两设备之间,管道一般不应直连,

第二 章  化工机械常用材料

30、金属材料的性能包括物理性能、化学性能、力学性能和工艺性能。

1.物理性能  是指材料所固有的属性,包括密度、熔点、导电性、热膨胀性和磁性等。

2.化学性能  是指材料抵抗各种化学介质作用的能力,包括高温抗氧化性、耐腐蚀性等。

3.力学性能  是指材料在外力作用下所表现出来的性能,包括强度、塑性、硬度、韧性、疲劳:

31、反映材料强度高低的指标有屈服强度和抗拉强度。

32、按照化学成分、主要质量等级和主要性能及使用特性,将钢分为非合金钢、低合金钢和合金钢三类。

33、依据含碳量不同,这种钢分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。3.高碳钢。含碳量大于或等于0.6%,它的强度、硬度高,塑性、焊接性差,不适于制造化工设备,常用来制造弹簧、刃具及钢丝绳等。

34、优质碳素结构钢的牌号是两位数字,例如20钢,表示平均含碳量为0.2%的优质碳素结构钢。

35、特殊用途钢,规定在数字后加注字母,例如20R,表示含碳量约为0.2%,普通含锰量的容器用优质碳素结构钢。

36、普通碳素结构钢牌号举例:

Q235-A,Q:“屈”字的汉语拼音字母,235:屈服极限(强度)为235Mpa,A:产品等级为A级。

37、普通热处理包括:退火、正火、淬火、回火等。

38、普通热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。

39、低温时铝和铝合金韧性不降低,适宜制造低温设备。

青铜。它具有较高的耐饰性和耐磨性,常用来制造耐饰和耐磨的零件。

黄铜。它的铸造性好,强度比纯铜高。

40、塑料按树脂受热后表现出的特点,分为热塑性塑料和热固性塑料。

41、金属材料常见的腐蚀形式有多种,对应于化学腐蚀机理的腐蚀称为全面腐蚀,对应于电化学腐蚀机理的腐蚀称为局部腐蚀,以及高温条件下的气体腐蚀。

42、化工设备常用的防腐蚀措施:(一)改善介质的防腐蚀能力;(二)金属表面覆盖层保护;(三)电化学保护法;

第三章 机械传动

43、所有机器都具有三个共同特征:

①任何机器都是由许多构件组合而成的(许多不同的机构所组成);

②各运动实体之间具有确定的相对运动;

③能实现能量的转换、代替或减轻人类的劳动,完成有用的机械功

44、机器根据各部分的功能差别,可将机器分为四大部分:动力部份、传动部分、执行部分、控制部分。

45、是指两构件直接接触且又能产生一定形式的相对运动的可动连接。根据两构件之间的接触是点(或线)、面,运动副可分低副和高副。

(1)低副:两构件作面接触的运动副为低副。

(2)高副:两构件作点或线接触的运动副为高副。

46、按运动元件摩擦性质的不同,轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。

47、滚动轴承的结构:一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。

48、滚动轴承按滚动体的形状分,可分为球轴承和滚子轴承两大类。

49、、滚动轴承工作特点

优点:摩擦阻力小、启动灵敏、宽度较小、回转精度高、互换性好、润滑简便。

缺点:径向尺寸大、抗冲击能力较差、寿命较短、安装精度高、高速时噪声大

50、滚动轴承的代号:包括三部分,基本代号、前置代号和后置代号。

51、内径代号:一般由两位数字表示,并紧接在尺寸系列代号之后标写。数字含义见表2-3-3。

表2-3-3  内径d≥10 mm的滚动轴承内径代号

52、

53、滑动轴承的失效形式

(1)磨粒磨损(2)刮伤:(3)胶合(也称为烧瓦)(4)疲劳剥落:(5)腐蚀

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