机电工程常用材料及工程设备

1、机电工程施工技术一一第一节机电工程常用材料及工程设备2H310000机电工程施工技术本章知识体系2H311000机电工程常用材料及工程设备2H312000机电工程专业技术2H313000工业机电工程施工技术2H314000建筑机电工程施工技术2H311000机电工程常用材料及工程设备2H311010 机电工程常用材料2H311011金属材料的类型及应用金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。其中，黑色金属主要是铁和以铁为基的合金钢、铸铁和铁合金，广义的黑色金属还包括 锰、铬及合金。有色金属种类较多， 常用的有铝及铝合金、铜及铜合金、 钛及钛合金、镁及镁合金和镍及镍合金等。一、黑色金属材料黑色金属

2、材料又称钢铁材料，它们都是以铁和碳为主要元素组成的合金。一生铁碳的质量分数3 C大于2%的铁碳合金称为生铁。二铸铁碳的质量分数 超过2%一般为2.5%3.5%的铁碳合金称为铸铁。铸铁类型及应用如下：1按断口颜色分为：灰铸铁、白口铸铁、麻口铸铁。灰铸铁普遍应用于工业中。例如，在火电站中，灰铸铁多用于制造 低中参数汽轮机的低压缸和隔板。2按生产方法和组织性能分为：普通灰铸铁、孕育铸铁、特殊性能铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、特殊性能铸铁。三钢碳的质量分数不大于2%勺铁碳合金称为钢。1碳素结构钢：屈服强度有Q195 Q275等级别。例如：在机电工程中常见的各种 型钢、钢筋、钢丝等都属于碳素结构钢，优质的碳

3、素钢还可以制成钢丝、钢绞线、圆钢、高强螺栓及预应力锚具等。钢绞丝高强度螺栓圆钢预应力锚具2合金结构钢：在机电工程中，低合金结构钢最为常用 。屈服强度有 Q34Q620等强度等级。例如：某600MW超临界电站锅炉汽包使用的就是Q460型钢；机电工程施工中使用的起重机就是Q345型钢制造的，因为该种钢不仅韧度好，而且缺口敏感性也较碳素结构钢大。3特殊性能低合金高强度钢包括：耐候钢、耐海水腐蚀钢、石油天然气管线钢等等。锅炉汽包分为：结构钢、工具钢、特殊用钢、专用钢、铸钢、热轧钢、冷轧钢、冷拔钢划分的。【例】2022真题低合金结构钢的强度等级是根据正确答案A答案解析此题考查的是黑色金属材料。合金结构钢

4、根据屈服强度划分，共有Q345 Q390 Q420 Q460Q500 Q550 Q620等强度等级。【例】锅炉汽包常用 丨材料制造。正确答案C答案解析此题考查的是机电工程常用材料的应用。低合金结构钢也称为低合金高强度钢，主要适用 于锅炉汽包、压力容器、压力管道、桥梁、重轨和轻轨等制造。四钢材钢材就其使用可划分为：型材、板材、管材、线材和钢制品在机电工程中，常用的型材主要有: 轨等。圆钢、方钢、扁钢、 H型钢、角钢、工字钢、 T型钢、槽钢、钢热轧型钢断面形式a圆钢b方钢c六角钢d扁钢e角钢f工字钢g槽钢hH型钢i T字钢j钢轨k钢板桩ST17j例如，电站锅炉钢架的立柱通常采用宽翼缘H型钢HK30

5、0b ;为确保炉膛内压力波动时炉墙有一定的强度，在炉墙上设计有足够强度的刚性梁。一般每隔3m左右装设一层，其大局部采用强度足够的工字钢制成。制成。【例】2022 级真题电站锅炉炉墙上型钢制作的刚性梁通常采用正确答案A答案解析此题考查的是电站锅炉炉壁的材料要求。电站锅炉钢架的立柱通常采用宽翼缘H型钢；为确保炉膛内压力波动时炉墙有一定的强度，在炉墙上设有足够强度的刚性梁。一般每隔3m左右装设一层，其大局部采用强度足够的工字钢制成。注意“例如：碳素结构钢厚钢板广泛用于焊接、铆接、栓接结构，如桥梁、船舶、管线、车辆和机械。其中质量等级 C、D属于优质碳素结构钢，主要用于对韧性和焊接性能要求较高的钢结构

6、在机电安装工程中，常用的管材有普通无缝钢管、螺旋缝钢管、焊接钢管、无缝不锈钢管、高压无缝钢管等。例如，锅炉水冷壁和省煤器使用的无缝钢管一般采用优质碳素钢管或低合金钢管 ，但过热器和再热器使用的无缝钢管根据不同壁温，通常采用15CrMo或12Cr1MoV等钢材。在机电安装工程中，常用的钢制品主要有焊条、管件、阀门 等。管件制品阀门图例:、有色金属一铝及铝合金纯铝的密度只有2.7g/cm3，仅为铁的1/3。铝的导电性好，其磁化率极低，接近于非铁磁性材料。铝合金热处理后可显著提高强度。按成分和工艺特点不同分为变形铝合金和铸造铝合金 。二铜及铜合金1纯铜常称紫铜，主要用于制作电导体及配制合金。纯铜、铜

7、合金的导电、导热性很好，对大气和水的抗蚀能力很高。铜是抗磁性物质。2根据杂质含量的不同，工业纯铜牌号分为四种：T1、T2、T3、T4。编号越大，纯度越低。 T1主要用于导电材料和配高纯度合金； T2主要用于电力输送用导电材料，制作电线、电缆等；T3、T4主要用于电机、电工器材、电气开关、垫圈、铆钉、油管等。铜中参加合金元素后，可获得 较高的强度和硬度，而且塑性很好，容易冷、热成型，易焊接。铜合金一般分为黄铜、青铜和白铜三大类。黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金。白铜是以镍为主要合金元素的铜合金。主要用于制造船舶仪器零件、化工机械零件及医疗器械等。锰含量高的锰白铜可制作 热电偶丝。三钛及钛合金钛的

8、熔点高，热膨胀系数小，导热性差。纯钛塑性好、强度低，容易加工成型，钛的抗氧化能力优于 大多数奥氏体不锈钢。四镁及镁合金纯镁的室温密度是所有金属结构材料中最低的。镁合金按照形成的工艺特点不同分为变形镁合金和铸造镁合金 两类。五镍及镍合金1. 纯镍。纯镍具有优异的耐腐蚀和抗高温氧化性能，是重要的工程金属材料。工业纯镍有良好的强度和导电性，可用于 电子器件；同时由于其耐蚀性好，还可用于食品加工设备。2. 镍合金。镍合金按其特性和应用领域分为耐腐蚀镍合金、耐高温镍合金和功能镍合金三类。【例】机电工程常用的黑色金属是丨。正确答案B答案解析此题考查的是黑色金属材料。选项A C、D属于有色金属。2H3110

9、12非金属材料的类型及应用一、非金属材料的类型一高分子材料按特性可分为普通高分子材料和功能高分子材料，最常用的分类方法是按性能和用途分类，可分为塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料和高分子基复合材料等。1通用塑料通用塑料包括： 聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料六大品种。1聚乙烯PE：强度较低、耐热性不高，但具有优良的耐蚀性和电绝缘性，耐低温冲击、易加工。2聚丙烯PP：强度、硬度、刚度和耐热性150 C不变形均优于低压聚乙烯 ，常用于制造容 器、贮罐、阀门等。3聚氯乙烯PVC :强度、刚度比聚乙烯好。硬质聚氯乙烯常用于制作化工耐蚀的结构材料及管道、 电绝缘材料 等。软质聚氯乙烯主

10、要用于 电线电缆的套管、密封件 等。4聚苯乙烯PS：聚苯乙烯是良好的刚性材料，但质脆而硬，主要用来生产注塑产品。2工程塑料工程塑料包括 ABS塑料、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛 等。1ABS塑料：缺点是可燃、热变形温度较低、耐候性较差、不透明等。2聚酰胺PA3:聚酰胺的缺点是 吸湿性大、对强酸、强碱、酰类等抵抗力较差，易老化。常用于代替铜及其他有色金属制作机械、化工、电器零件。3聚碳酸酯PC：缺点是耐候性不够理想，长期暴晒容易出现裂纹。1通用橡胶。用于制造 软管、密封件、传送带 等一般制品使用的橡胶，如 天然橡胶、丁苯橡胶、 顺丁橡胶、氯丁橡胶等。2特种橡胶。指具有特殊性能，专供特殊性能要求使用的

11、橡胶。如硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、丁腈橡胶等。二、机电工程中常用的非金属材料使用范围一砌筑材料二绝热材料在机电安装工程中，常用的绝热材料种类很多，通常有膨胀珍珠岩类、离心玻璃棉类、超细玻璃棉类、微孔硅酸壳、矿棉类、岩棉类、泡沫塑料类等，常用于保温、保冷的各类容器、管道、通风空调管道等绝热工程。三防腐材料及制品包括：陶瓷、油漆及涂料、塑料、橡胶、玻璃钢及制品。四非金属风管酚醛复合风管适用于低、中压空调系统及潮湿环境，但对高压及洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统 不适用；聚氨酯复合风管适用于低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境，但对酸碱性环境和防排烟系统不 适用；玻璃纤维复合风管适用于中压以下的空调

12、系统，但对洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统以及相对 湿度90%A上的系统不适用；硬聚氯乙烯风管适用于洁净室含酸碱的排风系统。风管材料适用范围不适用范围酚醛复合风管低、中压空调系统、潮湿环境高压、洁净空调、酸碱性、防排烟聚氨酯复合风管低、中、高压洁净空调系统、潮湿环境酸碱性、防排烟玻璃纤维复合风管中压以下空调系统洁净空调、酸碱性、防排烟、湿度 90%以上硬聚氯乙烯洁净室含酸碱的排风系统【例】2022 级真题以下非金属风管材料中，适用于酸碱性环境的是丨。正确答案C答案解析此题考查的是机电工程中常用的非金属材料使用范围。硬聚氯乙烯风管适用于洁净室含酸碱的排风系统。五塑料及复合材料水管1. 聚乙烯塑料

13、管：无毒，可用于 输送生活用水。2. 涂塑钢管：具有优良的 耐腐蚀性能和比拟小的摩擦阻力。3. ABS工程塑料管：耐腐蚀、耐温及耐冲击性能均优于聚氯乙烯管。PP管：用于流体输送。5.硬聚氯乙烯排水管及管件：硬聚氯乙烯排水管及管件用于建筑工程排水，在耐化学性和耐热性能满足工艺要求的条件下，此种管材也可用于工业排水系统。【例】2022真题同时具备耐腐蚀、耐温及耐冲击的塑料水管是丨。正确答案C答案解析此题考查的是机电工程常用材料的应用。ABS工程塑料管：耐腐蚀、耐温及耐冲击性能均优于聚氯乙烯管，它由热塑性丙烯腈丁二烯-苯乙烯三元共聚体粘料经注射、挤压成型加工制作，使用 温度为-2070 C,压力等级

14、分为 B、C D三级。2H311013电气材料的类型及应用一、电线电缆一仪表电缆1仪表用电缆：如YVV YWP等，适用于 仪表、仪器及其他电气设备中的信号传输及控制线路。2阻燃型仪表电缆：如ZRC-YWP ZRC-YYJVR ZRC-YEVP等，阻燃仪表电缆具有 防干扰性能高，电气性能稳定，能可靠地传送交流300V及以下的数字信号和模拟信号，兼有阻燃等特点，所以此类电缆广泛应用于检测和控制用电脑系统或自动化控制装置上。敷设时环境温度 不低于0C ,弯曲半径不小于电缆外径的10倍的阻燃场所。3仪表用控制电缆：如KJYVR KJYVRR KJYVR2等，适用于交流额定电压 450/750V及以下仪

15、表用控制电缆产品，巡回检测装置屏蔽电缆采用对绞铝塑复合膜屏蔽和铜丝屏蔽，抗干扰性能优越，常用于电脑测控装置。二电气装备电线、电缆2绝缘软电线。聚氯乙烯绝缘软电线：如RV RVB RVV RVVB等。例如，一般家庭和办公室照明通常采用BV型或BX型聚氯乙烯绝缘铜芯线作为电源连接线；机电安装工程现场中电焊机至焊钳的连线多采用RV型聚氯乙烯绝缘平行铜芯软线，因为电焊位置不固定， 多移动。【例】2022真题机电工程现场焊接时，电焊机至焊钳的连接电线宜选用丨。正确答案D答案解析此题考查的是电线电缆。机电安装工程现场中电焊机至焊钳的连线多采用RV型聚氯乙烯绝缘平行铜芯软线，因为电焊位置不固定，多移动。按绝

16、缘材料可分为 油浸纸绝缘、塑料绝缘、橡胶绝缘及气体绝缘等。1油浸纸绝缘电缆：如ZLL、ZL等，敷设于枯燥的户内、沟管中，不能承受机械外力作用，且对铝保护层应有中性环境 等；ZQ30 ZLQ30等，敷设在 室内及矿井中，能承受机械损伤及较大的拉力。2塑料绝缘电缆：可分为 聚氯乙烯电缆、聚乙烯电缆、交联聚乙烯电缆。聚氯乙烯电缆：如VLV VV等，不能受机械外力作用，适用于室内，隧道内及管道内敷设；VLV22、VV2等，能承受机械外力作用，但不能承受大的拉力，可敷设在地下；VLV32、VV32等，能承受机械外力作用，且可承受相当大的拉力，可敷设在竖井内，高层建筑的电缆竖井内，且适用于潮湿场所。3橡胶

17、绝缘电缆： 如XLQ XQ等，敷设在室内、隧道内及管道内，电缆不能受推动和机械外力作 用，对铅保护层应有中性环境；如 XV20 XLV20等，敷设在室内、隧道内及管道内，能承受机械损伤，但 不能承受大的拉力。【例】2022真题能承受机械外力，且可承受相当大拉力的电缆型号是丨。3222正确答案A答案解析此题考查的是电线电缆。VLV2、VV32等，能承受机械外力作用，且可承受相当大的拉力,可敷设在竖井内、高层建筑的电缆竖井内，且适用于潮湿场所。三控制电线电缆控制电缆常用于 电气控制系统和配电装置内，固定敷设。一般控制电路中负荷间断电流不大，因此芯线截面较小，通常在 10mm以下，控制电缆线芯多采用

18、 铜导体。按其绝缘层材质，分为聚乙烯、聚氯乙烯和橡胶。其中以聚乙烯电性能为最好，也可应用于高频线路。 控制电缆的绝缘芯主要采用 同心式绞合，也有局部控制电缆采用 对绞式。控制电缆线芯长期允许的工作温 度为65C。符号含义：K表示电缆用途，为控制电缆，绝缘材料：X为橡胶绝缘，Y为聚乙烯绝缘，V为聚氯乙烯绝缘；护套屏蔽类型： V为聚氯乙烯护套，Q为铅套，Y为聚乙烯护套，P为编织屏蔽；后面两位数字中的 第一位中的2为钢带铠装、3为细圆钢丝铠装，第二位中的2为聚氯乙烯外护层、3为聚乙烯外护层，铜芯符号省略。【例】2022真题以下关于控制电缆的说法，正确的选项是丨。2以下D.允许的工作温度为 95 C正

19、确答案AE答案解析此题考查的是电线电缆。控制电缆线芯多采用铜导体；控制电缆的绝缘芯主要采用同心式 绞合，也有局部控制电缆采用对绞式；控制电缆线芯长期允许的工作温度为65C。二、绝缘材料气体绝缘材料、液体绝缘材料和固体绝缘材料。气体绝缘材料：空气、氮气、二氧化硫和六氟化硫SF6等。2.按其化学性质不同，可分为 无机绝缘材料、有机绝缘材料和混合绝缘材料 了解无机绝缘材料类型。2H311020 机电工程常用工程设备2H311021通用工程设备的分类和性能切削设备、锻压设备、铸机电工程的通用工程设备是指通用性强、用途较广泛的机械设备。一般是指 造设备、输送设备、风机设备、泵设备、压缩机设备等。【例】2

20、022 一级真题以下设备中，属于通用机械设备的是丨。正确答案A答案解析此题考查的是通用工程设备的分类和性能。机电工程的通用工程设备是指通用性强、用途 较广泛的机械设备。一般是指 切削设备、锻压设备、铸造设备、输送设备、风机设备、泵设备、压缩机 设备等。、泵的分类和性能按介质在旋转叶轮内部流动方向分为离心式、轴流式、混流式。泵的性能参数有：流量、扬程、功率、效率、转速、比转数等。例如：一幢30层98m高的高层建筑，其消防水泵的扬程应在130m以上。离心泵图片、风机的分类和性能风机按工作原理不同分为叶片式离心式、轴流式、混流式、容积式往复式、回转式通风机、鼓风机、压气机形式分为 单级风机、多级风机

21、；按照排气压强的不同分为风机的性能是指风机在标准进气状态下的性能，标准进气状态即风机进口处空气压力为一个标准大气 压，温度为20C，相对湿度为 50%勺气体状态，主要性能参数有：流量又称为风量、风压全风压、动压、静压、功率、效率、转速、比转速等。离心风机与轴流风机。【例】2022 一级真题以下参数中，属于风机的主要性能参数的是A. 流量、风压、比转速B. 流量、吸气压力、转速C. 功率、吸气压力、比转速D. 功率、扬程、转速正确答案A答案解析此题考查的是通用工程设备的分类和性能。风机的主要性能参数有： 流量又称为风量、风压全风压、动压、静压、功率、效率、转速、比转速等。三、压缩机的分类和性能按

22、压缩气体方式分：可分为 容积型和速度型 两大类。按结构形式和工作原理，容积型压缩机可分为往复式活塞式、膜式、回转式滑片式、螺杆式、转子式；速度型压缩机可分为 轴流式、离心式、混流式。压缩机的性能参数包括 容积、流量、吸气压力、排气压力、工作效率【例】2022真题按压缩气体的方式分类，属于速度型的压缩机有丨。正确答案ADE答案解析此题考查的是压缩机的分类和性能。速度型压缩机可分为轴流式、离心式、混流式。四、连续输送设备的分类和性能输送设备通常按有无牵引件链、绳、带可分为：具有挠性牵引件的输送设备，如带式输送机、板式输送机、刮板式输送机、提升机、架空索道等；无挠性牵引件的输送设备，如螺旋输送机、辊

23、子滚柱 输送机、气力输送机等。带式输送机螺旋输送机中酬口五、金属切削机床的分类和性能按加工精度，可分为 普通精度机床、精密机床和高精度机床；按自动化程度，可分为 手动操作机床、半自动机床和自动机床；按机床的适用范围，又可分为通用机床、专门化机床、专用机床 。金属切削机床的根本参数包括 尺寸参数、运动参数和动力参数。六、锻压设备的分类和性能锻压设备的根本特点是力大，故多为重型设备，通过对金属施加压力使其成型。七、铸造设备的分类和性能铸造设备可将熔炼成符合一定要求的金属液体，浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后，形成预定形状、尺寸和性能的铸件。2H311022电气工程设备的分类和性能一、电动机的分类

24、和性能按结构及工作原理分有 同步电动机、异步电动机、直流电动机；按转子的结构分有 鼠笼型感应电动机、 绕线型感应电动机。1同步电动机常用于 拖动恒速运转的大、 中型低速机械。它具有转速恒定及功率因数可调的特点 ， 同步电动机的调速系统随着电力电子技术的开展而开展；其缺点是：结构较复杂、价格较贵、启动麻烦。2异步电动机是现代生产和生活中使用 最广泛的一种电动机。它具有 结构简单、制造容易、价格 低廉、运行可靠、维护方便、巩固耐用 等一系列优点；其缺点是： 与直流电动机相比，其启动性和调速性 能较差；与同步电动机相比，其功率因数不高，在运行时必须向电网吸收滞后的无功功率，对电网运行不3直流电动机常用于 拖动对调速要求较高的生产机械 。它具有 较大的启动转矩和良好的启动、制 动性能，以及易于在较宽范围内实现平滑调速的特点；其缺点是：结构复杂，价格高。直-流电动机交浇同步电动机交漩异步电动机【例】2022 级真题异步电动机与同步电动机相比，其缺点是丨。正确答案B答案解析此题考查的是电动机的分类和性能。异步电动机与同步电动机相比，其功率因数不高，在运行时必