《化工设备机械基础》期末专用复习资料

第七章1、不同的生产条件对设备材料有不同的要求：①有的要求材料具有良好的机械性能（强度、硬度、塑性、韧性）和加工工艺性能；②有的要求材料耐高温或低温；③有的要求材料具有优良的物理性能；④有的要求材料具有良好的耐腐蚀性能。2、钢材之所以能获得如此广泛的应用：①钢材具有优良的机械性能，既有高的强度，又有好的塑性和韧性；②钢材具有优良的工艺性能（铸造性、可锻性、可焊性、切削加工性等），易于采用不同方法制成各种形式的零件和设备；③钢材具有其他材料所不能及的优良物理性能（导热性、导电性、磁性等）和特殊化学性能（对某些物料的耐蚀性等）以及耐热性；④钢材可通过热处理方法，即将金属加热到预定的温度保温，然后以预定的速度冷却，使其性能进一步改善和提高，以满足设计、制造和使用的要求。3、一般含碳0.02%~0.2%的称为钢，含碳量大于2%的称为铸铁。4、钢可分为碳素钢与合金钢。5.随着含碳量的增加，刚的强度极限和硬度将不断提高，而塑性和韧性则不断降低，当含碳量超过0.9%时，刚的强度极限反而降低。6、硫在钢中与铁化合形成FeS，熔点低，使钢材在热加工时容易开裂，这种现象称为“热脆”。7、钢中硫的含量：高级优质钢，S=0.025%；优质钢，S=0.035%；普通钢，S=0.050%。8、磷虽能使钢的强度、硬度增加，但引起塑性、冲击韧性显著降低，特别是在低温时是刚才显著变脆，这种现象称为“冷脆”。9、钢中磷的含量：高级优质钢，P=0.025%；优质钢，P=0.035%；普通钢，P=0.045%。10、MnS能消除硫的有害作用，并能提高钢的强度和硬度，碳素钢中含锰量约为0.25%~0.8%。11、硅能使钢的强度、硬度增加。12、按钢的质量等级，碳素钢可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。13、碳素钢结构的牌号以“Q”加三位数字表示，“Q”代表结构钢屈服点“屈”字的汉语拼音首位字母，后面三位数字表示该钢种在厚度小于16mm时的最低屈服点（MPa）。在钢的牌号尾部可用A、B、C、D表示刚的质量等级。A为普通级。未完全脱氧的沸腾标以符号“F”，对已完全脱氧的镇静钢则标以“Z”或不标符号，半镇静钢则标以“b”，“TZ”则为特别镇静钢的符号。14、优质碳素结构钢的牌号仅用两位数字来表示，此两位数字表示钢中平均含碳量的万分之几。钢号按顺序有：08、10、15、20、25、30、35、40、45、50……较高含锰量（0.7%~1.0%）的优质碳素结构钢则在钢号后加注“Mn”。15、优质碳素结构钢按含碳量不同分为三类：①低碳钢含碳量低于0.25%；②中碳钢含碳量在0.30%~0.55%；③高碳钢含碳量在0.6%以上。16、锅炉用钢和压力容器用钢在钢号末尾分别标注“g”或“R”字样。锅炉用的碳钢，其牌号有20g、22g等。制造压力容器用的碳钢有20R等。17、由铸造而得的碳钢件，其材料牌号前需标注“ZG”字样，其后两组数字则是屈服极限与强度极限的数值（MPa）。18、铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等。19、灰铸铁抗压强度较大。牌号以HT加数字表示。20、可锻铸铁的代号为“KT”。球墨铸铁牌号中“QT”表示“球铁”。21、金属的晶格形式最常见的有两种：体心立方晶格和面心立方晶格。22、面心立方晶格容碳能力更强。23、具有面心立方晶格的金属具有良好的塑性和韧性，如铜、铝、金、银。24、具有体心立方晶格的金属具有较强的硬度、强度和熔点，但塑性和韧性较低，如铁铬钨钼。25、结晶温度Tc与熔点温度Tm之差称为过冷度，T=Tm-Tc。过冷度不是固定不变的，冷却速度越大，过冷度越大。26、结晶过程：晶核、晶粒、晶界。27、金属晶粒的大小对其机械性能影响较大。28、多数金属凝固后晶格形式保持不变。但铁的晶格形式随着所处的温度而变动。纯铁在910℃以上呈面心立方晶格形式（Fe），以下则呈体心立方晶格结构（Fe）。FeFeC910。29、碳在铁中存在的状态可能是溶解在铁中形成固溶体，或与铁化合而成化合物CFe3，称为渗碳体。30、对于Fe的固溶体称为铁素体；对于Fe的固溶体称为奥氏体。31、含碳量高于0.8%的碳素钢，当温度下降到723℃时，合金组织为碳化铁和含碳量0.8%的奥氏体所组成，此时奥氏体开始向铁素体转变。这类钢材具有硬与脆的特点。32、含碳量低于0.8%的碳素钢，这些饱和溶碳的奥氏体在723℃转变为铁素体时，也转变成珠光体。33、如果过冷度很大，奥氏体极快冷却下来，碳就可能来不及从奥氏体中析出，虽然奥氏体已经迅速转变为铁素体，但碳仍然溶于铁素体内，形成了一种过饱和的固溶体，它在显微镜下呈针状组织，称为马氏体。因其处于过饱和状态，故很不稳定，稍微受热升温，碳又化合成碳化铁而析出。34、最常用的热处理方法：（1）、退火：把钢件放在炉中缓慢加热，保温一定时间后，随炉缓慢冷却的过程。②完全退火：主要用于碳含量低于0.8%的钢材热加工后及切削加工前，目的在于消除组织缺陷，降低硬度，消除内应力；②再结晶退火：Trc=（0.35~0.40）Tm；③低温退火。（2）、正火：是指把钢件加热到GS或ES线以上30℃~50℃，经适当保温后从炉中取出在空气中冷却。目的是减少钢件内应力，均匀组织和细化晶粒，为最终热处理做好组织准备等工作。（3）、淬火：是指把钢件加热到GS或PSK线以上，保温后快速冷却，使奥氏体转变为马氏体的操作过程。目的是增加工件的硬度、强度和耐磨性。（4）、回火：将经过淬火后的钢件重新加热到PSK线以下某温度后，经较长时间保温后，在油中或空气中冷却。目的在于降低或消除钢件的内应力，使内部组织趋于稳定，并可通过控制回火温度获得不同的机械性能。按回火的温度分为①低温回火：淬火后在150℃~250℃范围内的回火。目的为了降低钢件的内应力和脆性而保持钢在淬火后所得到的高硬性和耐磨性；②中温回火：淬火后在350℃~500℃范围内的回火。马氏体完全分解，细小点状的碳化铁大大增多，密布于铁素体组织中，硬度下降韧性显著提高；③高温回火：淬火后在500℃~650℃范围内的回火。马氏体全部消失，碳化铁呈球状，硬脆特征也消除。（5）、化学热处理：是将钢件放在一定的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入工件表层，改变表层的化学成分以获得预期的组织和性能的一种热处理过程，可分为渗碳、氮化、氰化和渗金属等。35、淬火加高温回火的热处理叫作调质处理。36、渗金属是利用价格便宜的碳钢和低合金钢制成零件，然后在高温下向零件表层渗入各种合金元素使表面合金化，从而获得某些特殊性能，不仅满足了零件的使用要求，而且可以代替某些高合金钢，如不锈钢、耐热钢等。）37、目前常用的合金元素有：锰（Mn）、硅（Si）、铬（Cr）、镍（Ni）、铝（Al）、硼（B）、钨（W）、钼（Mo）、钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）或混合稀土元素（RE）等。38、按钢材用途可划分为：结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。39、对于合金结构钢，含碳量表示方法是以万分之一的碳作为一个数字单位，其数字是两位，如35CrMo表示含碳量平均为万分之三十五，含铬和钼分别在1%左右。40、对于合金工具钢，以千分之一的碳作为一个数字单位，数字为一位，如9CrSi表示含碳量平均为千分之九，含铬和硅分别在1%左右。41、如09Mn2V，表示平均含碳量为0.09%，含锰量大约2%，以及含有少量钒的低碳合金结构钢。42、0Cr13表示含碳量低于或等于0.08%，含铬量约为13%的微碳铬不锈钢。43、00Cr17Ni14Mo2表示含碳量低于或等于0.03%，并含有17%Cr、14%Ni和2%Mo的超低碳铬镍钼不锈钢。44、对于含硫、磷较低的高级优质钢，在钢号末尾加一个“A”字如35CrMoA，表示平均含碳量为0.35%的铬钼高级优质合金结构钢。第八章1、V带传动是带传动中的一种，靠张紧在带轮1、带轮2上的环形带3与带轮间的摩擦力来传递运动和动力的。2、常有的带传动有V带传动、平型带传动、多楔带传动、同步齿形带传动。3、带传动的优点：①能用于两轴中心距较大的场合；②传动带有一定弹性，可缓冲冲击和吸收振动；③过载时，带在轮上打滑，可防止损坏其他零件；④结构简单、成本低廉。4、带传动的缺点：①传动的外廓尺寸较大；②由于带的滑动现象使传动比不能保证固定不变；③有时需要安装带的张紧结构；④带的寿命较短；⑤传动效率较低（97.0~94.0）；⑤传动比i不能太大（一般i不大于7）。5、带与带轮接触弧所对应的中心角称为包角。6、小轮的包角：21801，1802sin12addrad，3.57180121add，addddaL42222121。7、V带的主要结构有两类：帘布结构、线绳结构。8、普通V带截面尺寸由小到大共有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。9、在带轮静止时，张紧在带轮两边的带都受到相等出初拉力0F的作用，传动时，由于带与带轮接触面间摩擦力的作用，带轮两边的带的拉力就不再相等，即将进入主动轮的一边，拉力由0F增至1F，称为紧边；进入从动轮的一边，拉力由0F减为2F，称为松边。21021FFF。带所传递的圆周力21FFF。圆周力NF/、带速1/smv和传递功率kWP/之间的关系为vPF1000。当带压向带轮的压力为Q时，平行带的极限摩擦力为00QfRf，而V带的极限摩擦力为QfQfRf2sin00，V带与带轮的当量摩擦系数2sin0ff，显然0ff，故在相同条件下V带能传递较大功率。10、在忽略带的离心力影响时，则V带传动的紧边和松边之间的关系可用欧拉公式描述：aeFF21。11、最大圆周力F与0F成正比，但0F过大将使皮带发热和磨损加剧；若过小，则带传动的工作能力不能正常发挥，运转时易跳动和打滑。F也随包角和摩擦系数f的增大而增大。12、带的应力都是正应力，沿着横截面的法线方向。13、由于传递圆周力而产生的拉应力（正应力）：紧边AF11；松边AF22。14、由离心力引起的拉应力：AqvAFcc2。15、由带的弯曲而产生的弯曲应力：dEhw。最大应力应发生在紧边与小轮接触处的横截面中，其值为dEhAqvAFwcw211116、由于带的弹性变形引起的滑动称为弹性滑动。17、从动轮与主动轮线速度的相对降低率称为滑动系数：112211121ndndndvvv。得到传动比：11221ddnni。18、带传动的失效形式主要是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。19、打滑如果是短期过载引起，只要负载正常即可消除，而且增大带的初拉力0F，保证一定大小的包角（一般大于或等于120°），都可以避免发生打滑。20、三角带的疲劳强度条件为11maxwc，11wc（为由疲劳实验确定的带的许用应力），得单根V带所能传递的功率即额定功率：kWAvePfcw10001111，修正公式：LKKPPP11。21、带速应在5~25m/s的范围内，v=20m/s的时候，可以充分发挥带的传动能力。22、为了张紧胶带，应给中心距留出+0.03dL的调整余量。23、单根V带所需的初拉力应为：2015.2500qvzvPKFd24、带轮常用铸铁制造。25、铸铁带轮；典型结构：①轮缘：带轮外圈的环形部分，制有楔形环槽，槽数等于V带的根数z；②轮：是带轮与轴配合的部分；③轮辐：是把轮缘与轮连成一体的部分，根据带轮直径的大小，可以是辐板、辐条（椭圆截面）和实心三种形式。26、张紧装置的位置：①V带松边内侧；②不能靠近小带轮；③张紧轮的轮槽的尺寸与带轮相同，且直径小于带轮直径。27、V带传动时，带中应力由以下三部分组成：①由于传递圆周力而产生的拉应力；②由于离心力而产生的拉应力；③由