第六章、其他常见机电设备

1、v一、概述（一）1、热机内燃机外燃机，优缺点2、内燃机分类：活塞式内燃机和燃气轮机-进一步分类活塞式内燃机分为往复运动活塞式内燃机和燃气轮机3、内燃机分类标准-燃料、工作循环冲程数、汽缸数以及排列方式、进气方式（增压和非增压）冷却方式（水冷和风冷）、点火方式（压燃式和点燃式）、可燃混合气形成方式v（二）、内燃机基本名词1、工作循环，进-压-功-排2、上下止点3、活塞行程4、汽缸工作容积5、汽缸总容积6、压缩比7、工况v1、型号表示方法v2、型号含义 首部：产品特征代号包括系列代号、换代符号和地方、企业代码，每种符号用一两个字母表示 中部：缸数符号、汽缸布置形式符号、冲程符号和缸径符号，多缸和单

2、缸不标示符号 后部：结构特征和用途特征 尾部：区分符号v（一）、四冲程内燃机工作原理1、进气冲程2、压缩冲程3、膨胀做工冲程4、排气冲程 多缸内燃机做工功率更大，做功时间分布更加均匀，因此运行更加平稳柴油机和汽油机的四冲程工作原理基本相同，区别在于进入汽缸的充量形式不同，柴油机是压缩空气，高温高密度，接近燃点，汽油机进入汽缸的是既定比例的燃气混合体v（二）、柴油机增压1、增压器种类，按照增压程度分为低增压器、中、高、超高增压器；按照增压驱动器的动力不同分为废气涡轮增压器、机械增压器和符合增压器，第一种常用2、废气涡轮增压内燃机与非增压内燃机相比有如下优点：增加功率、降低油耗、改善排放； 缺点：

3、增加了机械负荷和热负荷，要求增压器与内燃机密切配合；增压器转速很高，对机械材料和制造工艺要求较高v（一）、曲柄连杆机构包括活塞组、连杆组和曲轴飞轮组v（二）、固定件v（三）、配气机构v（四）、燃料供给系统v（五）、冷却系统v（六）、润滑系统v（七）、点火系统v（八）、启动系统v见表6-3v汽油机和柴油机是目前广泛应用在工农业生产和交通运输部门的热机。它们的区别主要在于v压缩比v点火方式v所用燃料v用途 v输出转矩v有效功率，内燃机功率等级划分v有效燃料消耗率v有效热效率，低热值定义v相关公式见课本341-342页v特点和用途-功率大，重量轻，体积小，振动小，噪声小，维修方便，热效率低；应用于舰

4、船以及航空方面v基本结构和原理基本结构-压气机-燃烧室-涡轮压气机分为轴流式压气机和离心式压气机两类涡轮也分两类即轴流式涡轮和径向式涡轮，原理基本相同，轴流式涡轮效率较高，应用较广，多用于大型燃气轮机燃烧室分类三种：圆筒形燃烧室、管形燃烧室和环形燃烧室 燃料特点以及常用燃料v铸造与熔炼1、铸造定义：融化的金属液体浇注到具有和机械零件形状相同的铸型型腔，经过凝固冷却之后获得毛坯的加工方法2、熔炼：获得预定成分与一定温度的金属液的过程v熔炼设备1、冲天炉特点，结构简单，操作方便、熔化率高，成本低的优点2、冲天炉的结构：炉身、烟筒、炉缸和前炉四部分3、溶化过程 空气+底焦 装料口入炉料 炉料下降经预

5、热区溶化 过热铁水入炉缸 过道 前炉 铸造过程4、溶化过程中微量元素变化 C Si Mn P S S是有害物质必须脱除v1、铁水出炉温度越高越好v2、熔化率，吨每小时 熔化强度q=QA A:冲天炉内熔化带处断面面积v3、燃料消耗率将公式中的分子分母位置互换可以得到碳焦比，应尽力提高铁焦比，降低碳焦比焦铁mmv（一）、刚的特点C含量低，熔点高，对杂质元素P、S要求较高（二）、炼钢过程钢液内、炉渣内、钢液与炉渣间、炉渣与炉气间以及炉渣与炉衬间一系列高温氧化与还原反应（三）、炼钢方法1、氧气顶吹转炉法2、碱性平炉法3、电弧炉炼钢法，以铸钢件生产为目的的炼钢法需要的钢液量少，要求灵活性高，平炉量太大，

6、转炉灵活性差，故生产铸钢件用的熔炼设备一般是电弧炉和感应电炉v（四）、电弧炉 electric arc furnace 利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000以上。对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼。电弧炉按电弧形式可分为三相电弧炉、自耗电弧炉、单相电弧炉和电阻电弧炉等类型。电弧炼钢炉的炉体由炉盖、炉门、出钢槽和炉身组成，炉底和炉壁用碱性耐火材料或酸性耐火材料砌筑。电弧炼钢炉按每吨炉容量所配变压器容量的多少分为普通功率电弧炉、高功率电弧炉和超高功率电弧炉

7、。电弧炉炼钢是通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能，以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源进行炼钢。电弧炉以电能为热源，可调整炉内气氛，对熔炼含有易氧化元素较多的钢种极为有利 。 电弧炉炼钢发明后不久，就用于冶炼合金钢，并得到较大的发展。v随着电弧炉设备的改进以及冶炼技术的提高，电力工业的发展，电弧炉炼钢的成本不断下降，现在电弧炉炼钢不但用于生产合金钢，而且大量用来生产普通碳素钢，其产量在主要工业国家钢总产量中的比重，不断上升。 v缺点：高温将水分解为离子氢和离子氧，若炉渣覆盖不严密，氢容易进入钢液，使得钢液增氢v优点：热效率很高，比较灵活，适合于小批量高效率生产，随着近年来电弧炉技术的不断发展，

8、其使用范围越来越广v分类 1、中频炉（频率1000HZ左右） 2、工频炉（频率50Hz左右）v原理感应电流生热融化炉料v优点：刚中元素烧损少，含气体少，非金属夹渣少，含碳低，合金元素损失少，易于实现真空熔炼，适合用于中小型铸钢件熔炼v缺点：炉渣温度低，脱磷脱硫，脱氧过程不彻底，成本高v什么是有色金属除了铁以及铁合金组成的黑色金属外，其他金属称之为有色金属v有色金属熔炼要求由于有色金属中的合金元素极易损坏，故熔炼要求是尽量快速的将金属熔化，使得合金元素不毁损，同时要求尽量节能，延长炉龄v常见熔炉：坩埚炉、反射炉、电阻炉v坩埚炉的结构以及特点：炉气和金属液隔离，故金属液质量较高，但是生产效率和热效

9、率较低。v坩埚炉是一种比较简单原始的熔炼炉，大跃进时期的大炼钢铁曾大量使用v锻造v锻压设备表示方法课本355页v冲压v（一）、锻锤，适用较广，成本较低，但是锻压精度有限v1、空气锤，利用气压变化控制锻锤上下往复运动进行锻压动作的机械，适用于小型锻件v2、蒸汽-空气锤，利用外部机构提供的高压蒸汽和空气的气压变化，经控制阀换压实现锻锤上下往复运动进行锻压动作的机械，适用于较大件工件锻压，分为自由锻锤和模锻锤v（二）、机械压力机v定义：用曲柄滑块机构或凸轮机构、螺旋机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动，对坯料进行锻压的机械。v常见机械：热锻模曲柄压力机、摩擦压力机和水压机v1、热模锻曲柄压

10、力机，模锻就是模具锻造，锻造就一定要用压力机，热就是加热后的，所以热模锻压力机就是将毛坯加热后用模具锻造的压力机。压力机一般有气压的，液压的还有曲柄压力机，但一般曲柄压力机由于有效行程短大部分用于冷冲压。至于用途比如一些汽车零部件就需要用热模锻压力机来加工毛坯。 热模锻曲柄压力机的特点1-4v特点：无固定下死点， 可寸进连续打压v结构简单，成本低，维修方便，工艺可能性大，打击力通过机架封闭，所以工作平稳，振动较小，不需很大的基础，对工作场所要求较低v缺点：生产效率低v优点，工作行程大，全程都能对工件施加压力，能有效锻透大断面工件，静压力作用在工件上，无冲击和噪声，避免了地基振动，劳动条件好，无

11、污染v缺点在于液压系统受温度影响大，液压腔密闭性要求高，造价高v作用：用剪切方法使板料分离v分类：见课本365页图6-25v原理：v技术参数：可剪板厚，可剪板宽，剪切角度，行程次数v每种类别特点v分类：分类标准具体类型传动方式机械传动式、液压传动式上下刀片相对位置平刃剪切、斜刃剪切刀架运动方式直线式和摆动式v工作原理：通过曲柄连杆机构使刀杆做高速往复运动，带动冲头进行剪切v工作过程，在板料上划线，刀头根据划线剪切v扩展性：换上相应的模具可进行折边、冲曹、压筋、切口、成型、翻边等工作。v开式压力机即冲床v工作原理：电动机带动飞轮，踏板控制离合器，使得飞轮与特定曲轴相连，曲轴带动连杆做上下往复移动

12、，冲压工件，松开踏板后，离合器松开，飞轮离开曲轴，曲轴不再旋转，停留在等待位置v分类分类标准具体分类特点及适用连杆数单连杆（单点）双连杆（双点）四连杆（四点）一般为小吨位压力机工作台结构固定台可倾式升降台大吨位自重滑料模具高度变化大曲轴位置纵放式横放式v机身特点：机身呈框架型，前后敞开，刚性好，工作台面大，适合大尺寸零件加工v分类：单点、双点以及四点闭式压力机 上传动闭式压力机和下传动闭式压力机v技术参数：公称压力，即将到达极限位置时滑块所容许最大作用力；滑块行程，上下极限位置间距；滑块行程次数，每分钟往返次数；封闭高度，滑块下极限位置与工作台面间距；压力机工作台面以及滑块地面尺寸v实物图-闭

13、式单点压力机v一、压力容器的使用条件v1、设计单位持有设计批准证书v2、制造单位持有制造许可证书v3、使用单位能严格执行压力容器定期检验制度v二、压力容器使用的工艺条件v（一）、压力-设计压力（最高工作压力， 泄压装置开启压力）v最高工作压力，（正常使用时容器顶部出现的最高表压力）v最大允许工作压力，特殊容器中需要长时间维持的最大工作压力v（二）、温度-设计温度（正常使用时金属壳体温度）v使用温度（正常使用时介质温度）v 实验温度（压力试验时金属壳体温度）v（三）、容积-公称直径（标准化后系列化后的内径尺寸）v（四）、介质-按易燃程度分为易燃介质和非易燃介质 按毒性程度分类，极度危害、高度危害

14、、中毒危害和轻度 危害四类v（一）、按使用位置分类-固定式和移动式v（二）、按设计压力分类-超高、高、中、低，单位兆帕v（三）、按容器在生产工艺过程中的作用原理分类 反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器以及储存压力容器v（四）、按照容器壁厚分类-薄壁和厚壁v（五）、按压力等级、品种划分以及介质危害性分类 第一类：低压容器 第二类：中压容器，中易燃或中毒性介质容器、低压管壳式余热锅炉、搪玻璃压力容器 第三类：高易燃高毒性介质、高压中压壳式余热锅炉、高压容器v（一）、压力容器的结构形式，受力状态最好的是球形和筒形容器，而且成本较低v（二）、压力容器的组成：筒体、封头、法兰、接管、人孔、支座 法

15、兰(flange)连接就是把两个管道、管件或器材，先各自固定在一个法兰盘上，两个法兰盘之间，加上法兰垫，用螺栓紧固在一起，完成了连接。有的管件和器材已经自带法兰盘，也是属于法兰连接。法兰连接是管道施工的重要连接方式 人孔、留着给人通过进去调整有关部件的孔v（三）、安全附件 监控类 保护类 静电接地装置 v（一）、新容器验收v1、首次检验，图纸，结构，细节检测，附件，规程v2、申请发证v（二）、立卡建档-固定资产管理v（三）、定期检验v（四）、技术档案保管-出厂资料、验收资料、调试资料、检查资料、改进资料、保养资料、报废清单、其他特殊情况、v六、压力容器法规以及技术标准v锅炉定义：用热源将水加热

16、成热水或蒸汽的机械设备v用处：可以直接提供热水，也可以利用蒸汽动力装置转化为机械能，甚至于进而通过发电机将机械能转化为电能v一、分类v（一）、按用途分类v（二）、按压力分类，注意超临界锅炉，此临界点是指在一定压力和温度下，水和蒸汽密度相同，热效率相同，过了此点，水直接有液态化为气态，行成饱和蒸汽，热效率更高，先进锅炉都追求达到超临界状态，但成本很高v（三）、按结构形式分类-火管式锅炉和水管式锅炉v（一）、锅炉容量 1、额定蒸发量，单位蒸吨，符号D 2、额定供热量，单位兆瓦，符号Q 1MW=8*10*10*10*10K/hv (二)、蒸汽压力MPa=10.2atv (三)、蒸汽温度v（四）、给水

17、温度，省煤器-吸收无效热量给进水，降低排放，提高水温v（一）、锅炉本体的基本结构v1、燃烧室以及炉墙 v2、锅筒-水汽分离v3、燃烧器v4、水冷壁-吸热并保护炉墙v5、过热器-超临界点发生器v6、省煤器-水预热省煤v7空气预热器-使空气更充分燃烧、易于燃烧装置v（二）、附件v1、安全阀v2、压力表v3、水位表v4、水位报警器v（三）、锅炉辅助设备v1、煤粉制备系统v2、粗粉分离器和煤粉管道v3、通风设备v4、给水系统v5、水、灰渣处理系统v6、自动控制以及监控系统v三个过程在锅炉中同时进行。详见课本390页v燃料的燃烧、v烟气向水的传热过程v水的汽化过程v涵义：吊运或者顶举重物的物料搬运机械v

18、工作循环：吊起-平移-卸载-重新吊起，一般都存在平移过程，电梯除外v概述（一）、分类：按照功能和构造特点分为三类，即：1、轻小型起重机： 结构特点：紧凑、简单 作业范围：点和线 驱动特点：人力驱动 实例：起重滑车、千斤顶、手动葫芦、电动葫芦和普通绞车 v起重机v按用途可分为：建筑起重机、冶金起重机、铁路v按照构造特征可分为桥式起重机、臂架式、旋转式、非旋转式、固定式、运行式v升降机v典型代表-电梯v起重量v1、额定起重量，重物+可分吊具或属具质量之和v2、总起重量，重物+可分吊具+固定吊具v3、有效起重量，重物v工作级别，反应起重量、时间利用强度、工作循环次数等总的工作状况v1、起重机利用等级，表6-12v起重机载荷状态 载荷谱系数miipPPNnKmaxv钢丝绳v滑轮组v卷筒组v吊钩组v抓斗v车轮与轨道v制动装置v安全保护装置v1、限制起重量和起重力矩的装置v2、限制工作范围界限的装置，高度和行程限制v3、保证起重机及其机构正常运转的装置 防撞装置 防滑装置 缓冲器小车v型号和基本参数v型号v基本参数v结构特点 桥架、大车运行机构、小车运行机构、起升机构电器机构v图示v典型通用桥式起重机特点以及 用途v1、吊钩式，单钩和双钩-机修、装配车间精密安装或铸造车间慢速合箱v2、抓斗式-仓库、料场等v3、电磁桥式起重机，