2018年一建机电精讲讲义(董)

-1-2018年一级建造师机电实务精讲讲义1H411010机电工程常用材料1H411011常用金属材料的类型及应用一、黑色金属材料的类型及应用（一）碳素结构钢（普碳钢）1.碳素结构钢的分级按照碳素结构钢屈服强度的下限值将其分为四个级别，其钢号对应为Q275及以下，其中Q代表屈服强度，数字为屈服强度的下限值，数字后面标注的字母A、B、C、D表示钢材质量等级，即硫、磷质量分数不同，A级钢中硫、磷含量昀高，D级钢中硫、磷含量昀低（即：A级质量等级昀低，D级质量等级昀高）。2.碳素结构钢的特性及用途（1）通常轧制成钢筋、钢板、钢管等；可用于重要的焊接件。（2）碳素结构钢具有良好的塑性和韧性，易于成型和焊接，常以热轧态供货，一般不再进行热处理，能够满足一般工程构件的要求，所以使用极为广泛。（二）低合金结构钢（低合金高强度钢）1.低合金结构钢的分级（有Q345及以上八个强度等级）2.低合金结构钢的特性及用途（1）低合金结构钢具有高强度、高韧性、良好的冷成形和焊接性能、低的冷脆转变温度和良好的耐蚀性等综合力学性能。（2014案）（2）低合金结构钢主要适用于桥梁、钢结构、锅炉汽包、压力容器、压力管道、船舶、车辆、重轨和轻轨等制造。（2011多）（三）铸钢和铸铁（四）特殊性能低合金高强度钢（特殊钢）1.特殊性能低合金高强度钢分类工程结构用特殊钢主要包括耐候钢、耐热钢、耐海水腐蚀钢、耐磨钢、表面处理钢材、汽车冲压钢板、石油及天然气管线钢、工程机械用钢与可焊接高强度钢、钢筋钢、低温用钢以及钢轨钢等。（五）钢材的类型及应用（型钢、板材、管材、钢制品）（2014单）1.型钢。例如，电站锅炉钢架的立柱通常采用宽翼缘H型钢；炉墙刚性梁采用工字钢制成。3.管材。机电工程中常用的有普通无缝钢管、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，但过热器和再热器采用15CrMo或12CrlMoV等材质的无缝钢管。二、有色金属的类型及应用重金属，如铜、锌、镍等；轻金属，如铝、镁、钛等。（一）重金属1.铜及铜合金的特性及应用机电工程中广泛使用的铜合金有黄铜、青铜和白铜。例如，机电设备冷凝器、散热器、热交换器、空调器等常用黄铜制造；锡青铜广泛应用于轴承、轴套等耐磨零件和弹簧等弹性元件，以及抗蚀、抗磁零件等；白铜主要用于制造船舶仪器零件、化工机械零件及医疗器械等。（二）轻金属1.铝及铝合金的特性及应用纯铝的密度只有2.7×103kg/cm3，仅为铁的1/3（密度小）。铝的导电性好，其磁化率极低，接近于非铁磁性材料。三、常用金属复合材料的类型及应用（新增）（一）金属基复合材料1.金属基复合材料的分类（1）按用途可分为结构复合材料与功能复合材料；（2）按增强材料形态：可分为纤维增强、颗粒增强和晶须增强金属基复合材料。（4）按增强材料：可分为玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、石棉纤维、金属丝等。-2-2.金属基复合材料的特点及用途金属基复合材料具有高比强度、高比模量、尺才稳定性、耐热性等主要性能特点。（二）金属层状复合材料的分类及用途2.金属层状复合材料的特点。具有耐腐蚀、耐高温、耐磨损、导热导电性好、阻尼减震、电磁屏蔽，且制造成本低等特点。（三）金属与非金属复合材料的特点及用途1H411012常用非金属材料的类型及应用一、硅酸盐材料的类型及应用（水泥、保温棉、砌筑材料和陶瓷）（2009单）二、高分子材料的类型及应用（塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂）（一）塑料（2015单）1.热塑性塑料热塑性材料是以热塑性树脂为主体成分，加工塑化成型后具有链状的线状分子结构，受热后又软化，可以反复塑制成型，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。优点是加工成型简便，具有较好的机械性能，缺点是耐热性和刚性比较差。例如，薄膜、软管和塑料瓶等常采用低密度聚乙烯制作；煤气管采用中、高密度聚乙烯制作；水管采用聚氯乙烯制作；热水管目前常用耐热性高的氯化聚氯乙烯或聚丁烯制造；泡沫塑料热导率极低，相对密度小，特别适于用作屋顶和外墙隔热保温材料，在冷库中用得更多。2.热固性塑料热固性塑料是以热固性树脂为主体成分，加工固化成型后具有网状体型的结构，受热后不再软化，强热下发生分解破坏，不可以反复成型。优点是耐热性高，受压不宜变形等，缺点是机械性能不好，但可加入填料来提高强度。这类塑料如酚醛塑料、环氧塑料等。例如，环氧塑料可用来制作塑料模具、精密量具、电子仪表装置、配置飞机漆、电器绝缘漆等。三、非金属材料应用（2011单、2016单）（调整）（一）非金属板材的应用1.玻璃纤维复合板材适用制作中压以下的空调系统风管，但对洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统以及相对湿度90%以上的系统不适用。2.酚醛复合板材适用制作低、中压空调系统及潮湿环境的风管，但对高压及洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统不适用。3.聚氨酯复合板材适用制作低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境的风管，但对酸碱性环境和防排烟系统不适用。4.硬聚氯乙烯板材适用制作洁净室含酸碱的排风系统风管。（二）非金属管材的应用1.非金属管材可以分为两大类：无机非金属管材、有机及复合管材。2.无机非金属管材一般有混凝土管、自应力混凝土管、预应力混凝土管、钢筋混凝土管。混凝土管常用于排水管；自应力混凝土管和预应力混凝土管常用于输水管；钢筋混凝土管常用作排水管和井管；现张法预应力混凝土管常用作管桩。3.有机及复合管材种类繁多，常用的有聚乙烯管（PE管）、交联聚乙烯管（PE-X管）、聚丙烯管（PP管）、硬聚氯乙烯管（PVC-U管）、氯化聚氯乙烯管（PVC-C管）、热塑性塑料管、有机玻璃管、铝塑复合（PAP）管等。（1）聚乙烯塑料管：无毒，可用于输送生活用水。常使用的低密度聚乙烯水管。（2）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，压力等级分为B、C、D三级。例如，ABS工程塑料可用来制作机器零件、各种仪表的外壳、设备衬里等。（3）聚丙烯管（PP管）：其刚性、强度、硬度和弹性等机械性能均高于聚乙烯，但其耐低温性差、易老化，常用于流体输送。（4）硬聚氯乙烯管（PVC-U管）：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，此种管材也可用于化工、纺织等工业废气排污排毒塔、气体液体输送等。（5）铝塑复合管（PAP管）：内塑料层采用中密度聚乙烯时可作饮水管，无毒、无味、无污染，符合国家饮用水标准；内塑料层采用交联聚乙烯则可耐高温、耐高压，适用于供暖及高压用管。1H411013常用电气材料的类型及应用-3-一、电线的类型及应用1.BX型、BV型：铜芯电线广泛用在机电工程中，适合于450V/750V及以下动力装置的固定敷设。2.RV型、RX型：铜芯软线主要用在需柔性连接的可动部位。3.BVV型：多芯的平形或圆形塑料电线，可用在电气设备内配线。二、电缆的类型及应用1.YJV型：交联聚乙烯型电力电缆，不能受机械外力作用，适用于室内、隧道内的桥架及管道内敷设。2.YJV22型：内钢带铠装电力电缆，能承受一定的机械外力作用，但不能承受大的拉力。交联聚乙烯绝缘电力电缆YJV22型长期允许昀高温为90℃。（2012单）3.ZR-YJFE型、NH-YJFE型：阻燃、耐火、阻火等特种辐照交联电力电缆，电缆昀高长期允许工作温度可达125℃，可敷设在吊顶内、高层建筑的电缆竖井内，且适用于潮湿场所。（1）阻燃型电缆应具有阻燃特性。即在明火上燃烧，离开火后一段时间自动熄灭。阻燃控制电缆适用于交流额定电压450/750V及以下有特殊阻燃要求的控制、监控回路及保护线路等场合，作为电气装备之间的控制接线。耐火型电缆的特点是在电缆燃烧时甚至是燃烧后的一段时间内仍拥有传导电力的能力，多用于相对重要的工作环境，如军舰上。耐火电缆可以同时拥有阻燃的性能，阻燃电缆却没有耐火的性能。4.YJV32型、WD-ZANYJFE型：内钢丝铠装型电力电缆、低烟无卤A级阻燃耐火型电力电缆。能承受相当的机械外力作用。低烟无卤A级阻燃耐火型电力电缆多用于防火要求较高的场合。三、绝缘材料的类型及应用（2017单）3.气体介质绝缘材料：在电气设备中，气体除可作为绝缘材料外，还具有灭弧、冷却和保护等作用，常用的气体绝缘材料有空气、氮气、二氧化硫和六氟化硫（SF6）等。例如，六氟化硫（SF6）是一种无色、无味、不燃不爆、无毒且化学性质稳定的气体。1H411020机电工程常用工程设备1H411021通用机械设备的分类和性能（删减）一、泵的分类和性能（一）泵的分类2.按泵的工作原理和结构形式分类（1）容积式泵。根据运动部件运动方式的不同分为往复泵和回转泵两类，往复泵有活塞泵、柱塞泵和隔膜泵等；回转泵有齿轮泵、螺杆泵和叶片泵等。（2）叶轮式泵。根据泵的叶轮和流道结构特点的不同分为离心泵、轴流泵、混流泵和旋涡泵等。（二）泵的性能（2015案）1.泵的性能参数：主要有流量和扬程，有轴功率、转速、效率和必需汽蚀余量。2.泵的各个性能参数之间的关系。(1）特性曲线。每一台泵都有特定的特性曲线，由泵制造厂提供。(3）泵的工作范围和特性曲线关系。选择和使用泵时，应使泵的工作点落在工作范围内。二、风机的分类和性能风机的性能参数：主要有流量、压力、功率、效率和转速，另外，噪声和振动也是风机的指标。三、压缩机的分类和性能（一）压缩机的分类3.按照压缩气体方式分类，分为容积式压缩机和动力式压缩机两大类。（1）容积式压缩机按结构形式和工作原理可分往复式（活塞式、膜式）压缩机和回转式（滑片式、螺杆式、转子式）压缩机。（2）动力式压缩机可分轴流式压缩机、离心式压缩机和混流式压缩机。（二）压缩机的性能压缩机的性能参数主要包括容积、流量、吸气压力、排气压力、工作效率、输入功率、输出功率、性能系数、噪声等。四、输送设备的分类和性能（一）输送设备的分类-4-1.具有挠性牵引件的输送设备类型和工作特点（1）类型。带式输送机、链板输送机、刮板输送机、埋刮板输送机、小车输送机、悬挂输送机、斗式提升机等。（2）工作特点。靠物品和承载件的摩擦力使物品与牵引件在工作区段上一起移动。2.无挠性牵引件的输送设备类型和工作特点，（1）类型。有螺旋输送机、滚柱输送机、气力输送机等。（2）工作特点。物品与推动件分别运动。1H411022专用设备的分类和性能一、电力设备的分类和性能（新增部分内容）（一）火力发电设备1.锅炉的主要参数①蒸发量：蒸汽锅炉用额定蒸发量表明其容量的大小。热水锅炉用额定热功率来表明其容量的大小。②压力；③温度；④受热面蒸发率（蒸汽锅炉）；⑤受热面发热率（热水锅炉）；⑥锅炉热效率锅炉受热面蒸发率或发热率是反映锅炉工作强度的指标，其数值越大，表示传热效果越好。3.火力发电的考核指标主要有发电量、发电煤耗和供电煤耗、供热煤耗、汽轮机热耗和热效率、汽轮机真空度、锅炉效率、补给水率、主蒸汽压力、主蒸汽温度等。（三）风力发电设备1.风力发电设备的分类（3）按驱动方式分为：直驱式风电机组和双馈式风电机组。1）直驱式风电机组：直驱式风电机组没有齿轮箱，叶轮直接带动发电机转子旋转。相对双馈机组少了齿轮箱，降低了风机机械故障率。直驱机具有结构简单、可靠性强、效率高、维护成本低等优点。并且直驱式风电机组在低风速运转时性能良好，特别适合在国内三类风区安装使用。由于直驱式发电机永磁材料在震动、冲击、高温情况下容易出现失磁现象；同时由于永磁材料存在永久的强磁性，无法在现场条件下检修，所以一旦出现问题只有返厂维修。2）双馈式风电机组：双馈式机组是在叶轮与发电机之间增加了变速箱，避免了发电机直接与叶轮直接连接而增加叶片的冲击载荷，并且将其直接传递到发电机上，降低了发电机的故障率。3.风力发电机组的性能风力发电机组的性能参数很多，其中额定功率和叶轮直径是风力发电机组的昀重要的参数。（四）光伏发电设备1.光伏发电系统的分类光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统和分布式光伏发电系统。（1）独立光伏发电系统独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、充放电控制器、蓄电池组成，若要为交流负