化工设备基础知识1.ppt
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1、化工机械基础知识培训化工机械基础知识培训汇报人/部门:孙荣杰 2013年7月29日蓝星系统内部使用,请勿外传第一页,编辑于星期六:十八点 三十八分。第二页,编辑于星期六:十八点 三十八分。一、一、机械零件的常用材料 碳素钢合金钢铸钢碳素结构钢:用于受力不大且基本上是承受静载荷的零件优质碳素结构钢:用于受力较大,且受变载荷或冲击载荷的零件普通低合金钢合金结构钢:常用合金工具钢特殊合金钢碳素铸钢合金铸钢通常只用于制造重要的或具有特殊性能要求的零件钢制造承受重载荷的大型零件或形状复杂、力学性能要求较高的零件,如联轴器等第三页,编辑于星期六:十八点 三十八分。铸铁灰铸铁:用于制造受压状态下的零件球墨铸
2、铁:可用来制造曲轴、齿轮等,成本低于锻钢件铜合金黄铜:制造管件、散热器、垫片以及化工、船用等零件青铜:普通青铜:制造蜗轮、对开螺母、滑动轴承中的轴瓦等特殊青铜:制造蜗轮、在蒸汽和海水条件下工作的齿轮等非金属材料:橡胶、塑料、皮革、陶瓷、木材、纸板等复合材料:两种或两种以上的金属或非金属材料复合而成的新型材料第四页,编辑于星期六:十八点 三十八分。二、机械常见重要零部件2.1轴2.1.1轴的材料2.1.2轴的功能与类型2.1.3轴的分类第五页,编辑于星期六:十八点 三十八分。一、轴的失效一、轴的失效:多为疲劳损坏:多为疲劳损坏 二、轴的材料要求二、轴的材料要求:足够的疲劳强度、:足够的疲劳强度、
3、对应力集中的敏感性小、以及良好的加工性能等。对应力集中的敏感性小、以及良好的加工性能等。碳素钢:碳素钢:35、45、50钢钢(优质碳素钢:优质碳素钢:一般正火一般正火);Q235、Q275(普通碳素钢:不重要或者受力较小普通碳素钢:不重要或者受力较小)合金钢:合金钢:40CrNi、38CrMoAlA;20Cr、20CrMnTi;(重载、要求减轻重量时、要求提高耐磨性;淬火、调质)(重载、要求减轻重量时、要求提高耐磨性;淬火、调质)球墨铸铁:球墨铸铁:铸铁铸铁 QT、合金铸铁、形状复杂轴、合金铸铁、形状复杂轴 2.1.1 轴的材料轴的材料钢种和热处理对弹性模量影响很小,对增大轴刚度无效钢种和热处
4、理对弹性模量影响很小,对增大轴刚度无效 (增大轴径、减小跨距)(增大轴径、减小跨距)合金钢强度高,但对应力集中敏感,如果结构上和表面上合金钢强度高,但对应力集中敏感,如果结构上和表面上 不注意,轴强度得不到改善不注意,轴强度得不到改善第六页,编辑于星期六:十八点 三十八分。轴轴2.1.2轴的功用轴的功用用来支撑旋转的机械零件,如齿轮、带轮、链轮、凸轮用来支撑旋转的机械零件,如齿轮、带轮、链轮、凸轮类类型型转轴转轴-传递扭矩又承受弯矩传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分按承受载荷分 2.1.3轴的分类轴的分类按轴的形状分按轴的形状分传动轴传动轴-只传递扭矩只传递扭矩心轴心轴-只承受弯矩只承受弯矩直轴
5、直轴曲轴曲轴挠性钢丝轴挠性钢丝轴第七页,编辑于星期六:十八点 三十八分。1.转轴转轴组成:组成:轴颈、轴头、轴身;轴颈、轴头、轴身;特点:特点:传递扭矩又承受弯矩。传递扭矩又承受弯矩。带式运输带式运输机机减速器减速器电动机电动机转轴转轴 2.1.3 轴的分类轴的分类第八页,编辑于星期六:十八点 三十八分。2.传动轴传动轴组成:组成:轴颈、轴头、轴身;轴颈、轴头、轴身;特点:特点:只传递扭矩,不承受弯矩或弯矩很小。只传递扭矩,不承受弯矩或弯矩很小。发动机发动机后桥后桥传动轴传动轴2.1.3 轴的分类轴的分类第九页,编辑于星期六:十八点 三十八分。2.1.3 轴的分类轴的分类3.心轴心轴分类:分类
6、:固定心轴、转动心轴;固定心轴、转动心轴;特点:特点:只承受弯矩,不传递扭矩。只承受弯矩,不传递扭矩。第十页,编辑于星期六:十八点 三十八分。2.1.3 轴的分类轴的分类1.直轴直轴分类:分类:阶梯轴、光轴;阶梯轴、光轴;第十一页,编辑于星期六:十八点 三十八分。2.曲轴曲轴2.1.3 轴的分类轴的分类第十二页,编辑于星期六:十八点 三十八分。3.挠性钢丝轴挠性钢丝轴由几层紧贴在一起的钢丝层构成,可以把转矩和旋转运由几层紧贴在一起的钢丝层构成,可以把转矩和旋转运动灵活地传到任何位置,常用于振捣器等设备中。动灵活地传到任何位置,常用于振捣器等设备中。2.1.3 轴的分类轴的分类第十三页,编辑于星
7、期六:十八点 三十八分。2.2 齿轮2.2.1 齿轮材料及热处理2.2.2 齿轮概述2.2.3 齿轮分类2.2.4 齿轮的失效形式和设计准则第十四页,编辑于星期六:十八点 三十八分。一、齿轮材料一、齿轮材料 1.钢钢 1)锻钢锻钢 中中(碳、合金碳、合金)钢整体、表面淬火钢整体、表面淬火+低温回火低温回火 低低(碳、合金碳、合金)钢渗碳、淬火、回火钢渗碳、淬火、回火(20Cr)氮化钢氮化钢(如如30CrMoAlA)调质、渗氮调质、渗氮 氰化钢碳、氮共渗氰化钢碳、氮共渗 2)铸钢铸钢 ZG270-500(ZG35)、ZG310-570(ZG45)、ZG40Cr 2.铸铁铸铁 常用常用HT250、
8、HT350、QT500-7、QT600-3 3.工程塑料工程塑料 小齿轮用夹布胶木、尼龙小齿轮用夹布胶木、尼龙制造制造2.2.1 轮齿材料及热处理轮齿材料及热处理第十五页,编辑于星期六:十八点 三十八分。二、齿轮的热处理二、齿轮的热处理 2.2.1 轮齿材料及热处理轮齿材料及热处理热处理方法热处理方法表面淬火表面淬火渗碳淬火渗碳淬火调质调质正火正火渗氮渗氮1.表面淬火表面淬火-高频淬火、火焰淬火高频淬火、火焰淬火一般用于中碳钢和中碳合金钢,如一般用于中碳钢和中碳合金钢,如45、40Cr等。等。表面淬火后轮齿变形小,可不磨齿,硬度可达表面淬火后轮齿变形小,可不磨齿,硬度可达 5256HRC,面硬
9、芯软,能承受一定冲击载荷。,面硬芯软,能承受一定冲击载荷。第十六页,编辑于星期六:十八点 三十八分。2.渗碳淬火渗碳淬火渗碳钢为含碳量渗碳钢为含碳量0.150.25%的低碳钢和低碳合金钢,如的低碳钢和低碳合金钢,如20、20Cr等。齿面硬度达等。齿面硬度达5662HRC,齿面接触强度高,齿面接触强度高,耐磨性好,齿芯韧性高。常用于受冲击载荷的重要传动。耐磨性好,齿芯韧性高。常用于受冲击载荷的重要传动。通常渗碳淬火后要磨齿。通常渗碳淬火后要磨齿。调质一般用于中碳钢和中碳合金钢,如调质一般用于中碳钢和中碳合金钢,如45、40Cr、35SiMn等。调质处理后齿面硬度为:等。调质处理后齿面硬度为:22
10、0260HBS 。因为硬度不高,故可在热处理后精切齿形,且在使用因为硬度不高,故可在热处理后精切齿形,且在使用中易于跑合。中易于跑合。3.调调 质质2.2 轮齿材料及热处理轮齿材料及热处理第十七页,编辑于星期六:十八点 三十八分。4.正火正火正火能消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和切削正火能消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火处理。性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火处理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。渗氮是一种化学处理。渗氮是一种化学处理。渗氮后齿面硬度可达渗氮后齿面硬度可达6062HRC。氮化处理温度低,轮
11、齿变形小,适用于难以磨齿的场合,氮化处理温度低,轮齿变形小,适用于难以磨齿的场合,如内齿轮。材料为:如内齿轮。材料为:38CrMoAlA.5.渗氮渗氮2.2.1 轮齿材料及热处理轮齿材料及热处理第十八页,编辑于星期六:十八点 三十八分。特点及应用:特点及应用:u 调质、正火处理后的硬度低,调质、正火处理后的硬度低,HBS 350,属软齿,属软齿 面,工艺简单、用于一般传动。面,工艺简单、用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面时,因小轮齿根薄,弯曲强当大小齿轮都是软齿面时,因小轮齿根薄,弯曲强 度低,故在选材和热处理时,度低,故在选材和热处理时,小轮比大轮硬度高小轮比大轮硬度高:2050HBSu 表
12、面淬火、渗碳淬火、渗氮处理后齿面表面淬火、渗碳淬火、渗氮处理后齿面硬度高,属硬度高,属 硬齿面。其承载能力高,但一般需要磨齿。常用于硬齿面。其承载能力高,但一般需要磨齿。常用于 结构紧凑的场合。结构紧凑的场合。2.2.1 轮齿材料及热处理轮齿材料及热处理第十九页,编辑于星期六:十八点 三十八分。一、主要特点一、主要特点1)瞬时传动比瞬时传动比 i 恒定恒定 2)适用的节圆圆周速度范围大适用的节圆圆周速度范围大 3)传动效率传动效率 高高 4)结构紧凑,适用于近距离传动结构紧凑,适用于近距离传动 5)传动比范围大传动比范围大 2.2.2 齿轮概齿轮概 述述第二十页,编辑于星期六:十八点 三十八分
13、。二、分类二、分类按齿轮对数按齿轮对数 按工作条件按工作条件 按齿面硬度按齿面硬度 2.2.3 齿轮分类齿轮分类第二十一页,编辑于星期六:十八点 三十八分。2.2.42.2.4 轮齿的失效形式和设计准则轮齿的失效形式和设计准则第二十二页,编辑于星期六:十八点 三十八分。2.3 轴承轴承一、轴承的作用一、轴承的作用二、轴承的分类二、轴承的分类三、滑动轴承三、滑动轴承四、滚动轴承四、滚动轴承五、轴承的选型五、轴承的选型六、轴承的安装与拆卸六、轴承的安装与拆卸 第二十三页,编辑于星期六:十八点 三十八分。第二十四页,编辑于星期六:十八点 三十八分。2.3.1 轴承的作用轴承的作用1、支撑轴及轴上零件
14、,保持轴的旋转精度;2、减少转子在旋转过程中的摩擦和磨损;第二十五页,编辑于星期六:十八点 三十八分。2.3.2 轴承的分类根据摩擦性质,轴承分为:滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承第二十六页,编辑于星期六:十八点 三十八分。按受载方向不同,分为:向心轴承(径向轴承):向心推力轴承(径向止推轴承):推力轴承(止推轴承):承受径向力承受轴向力承受径向力和轴向力径向滑动轴承推力滑动轴承滚动轴承(向心轴承)滚动轴承(推力轴承)轴承的分类第二十七页,编辑于星期六:十八点 三十八分。2.3.2.1 滑动轴承 主要用于工作转速特高、支承要求特精、特重型、承受具大冲击、须成剖分式等特殊工作条件。滑动轴承第二十八页,
15、编辑于星期六:十八点 三十八分。1.滑动轴承的构造与特点结构:由轴承座、轴承盖、轴瓦、连接螺栓等组成特点:、承载能力大,耐冲击;、工作平稳,噪音低;、结构简单,径向尺寸小,轴向尺寸大。滑动轴承的应用场合:、高速、高精度、重载的场合;如汽轮发电机、水轮发电机、机床等;、极大型的、极微型的、极简单的场合;、结构上要求剖分的场合;如曲轴轴承;、受冲击与振动载荷的场合;如轧钢机。滑动轴承第二十九页,编辑于星期六:十八点 三十八分。常用径向滑动轴承分2类 整体式径向滑动轴承 剖分式径向滑动轴承 螺纹孔轴承座轴承盖联接螺栓剖分轴瓦榫口轴承轴承座特点:结构简单,成本低廉,但轴套磨损后轴承间隙过大无法调整,不
16、便装拆粗重的轴。应用:低速、轻载或间歇性工作的机械中。特点:轴承装拆方便,轴瓦磨损后便于调整轴承间隙。应用:工作转速特高、支承要求特精、承受具大冲击、须成剖分式等滑动轴承第三十页,编辑于星期六:十八点 三十八分。1.滚动轴承的构造 滚动轴承的典型结构如图所示,通常由外圈、内圈、滚动体和保持架4组成。内圈装在轴颈上,外圈装在轴承座孔内,多数情况下内圈与轴一起转动,外圈保持不动。工作时,滚动体在内外圈间滚动,保持架将滚动体均匀地隔开,以减少滚动体之间的摩擦和磨损。四、滚动轴承滚动轴承第三十一页,编辑于星期六:十八点 三十八分。滚动轴承第三十二页,编辑于星期六:十八点 三十八分。1、球轴承 承载能力
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