化工设备机械基础讲义
宁夏化工技师学院
化工设备部分
1、化工容器结构包括那几部分？
答：它是一个钢制圆筒结构，主要由钢制圆筒体和两端的封头组成，并安装有各种化工工艺接管（如物料进出口管、压力表接管、液压计接管等，）以及为检修方便开设的人孔、手孔，和为保护容器安全而设置的安全装置（如安全阀、爆破片）等，整个容器借助支座安放在基础上。
2、化工容器可以分为那几类？
答：（1）按照压力容器在生产过程中的作用分类
① 反应类容器.
② 换热类容器.
③ 分离类容器.
④ 储存类容器.
(2)按照容器的压力等级分类
①低压容器(代号为L):0.1MPa≤p＜1.6MPa;
②中压容器(代号为M):1.6MPa≤p＜10MPa;
③高压容器(代号为H):10MPa≤p＜100MPa;
⑤ 超高压容器(代号为U):p≥100MPa;
(3)按照容器的管理等级分类
1)第一类压力容器
除了第二类、第三类压力容器以外的所有低压容器.
2)第二类压力容器
它包括:
① 除第三类容器以外的中压中期.
② 剧毒介质的低压容器.
③ 易燃或有毒介质的低压反应器和储运器.
④ 内径小于1m的低压废热锅炉.
3)第三类压力容器
它包括:
① 高压或超高压容器.
② 剧毒介质且工作压力p与容器V的乘积:pV≥0.2立方米·MPa的
低压容器和剧毒介质的中压容器.
③ 易燃或有毒介质且pV≥0.5立方米·MPa的中压反应容器,或pV≥
10立方米·MPa的中压储运器.
④ 中压废热锅炉或直径大于1m的低压废热锅炉.
3、化工生产对化工容器的基本要求有哪些?
答:1、安全方面的要求.
(1) 强度要求.
(2) 刚度要求.
(3) 稳定性要求.
(4) 耐蚀性要求.
(5) 密封性要求.
2、经济方面的要求.
(1)、尽量降低设备成本.
(2)、操作、维修方便。
4、什么是强度？什么是刚度？化工容器除了有强度要求外，为什么还要有刚度要求？
答：强度是指设备及其零部件抵抗外力破坏的能力.
刚度是指容器及其零部件抵抗外力作用下变形的能力.
如果容器在工作时,强度虽然满足要求,但却在外载作用下发生较大变形,则也不能保证其正常运行.例如:长压容器的壁厚,若根据强度计算的结果数值很小,在制造、运输及现场安装过程中容易发生较大变形,故应根据其刚度要求来确定壁厚.
5、化工生产对换热类设备有哪些要求?
答: ①应满足工艺条件所规定的温度、压力、流量等要求.
②应具有较高的传热效率,换热器所用的材料传热性能要好,传热面积足够且流体阻力要小. ③应具足够的机械强度和刚度,整体结构可靠,节省材料.此外,还应便于制造、安装及维修。
6、 换热器有那几中?
列管式换热器有那几种类型?其中管子与壳体之间无温差应力的
答:由于管束、管板和壳体的结构和连接方式不同,列管式换热器有可分为固定管板式、浮头式、填料函式和U型管式四种.
7、 中应用较为广泛?
固定管板式列管换热器管壳之间易产生温差应力,为什么在现实
答: ①如果管、壳壁受拉伸和压缩的总应力超过了材料容许的应力时,管子或壳体就会失效. ②管子是胀接或焊接在管板上的,如果管子所受的轴向力过大,会使管子从管板连接处拉脱. ③另外,温差应力过大,还会使得管板发生翘曲,破坏管板密封处的密封性.因而必须对温差应力予以适当不补偿,从而减小(或消除)温差应力的危害.常采用的措施有以下两种.
8、 的优缺点?
管子与管板之间的连接通常有三种方式,试比较这三种方式各自
答:(1)胀接
这种方法劳动量较大,效率较底.用液压胀管和爆破胀管的方法使管子与管板牢固连接,是较新的制造技术,它具有生产效率高,劳动强度底,密封性能好等优点.
(2)焊接
它连接可靠,具有良好的气密性,承压能力高,且在高温高压下也能保证连接的紧密性和抗拉脱能力.为了保证焊接质量,管板孔边上应开斜口,称为焊接坡口.
(3)胀接并用
胀焊并用有良种形式:一种是强度胀加密封焊,另一种是强度焊加密封胀.前者是胀承受作用力,而密封则由焊接保证.焊接高度一般为1~2mm,不影响胀接强度.后者是焊接承受作用力,而胀接只消除间隙.胀焊并用这种结构形式适用于密封要求高、承受振动、有间隙腐蚀及采用复合钢板的场合.
9、 折流板有何作用?它可分为哪几类?
答:常用的弓形折流板有单弓形、双弓形和三弓形三种.折流板即起折六作用又起支撑作用.
10..板式塔由哪几种部分组成?试说明各主要组成部分的作用?
答(1)塔顶部分.塔顶是气液分离段,为了使气液分离充分,必须使塔顶部分具有叫大的空间,以降低气体上升速度,便于液滴从气体中分离出来.
(2)塔体部分.塔体内部装有板式塔的主要结构元件之一塔盘,气-液或液-液两相在塔盘上充分接触,达到传至和传热的目的.
(3)裙座部分.塔体的最下部分为裙座部分,它的上端与塔体下封头焊接在一起,下端通过地脚螺栓固定在基础上.
11、试比较泡罩塔、浮阀塔和筛板塔三种板式塔的优缺点.
答（1）泡罩塔优点：气液接触比较充分，踏板效率较高，塔的操作弹性大，具有较高
的生产能力，适用于大型生产。
缺点：结构复杂，造价较高，安装维修麻烦，气相压力降较大等，因而了它的使用范围。
（2）浮阀塔优点：由于浮阀的开度大小可以自动调节，因此它的操作弹性大，适用于产量波动和变化的情况，浮阀不断上下运动，阀孔不易被赃物或粘性物料堵塞，塔板的清洗也比较容易，与泡罩塔相比生产能力、塔板效率高，操作周期也长，并且结构简单，安装容易，节省材料，制造和维修费用比泡罩塔低。
12、填料塔有那几部分组成?它与板式塔再结构上有何区别?
答:由塔体、喷淋装置、填料、再分布器、栅板等组成。板式塔气液主要在塔盘上进行传质过程的，而填料塔进行传质的过程主要是在填料内外表面上。
13、试阐述填料的种类及其运用状况.
答(1)拉西环
一般在填料的低层为了提高抗压能力,采用外径较大的填料整砌,而上层则采用外径较小的填料乱堆.
(2)鲍耳环
提高了塔的传质效率和生产能力,降低了塔内的压力降.因此它的应用比拉西环广泛.
(3)鞍形填料
但矩鞍形填料是对称式的,容易重合会使得下面的填料得不到充分的运用,而弧鞍形填料则避免了上述缺点,因而后者跟具有发展潜力.
(3)阶梯环
这种填料由于两端形状不对称,装入塔内可以减小填料之间的相互重叠,使表面得以充
分利用,同时增大它们之间的空隙,使压力降降低,传质效果提高.
14、试阐述喷淋装置的种类及各自的优缺点.
答:喷洒型：对于直径较小的填料塔使用管式喷洒器，由塔顶进料管的出口或缺口直径喷洒在填料上。该结构简单，但喷淋面积小而且不均匀。对于直径较大的塔体，可采用环管多孔喷洒或多支管喷洒器以及莲蓬头喷洒器，这两种喷洒器结构也比较简单，喷洒比前一种均匀，但要求喷淋液不能含固体颗粒，负责容易堵塞喷洒器小孔。另外，操作是液体压力必须维持在恒定值，负责喷淋半径改变，会造成喷洒不均匀。
溢流型：液体由进料管加到喷淋盘内，然后从均匀分布在分布板上的降液管的矩形或齿形缺口处均匀往下喷淋，分布板上钻有泪孔，以便在停工检修时排净板上的液体。
冲击型喷淋器：反射板式喷淋器具有一定速度的液体从关内流出，冲击在反射板上使液体向四周飞溅，达到均匀喷淋的目的。反射板钻有一些小孔，以便部分液体有小孔流出，喷淋部分的填料。
15、试阐述搅拌反应釜的组成及各主要组成部分的功用.
答:由釜体：由于化学反应物料可能是易燃、易爆或有毒，而且常常要保持一定的操作温度、压力等，所以反应釜大多数是密闭的，在常压、无毒及反应过程允许的条件下它也可以设计成敞开的。
传热装置、搅拌装置、轴封装置、其他结构。
16、反应釜的传热装置有哪些?各运用在什么情况之下?
答:1、夹套传热及其结构适用于筒体细长得厂房,考虑到筒体承受外压,为了增加筒体的稳定性或者是釜内反应的需要,在筒体的上下不同位置上分段设置夹套,各段夹套之间设置加强圈或采用能够起到加强圈作用的夹套封口件.
2、蛇管传热结构当需要传热面积较大.夹套传热不能满足要求时,可采用蛇管传热.
17、搅拌器有哪些形式,各适用于何种反应情况?
答:桨式搅拌器、框式和锚式搅拌器、推进式搅拌器、涡轮式搅拌器.
18、加热炉在化工生产上有何作用?它可以分为哪几类?
答:加热炉不仅消耗大量的能量,而且在石油裂解、转化或合成氨反应中起到核心设备的作用，支配着整个工厂产品的质量、效率、能耗和操作周期等。
:外形来分类。
（1）箱式炉。
（2）立式炉。
（3）立式圆管炉.
（4）大型方炉。
按用途分类
（1）炉管内进行化学反应的炉子。
（2）加热液体的炉子。
19、管式加热炉有哪几部分组成?各部分有何作用?
答：由辐射室是通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分，也是加热炉进行热交换的主要场所，其热负荷约占全炉的70%~80%，是全炉最重要的部位。
对流室，是紧接辐射室靠由辐射室排出的高温烟气与物料对流传热的部分。
余热回收系统，是指离开对流室的烟气中进一步回收余热的部分。
燃烧器的作用是完成燃料的燃烧过程，为炉子的热交换提供热量，是炉子的重要组成部分。
通风系统的任务是将燃烧用的空气导入燃烧器，并将废烟气引出炉子。
五部分组成。
20、.废热锅炉在化工生产中的运用有何经济意义?
答:化工生产中的能耗很大，但往往并不都是有效的。以天然气为原料的合成氨生产为例，目前每吨氨产品的能耗总额约为9.3×10 kcal，但最终产品带走的能量只有4.7×10 kcal，剩余的约有一般的能量在生产过程中损耗了。因此如何提高能量的有效利用率是目前化学工业生产中的一个重要问题。化工生产中最常用最简单的方法就是利用锅炉来回收工艺物流中的余热，生产蒸气通常这种回收余热生产蒸气的锅炉称之为废热锅炉，又称之为余热锅炉。
21、沸热锅炉可分为哪几类,并作说明.
答:（1）立式和卧式
卧式锅炉大都采用火管式，及管内走高温工艺气体，而管外走饱和水或水蒸汽。立式锅炉通常比卧式锅炉水 循环速度快，传热效率较高蒸汽空间也比较，因此这种锅炉蒸发量大。
（2）按压力来分类
低压锅炉按照国内习惯，通常把蒸气压力在1.3MPa以下的称低压废热锅炉，其容量较小，一般不超过20t/h。中压锅炉蒸汽压力在1.4到3.9MPa范围内的称中压废热锅炉,通常中压锅炉的蒸汽温度不超过450℃,容量不超过130t/h.高压锅炉蒸汽压力在4.0到10.0MPa范围内的称高压废热锅炉.高压废热锅炉的蒸汽温度通常不超过540℃,容量不超
过220t/h.
(3)按结构和工艺意图来分类
按照炉管的结构形式不同，废热锅炉可以分为：列管式、U形管式、刺刀管式、螺旋盘管式以及双套管式等。
按照其生产工艺或使用的场合不同，废热锅炉可以分为：重油气化废热锅炉、乙烯生产裂解气急冷废热锅炉、合成氨前置式、中置式或后置式废热锅炉等。
22、试说明蒸发器的作用、种类及其运用情况.
答:在化工生产过程中，蒸发是指将不挥发性物质的稀溶液加热沸腾，使部分汽化，以提高浓度的单元操作。
（1悬筐式蒸发器
这种蒸发器检修方便，但装置复杂，金属消耗量大，常用来处理易结晶的溶液。
（2）外加热式蒸发器
它的特点是把管束较长的加热室和蒸发室分开，中间以管路连接，这样一方面降低了整个设备的高度；另一方面也加快了溶液的自然循环速度。
（3）强制循环蒸发器
这种蒸发器主要由于粘度较大或易析出结晶的溶液的处理，他的缺点是动力消耗较大。
23、试说明干燥器的作用、种类及其运用情况.
答:主要作用有：（1）保证产品质量，固体产品的一项重要指标就是含水量，为达到这项指标，就要进行有效的干燥处理；（2）有些工序要求物料干燥后方可加工，如染料工艺中的拼混工序，因而干燥为下一道工序提供符合要求的物料。
（1）对流干燥器
其特点是气流与物料直接接触加热，如厢式干燥器、气流干燥器、沸腾干燥器、喷雾干燥器、转筒干燥器。
（2）传导干燥器
其特点是通过固体壁面加热，如真空耙式干燥器、滚筒干燥器等。
(3)辐射干燥器
其特点是热以辐射方式传给物料，如红外线干燥器等。
（4）介电加热干燥器
其特点是物料在高频电场内被加热，如微波干燥器。
24、试说明结晶器的作用、种类及其运用情况.
答:它在化工生产中的应用主要是分离和提纯，它不仅能从溶液中提取固体溶质，而且能使溶质与杂质分离，提高纯度。结晶操作的主要设备是结晶器，常用的结晶其主要有以下几种。
（1）长槽搅拌连续式结晶器
该结晶槽生产能力大，占地面积小，但机械转动部分和搅拌部分结构繁琐，冷却面积受到，溶液过饱和度不易控制。它适于处理高粘度的液体。
（2）循环式蒸发结晶器
它具有蒸发与冷却同时作用的效果。
（3）真空结晶器
双级蒸汽喷射泵的作用是使冷凝器和结晶器内处于真空状态。
25、粉碎机在化工生产中有何作用?粉碎物料的原理有哪几种?
答:粉碎机就是以机械的方式将固体原料、半成品或成品进行粉碎，其目的在于将物料粉碎后，增加了物料单位质量的表面积，从而改善固体物料参与的传热、传质过程，加快化学反应速度，或提高化学产品质量。
①挤压破碎，即物料在两个挤压平面之间，受到逐步增大的挤压力而被压碎，大块的物料往往采用这种方式破碎；②弯曲破碎，即物料在带牙的压板之间或两弧形面之间经受挤压而发生弯曲折断；③冲击破碎，即物料受到瞬间外来冲击而破碎，这种方式适用于脆
性材料的破碎；④磨碎，即物料在两块相对运动的硬质材料平面之间或各种形状的研磨体之间，受到摩擦作用而被研磨成细粒，这种方式多用于小块物料的细磨。
26、试说明旋回式破碎机的工作原理及其应用情况.
答:动锥与固定锥之间形成的空间为破碎腔。块料即在此腔中进行破碎。动锥由电动机经传动装置偏心轴套拖动，绕破碎机中心轴线作旋摆运动。动锥时而接近，时而离开固定锥，绕破碎机中心轴线作旋摆运动。动锥时而接近时而离开固定锥，从而使送入破碎腔内的料块不断受到挤压与弯曲作用的破碎，同时，已被破碎的物料靠自重由破碎腔另一侧排出。
27、试说明双辊碎机的工作原理及其应用情况.
答:工作时，装在两辊之间的物料由于辊筒对物料的摩擦作用而被拖入两辊的间隙中被破碎，双辊破碎机制造简单，结构紧凑，运行稳定。通常适用于中碎和细碎。
28、试说明球磨机破碎机的工作原理及其应用情况.
答:它有一个圆筒形通体，筒体两端装有端盖，端盖的轴颈支承在轴承盖上，电动机通过减速箱的拖动装在筒体上的传动齿轮，使球磨机回转，球磨机筒体内装有许多研磨体。筒体回转时，其中的物料与研磨体在摩擦力和离心力的作用下，在筒体内与筒体一起回转，当提升到一定高度后，由于重力的作用，研磨体发生自由泄落或抛落现象，从而对筒体内物料进行冲击、研磨或挤压物料逐渐粉碎。当达到粉磨要求后，将物料由磨机筒内排出。
29、泵在化工生产中有何作用?它可以分为哪几类?
答:泵是一种将液体或固体悬浮物，从一处输送到另一处或从低压腔体输送到高压腔的机器。可分为两大类：一种是容积泵，一种是叶片泵。
30、往复泵和离心泵的工作原理有何不同?
答: 当活塞在外力作用下从左向右移动时，泵内的容积增加，压力降低，当压力降到低于吸液管的压力时，液体进入吸液管推开吸入阀，从而将液体吸入泵体内，而排出阀则被泵体外的液体压紧关闭。当活塞向左移动时，泵体内部的液体受到挤压，压力逐渐增高并顶开排出阀将液体排出泵外，吸入阀则被泵体内的液体压紧而关闭。活塞往复运动一起，就完成一个吸入和排出过程，称为一个循环。工作时，吸液室内的液体被旋转的叶轮带走后，吸入室内接近真空，压力很低，外面的液体会被吸入吸液室。高速旋转的叶轮将动能传给液体，使得液体的动能和静压能都增大。液体流入压液室后，部分动能转化为静压能，使得液体的压力进一步提高，然后通过扩压管输送到另一设备处。
31、压缩机在化工生产中有何作用?它可以分为哪几类?
答:压缩机便于合成及聚合反应；压缩制冷气体用于化工制冷或冷冻；将压缩气作为气源来驱动各种风机、风动工具以及用于控制仪表及自动化装置；实现化工原料的远程管道输送。
按其原理可分为两大类：一类是容积式压缩机，另一类是速度式压缩机。
32、试说明活塞式压缩机的工作过程.
答:工作机构是实现压缩机的主要零部件。汽缸呈圆筒形，两端设有若干吸气阀和排气
阀，十字头通过活塞杆使活塞在汽缸内作复活运动。活塞往复一次，实现“吸气-压缩-排气”一个 循环过程。
33、试说明离心机的作用、种类及其各自的优缺点.
答:（1）离心机的分类
①过滤式离心机。鼓壁上开孔，覆以滤布，悬浮液注入其中随之旋转。液体受离心力后过滤步及壁上小孔排出,而固体颗粒则截留在滤步上.
②沉降式离心机. 鼓壁上无孔,悬浮液中颗粒的直径很小而浓度不大,则沉降与鼓壁的上方开口溢流而出.
③分离式离心机. 用于乳浊液的分离.非均相液体混合物被鼓带动旋转时密度大的趋向器壁运动,密度小的集中于,分别从靠近外周的及位于溢流出.
①三足式离心机.
缺点是:上部卸出滤查,需繁重的体力劳动;轴承和传动装置在转鼓的下部,检修不方便,且液体有可能漏入使其腐蚀.
②刮刀卸料离心机.
全部工序是在全速运转下自动间歇地进行的.缺点是刮刀卸掉对部分物料造成破碎,不适用要求产品晶形颗粒完整的情况;刮刀寿命短,须经常修理更换.由于这种离心机有很多优点,是目前化工、石油及其它工业中使用最为广泛的一种离心机。
34、试阐述输送机的作用、种类及其运用情况.
答:在化工生产中，经常要输送固体物料并储存。
（1）带式输送机。
（2）斗式输送机。
（3）螺旋输送机。
35、管路的连接有那几种方法,试分别说明.
答:（1）螺纹连接 螺纹连接时，在螺纹之间常加麻丝、石棉线、铅油等填料。
(2)焊接 只有公称直径小于80mm,壁厚小于4mm的管子才用气焊连接。
（3）法兰连接 中低压管路常采用平焊法兰连接.
(4)承接连接 承接连接时,插口和承口接头处,留有一定的轴向间隙,再间隙里填充密封填料.
36、试阐述常用的阀门的种类及其在化工管路上的运用情况.
答：（1）主要用于水、蒸汽、压缩空气及各种物料的管路，可以精确地调节流量和严密的截断通道。但不能用于粘度大、易结焦、含悬浮和结晶颗粒料的介质管路。
(2)可以手动开启，也可以电动开启，在化工厂应用广泛。适用于输送油品、蒸汽、水等介质。由于在大直径给水管路上应用较多，故又有水门之称.
(3)结构简单、开闭较迅速、流体阻力小、维修方便等优点，但不能精确调节流量，不能用遇高温高压场合，适用于PN＜1.6MPa,t＜120℃的大口径水、蒸汽、空气、油品等管路。
（4）作方便，启闭迅速，流体阻力小，密封性好，适用于输送低温、高压及粘度较大含悬浮和结晶颗粒的介质，如水、蒸汽、氮氢气、氨、油品及酸类，由于受密封材料的影响，不用于高温管路。
（5）旋塞阀具有结构简单、启闭迅速、操作方便、流动阻力小等优点，但密封面的研磨修理较困难，但大直径旋塞阀启闭阻路较大，旋塞阀适用于输送150℃和1.6MPa(表)以下的悬浮物和结晶颗粒液体的管路以及粘度较大的物料的管路,输送压缩空气或废蒸汽与空气混合物的管路,DN＜20mm。不可用于精度调节流量，输送蒸汽及高温高压的其他液体管路。
（6）止回阀可用于泵和压缩机的管路上，疏水器的排水管上，以及其他不允许介质作反向流动的管路上。
（7）节流阀①启闭时，流通截面的变化比较缓慢，因此它比截止阀的调节性能好，但调节京都不如截止阀高。流体通过阀芯和阀座时，流速较大，易冲蚀密封面，③密封性能较差，不易作隔断阀。节流阀适用于温度较低，压力较高的介质和需要调节流量和压力的 管路上。
（8）安全阀主要设置在手内压设备和管路上，为了安全起见，一般在重要的地方都装置两个安全阀。
机械基础部分
一、 名词解释
1、 机械：机器、机械设备和机械工具的统称。
2、 机器：是执行机械运动，变换机械运动方式或传递能量的装置。
3、 机构：由若干零件组成，可在机械中转变并传递特定的机械运动。
4、 构件：由若干零件组成，能完成某种运动的单元
5、 零件：构成机械的最小单元，也是制造的最小单元。
6、 标准件：是按国家标准(或部标准等) 大批量制造的常用零件。
7、 屈服极限：材料在屈服阶段，应力波动最低点对应的应力值，以σs表示。
8、 强度极限：材料σ-ε曲线最高点对应的应力，也是试件断裂前的最大应力。
9、 弹性变形：随着外力被撤消后而完全消失的变形。
10、 塑性变形：外力被撤消后不能消失而残留下来的变形。
入从动轮到离开从动轮有个伸长过程。这两个过程使带在带轮上产生弹性滑动。
11、蜗杆传动的主平面：通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为主平面
12、液压传动：是利用液体作为工作介质；利用液体压力传递运动和动力的一种传动方式。
13、螺纹公称直径：螺纹大径。
二、 填空题
1. 机械是 机器 、机械设备 和 机械工具 的总称。
2. 力的三要素是指 大小 、方向 和 作用线 。
3. 机械效率η是有用功率和输入功率之比值。
4链传动的主要失效形式有：链条铰链磨损 和链条断裂。
5链的长度以链节数表示，一般应取为偶数。
6为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足齿廓啮合基本定律。
7符合齿廓啮合基本定律的齿廓有渐开线、摆线和、圆弧曲线等。
8、 渐开线的形状取决于基圆。
9、 一对齿轮的正确啮合条件为：模数相等与分度圆压力角相等。
10、 一对齿轮连续传动的条件为：一对齿轮必须满足正确啮合条件，而且重合度ε＞1。
11、 齿轮轮齿的失效形式有轮齿折断、齿面疲劳点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形。12、相反。
13、14、15、16、17、18、19、20、一对斜齿轮的正确啮合条件为：法面模数相等、压力角相等与螺旋角相等、方向圆锥齿轮传动是惟一适用于相交轴的齿轮传动。
蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成。
通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为主平面。
螺旋传动是由螺杆和螺母组成。
普通三角螺纹的牙形角为60°度。
常用联接螺纹的旋向为右旋。
普通螺栓的公称直径为螺纹大径。
在常用的螺纹牙型中矩形螺纹传动效率最高，三角形螺纹自锁性最好。
三、 判断题
1. 选择带轮直径时，直径越小越好。(×)
2. 链传动一般用于传动的高速级。(×)
3. 链传动是一种摩擦传动。(×)
4. 滚子链的节距p越大，则承载能力越大。(√)
5. 渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。(√)
6. 基圆直径越大渐开线越平直。(√)
7. 设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。(√)
8. 在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。(×)
9. 只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。(√)
10. 受横向载荷的螺栓联接中的螺栓必受剪切力。(×)
11. 螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。(√)
12. 圆柱销与销孔之间必须采用过盈配合。(√)
四、 简答题：
1. 一对相啮合齿轮的正确啮合条件是什么？
答：正确啮合条件：两齿轮的模数必须相等；两齿轮的压力角必须相等。
2. 一对相啮合齿轮的连续传动条件是什么？
答：连续传动的条件：一对齿轮必须满足正确啮合条件，而且重合度ε＞1。
3. 斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮比较，啮合和传动特点是什么？
答：斜齿轮与直齿轮传动相比，具有重合度大，逐渐进入和退出啮合的特点，最小齿数较少。因此，传动平稳，振动和噪音小，承载能力较高，适用于高速和大功率传动。
4. 为什么斜齿轮以法面参数为标准值？
答：加工齿轮时，刀具是沿着斜齿轮的齿槽宽进行切削，所以取法面参数为标准值。
5. 齿轮为什么会发生根切现象？
答：当用展成法加工齿轮时，若齿轮齿数太少，刀具会把轮齿根部齿廓多切去一部分，产生根切现象。
6. 怎样避免根切现象的发生？
答：①一般应使标准齿轮的齿数大于不发生根切的最小齿数；②如果必须减小齿轮齿数时，可采用齿轮刀具变位的方法，作成变位齿轮。
7. 蜗杆与蜗轮的正确啮合条件是什么？
答：①在主平面内蜗杆与蜗轮的模数相等，压力角相等；②蜗杆分度圆螺旋角等于蜗轮分度圆螺旋角，两者旋向相同。
8. 螺杆螺纹的牙型有哪几种？各有什么特点？
答：①三角形螺纹：牙形角为60°、自锁性好、牙根厚、强度高，用作联接螺纹；②矩形螺纹：牙形角为0°、传动效率最高，但牙根强度低、制造较困难、对中精度低、磨损后间隙较难补偿，应用较少；③梯形螺纹：牙形角为30°、牙根强度高、对中性好、便于加工、传动效率较高、磨损后间隙可以调整，常用作双向传动螺纹；④锯齿形螺纹：工作面牙形斜角为3°、非工作面牙形斜角为30°、效率高、牙根强度高，用作单向传动螺纹。
9. 粗牙和细牙螺纹有何区别？各用于何种工作场合？
答：①粗牙螺纹：应用最广，②细牙螺纹：牙型和螺距小、螺纹升角小、小径大、强度高、自锁性好，但不耐磨、易滑扣，用于薄壁管件、受振动的联接和微调机构中。
10. 渐开线有哪些几何性质？如何用作图表示渐开线任一点的压力角？
答：见教材Ｐ239，“渐开线齿廓的几何性质” 。
11. 标准直齿圆柱齿轮的主要参数有哪些？
答：模数m、齿数z、压力角α。
12. 何谓齿面疲劳点蚀，它是如何形成的？
答：齿轮传动时，齿面承受很高交变的接触应力，在齿面上产生微小疲劳裂纹，裂缝中渗入润滑油，再经轮齿辗压，封闭在裂缝中的油压憎高，加速疲劳裂缝的扩展，使齿面表层小片金属剥落形成小坑，称为疲劳点蚀。
13. 齿轮齿面疲劳点蚀多发生在齿面的什么部位？为什么？
答：疲劳点蚀多发生在齿面的节圆附近。由于该处为单齿传力，接触应力高。
14. 在什么情况下会发生齿轮齿面的胶合失效？
答：重载齿轮传动，润滑不良时，齿面接触应力高，齿面产生瞬时高温，使齿面熔合粘着，并沿相对滑动方向撕裂造成齿面损伤。
15. 齿轮轮齿折断可有哪两种情况？为什么？
答：①在严重超载或承受冲击以几偏载而引起的轮齿的过载折断。②在交变弯曲正应力长期反复作用，在齿根受拉应力集中处产生疲劳裂纹的扩展，导制疲劳折断。
16. 为什么螺纹联接结构中，支承螺母的端面常做成凸台和沉头座？
答：避免因被联接件支承面倾斜或被联接件变形过大，引起螺栓承受偏心拉伸，使螺栓受到很大的弯曲正应力。
1. 一对斜齿轮传动如图所示，试画出从动轮的转向、轮齿倾斜方向以及受力方向。
五、单项选择题：
1、. 带传动是借助带和带轮间的Ｂ来传递动力和运动的。
Ａ. 啮合；Ｂ.磨擦；Ｃ. 粘接。
2、链传动属于Ｂ传动。
Ａ. 摩擦传动；Ｂ. 啮合传动；Ｃ. 两者均不是。
3、在带传动中(减速传动) ，带的应力最大值发生在带Ｃ。
Ａ. 进入大带轮处；Ｂ. 离开大带轮处；Ｃ. 进入小带轮处；Ｄ. 离开小带轮处。
4、为了使带与轮槽更好的接触，轮槽楔角应ＡＶ带截面的楔角。
Ａ. 小于；Ｂ. 大于；Ｃ. 等于。
5、链传动是借助链和链轮间的Ｃ来传递动力和运动的。
Ａ. 磨擦；Ｂ. 粘接；Ｃ. 啮合。
6、Ｂ是链传动承载能力、链及链轮尺寸的主要参数。
Ａ. 链轮齿数； Ｂ.链节距；Ｃ. 链节数；Ｄ. 中心距 。
7、为避免使用过渡链节，设计链传动时应使链条长度为Ａ。
Ａ. 链节数为偶数； Ｂ. 链节数为小链轮齿数的整数倍；
Ｃ. 链节数为奇数； Ｄ. 链节数为大链轮齿的整数倍。
8、一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是Ｄ。
Ａ. 两齿轮的模数和齿距分别相等； Ｂ. 两齿轮的齿侧间隙为零；
Ｃ. 两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等；Ｄ. 两齿轮的模数和压力角分别相等。
9、在普通圆柱蜗杆传动中，若其他条件不变而增加蜗杆头数，将使Ａ。
Ａ. 传动效率提高；Ｂ. 蜗杆强度提高；Ｃ. 传动中心距增大；Ｄ. 蜗杆圆周速度提高。
10、 Ａ是齿轮最主要的参数 。
11、 Ａ. 模数； Ｂ. 压力角；Ｃ. 分度圆；Ｄ. 齿数。
12、 国家标准规定，标准渐开线齿轮的分度圆压力角α=Ｄ。
13、 Ａ. 35°； Ｂ. 30°；Ｃ. 25°；Ｄ. 20°。
14、圆锥齿轮传动适用于Ａ传动。
Ａ. 相交轴； Ｂ. 平行轴；Ｃ. 交错轴。
15、蜗杆传动适用于Ｃ传动。
Ａ. 相交轴； Ｂ. 平行轴；Ｃ. 交错轴。
16、传动比大而且准确的传动是Ｄ。
Ａ. 带传动； Ｂ. 链传动；Ｃ. 齿轮传动； Ｄ. 蜗杆传动。
17、不能用于传动的螺纹为Ａ螺纹。
Ａ. 三角形； Ｂ. 矩形 ；Ｃ. 梯形；Ｄ. 锯齿形。
18、普通螺纹的公称直径是Ｃ。
Ａ. 螺纹的中径； Ｂ. 螺纹的小径；Ｃ. 螺纹的大径。
19在螺栓的直径参数中Ｃ与螺栓的抗拉强度关系最大。
Ａ. 中径；Ｂ. 小径；Ｃ. 大径。
化工设备维修、维修、管理部分
1、 为什么要在化工生产操作中进行设备维护？
答：维护状态处于良好状态，并保持正常运行，是生产操作的重要任务之一，这与骑车、开车还需要保养是同一道理。不知维护保养，必然造成设备故障增加，不能良好地为生产服务，“安、稳、长、满、优”就是空话,因为它可以使生产不正常,出现设备施工、生产事故、甚至出现重大人身安全事故。
2、 化工设备有可能出现哪些损坏？
答：①腐蚀和冲蚀.
②疲劳裂纹.
③密封失效导致的泄漏.
④振动与运转故障.
⑤ 温度过高或过底.
⑥ 超压及超负荷.
⑦ 脆性断裂.
3、 简述列管式换热器操作维护与维修的主要内容。
答：(1)开车操作与维护.
(2)正常运行与维护.
(3)停车操作与维护.
换热器停车以后,放净流体,拆开端盖(管箱),若是浮头换热器或U形管式换热器则应抽出管束.酸洗后打开端盖进行检查,看胀管是否松动,机械清扫工具,焊缝是否有腐蚀等.清洗干净后,要进行水压试验,试验时如有发现加热管泄漏,则要更换,检修后进行水压实验.
4、 塔设备的维护检查有和重要的意义？要进行哪些检查？
答：塔设备在日常运行过程中,受到内部介质的压力、操作温度的作用,还受到物料的化学腐蚀和电化学腐蚀作用,也在操作中的维护有很大的关系;发生故障苗头后是否能及时排除,以继续维持正常操作,也与操作中的检查维护关系很大.所以,为了保证塔安全稳定运行,必须做好日常的维护检查,并认真纪律检查结果,以作为定期停车检修的历史资料.
① 原料、成品、回流液等的流量、温度、纯度及公用工程流体(如水
蒸气、冷却水、压缩空气等)的流量、温度和压力等;
② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
积液和冻结破坏;
⑩ ⑪ 停车检查
① 塔顶、塔低等处的压力及塔的压力降,若压力降过大,应查找原因;
塔底温度,如果塔底温度底,应及时排水,并彻底排净;
连接部件是否振动而松弛,有松动的应及时禁固;
密封件有无泄漏,必要时重新巩固,恢复密封;
仪表是否正常,动作是否灵敏可靠;
保温保冷材料是否完整,并根据实际情况进行修复;
塔的机座和管线在开工初期受热膨胀后,不得出现错位;
在寒冷地区运行的塔器,其管线最底点排冷凝液的结构不得造成
经常观察塔基础下沉情况,如有异常应及时解决;
保持塔体油漆完整,致意清洁卫生.
取出塔板或填料,检查、清洗污垢或杂质;
② 检测塔壁厚度,做出减薄预测曲线,评价腐蚀情况,判断塔设备使用
寿命;检查塔体有无渗漏现象,做出渗漏处的修理安排;
③ 检查塔板或填料的磨损破坏情况;
④
必要时重新调查和校正;
检查液面计、压力表、安全阀是否发生堵塞和在规定压力下动作,
⑤ 如果在运行中发现有异常振动,停车检查时要查明原因;
5、 塔设备在修理前要做好那些准备工作？
答：设备在进行清除以前,首先应截断与设备相连接的管线,然后用蒸汽蒸煮,接着用蒸汽过惰性气体吹净.吹净以后,由分析人员完成设备内部残留的可燃性和有毒性介质的浓度检查.为了保证工人在进入设备内部工作时的安全,最后还应该用空气进行吹净.
6、 运转设备会出现哪些磨损？磨损的规律是什么？
答：(一)根据磨损产生的原因和磨损过程的本质,可分为磨料磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损.
(二)根据磨损延续时间的长短,又可分为自然磨损和事故磨损两类.
磨损的规律
① 初磨阶段(跑合阶段或磨合阶段).
② 稳定磨损阶段(自然磨合阶段).
③ 剧烈磨损阶段/9事故磨损阶段).
7、 如何减轻磨损？润滑剂的作用和种类有哪些？
答：①加强润滑
②改善零件表面层的材料性能或状态
③采用适宜的零件表面粗糙度
④ 避免不利的工作条件.
⑤ 避免不良装配和不良修理.
润滑剂的作用
① 润滑作用;
② 冷却作用;
③ 冲洗作用;
④ 减振作用;
⑤ 保护作用;
⑥ 卸荷作用;
⑦ 密封作用;
8、 怎样对设备进行润滑？
答：①滴油润滑;
②油环润滑;
③飞溅润滑;
④压力润滑;
⑤ 润滑脂润滑;
9、机械振动和噪声有什么关系？振动的原因、危害和污染有哪些？
答：声波就是由发声物体的振动产生的.当振动频率杂20~2000Hz的声频范围内时,振动源同时也就是燥声源.当振动源直接与空气接触,形成声波的辐射称为空气声.若振源的振动以弹性波的形式在固体中传播,并杂空气接触的界面处再引起声辐射称为固体声,也可称为结构噪声.
振动的原因:运转设备在工作时产生的振动,固体破碎(粉碎)设备工作中的冲击较大,振
动和噪声也相应较大,如果出现操作失误或设备故障.
振动是造成设备结构损坏及寿命降低的原因,同时,振动将导致机器和仪器仪表的工作效率、工作质量和工作精度的降低,严重时还会直接损坏仪器设备.此外,机械机构的振动引起强烈的空气噪声,振动对人体的影响,是对人的身心健康产生伤害.长期在振动环境下工作的人,会引起多方面的病症.
10、如何控制振动和噪声？简述几种常用的振动控制技术。
答：（1）振源振动控制
（2）隔振技术
（3）阻呢减振
12、为什么在薄壁金属机罩上涂上阻尼材料后便可以减低噪声强度？
答：
13、离心机在运转时振动及其原因，以及减震措施有哪些？
答：离心机的转动零部件的磨损使原来的平衡遭到破坏,产生新的不平衡.由于离心机运转时,在转鼓中不断地加进物料,可能造成转鼓的不平衡,引起较大的振动.另外,有时由于工艺需要,将离心机装在高层楼板上,对防振的要求就更加苛刻些.
14、离心机常用的减振元件有哪些？
答：减振元件是隔振器的核心部件,目前,一般离心机隔振器中以螺旋圆柱钢弹簧、承压橡胶和剪橡胶用得较多.
15、要对运转设备进行那些维护？
答：①启动前的准备;
②启动;
③运行和维护;
④正常停车;
⑤事故停车或紧急停车,要注意减少可能的事故危害和机器保护;
⑥停车后的保养和修理;
16、怎样对离心泵进行开停车操作？在离心泵的运行中要做好哪些检查维护工作？
答：运行和维护
①严格执行润滑管理制度,,则打开预热阀门.
②定时检查出口压力、噪音和振动、密封泄漏、轴承温度、流量和功率等情况，发现异常要立即报告和及时处理.
③定期检查泵的的附属管线是否通畅.
④定期检查各部分螺栓是否松动.
⑤备用泵定期盘车,定期切换.
⑥对于热油泵,停车后每半小时盘车一次,直到泵体温度降到80℃以下.
⑦对于在冬季停车的泵，停车后应注意防冻。
停车
①关闭排液阀。
②停止电动机运转。
③若需保持泵的工作温度，则打开预热阀门。
④关闭轴承和填料函的冷却水给水阀。
⑤停机时若不需要液封则关闭液封阀。
离心泵的启动与停车步骤同样适用于容积式泵，但要特别注意以下问题。
①切不可使容积式泵在排出口关闭的情况下运行。如果要求容积泵在启动时必须关闭排出口闸阀，则必须将自循环旁通阀打开。
②蒸汽往复泵在启动前必须打开汽缸排水旋塞，使冷却液排出，以免产生液击损坏汽缸盖。
17、什么是设备管理？设备管理的任务有哪些？
答：传统的设备管理是指设备交付使用后的维修管理，这是设备管理的狭释；广义的、现代的设备管理是对设备进行综合管理。
设备管理任务
（1）设备管理的选择和评价。
（2）设备的使用。
（3）设备的检查、维护、保养和修理。
（4）设备的改造与更新。
（5）设备日常管理。
18、设备和管道为何要编号？如何编号？
答：在化工企业中，经常用编号取代设备的名称，简捷、高效，便于交流和管理。对于电气设备，凡是生产装置的电动机，仅在主机编号的字母之后、数字之前加字母M，其他与设备完全相同，其他电器设备。如变、配电所内的变压器与开关柜，则与辅助装置编号方式相同。新型化工企业，装置的管道都比较多，形成管道走廊（通称管廊），大、中型
的老企业的外管道也基本集中在管廊上，为加强管理，也将管道编号，并用管外的涂色表示管道内的介质。
19、说明化工设备润滑与密封的重要性，怎样做好设备的润滑和密封工作？
答：搞好设备润滑有利于节约能源、材料和费用等，有助于提高生产效率和经济效益。在设备润滑工作中，要定点、定质、定量、定人、定时，即所谓“五定”。
20、大检修的准备工作包括哪些内容？
答：（1）停车
（2）泄压
（3）排放
（4）降温
（5）抽堵盲板
（6）置换和中和
（7）吹扫
（8）清洗和铲除
（9）检验分析
（10）切断电源
（11）清理道路
（12）办理施工签证
21、怎样做好压力容器的使用和检验工作？
答：主要操作要求是平稳、不超限、多巡查。
（1）精心操作、动作平稳
（2）禁止超压、超温、超负荷
（3）巡回检查，及时发现和消除缺陷
（4）紧急停止运行
压力容器的定期检验
（1）定期检验的周期和内容
（2）外部检查
（3）内部检查
（4）全面检查
（5）耐压试验
22、压力容器主要有哪些安全附件？如何正确使用？
答：压力容器的安全附件主要有安全阀、爆破片、易熔塞、压力表、温度计、液位计、紧急切断阀和紧急排放装置等。
安全阀
（1） 垂直连接、垂直安装。
（2） 防止腐蚀、安全排放
（3） 铅封完好，定期试排
（4） 消除泄漏，定期检验
爆破片
运行中应经常检查爆破片法兰连接处有无泄漏，爆破片有无变形。由于特殊情况，在爆破片与容器之间装有切断阀时，则要检查该阀的开闭状态，务必保持全开。有伴热设施的爆破片，还应检查伴热是否正常。通常情况下，爆破片每年更还一次。发生超压而未爆
破的爆破片应该立即更换。
压力表
压力表应该根据被测压力的大小、安装位置的高低、介质的性质,来选择精度等级、最大量程、表盘大小以及隔离装置.根据容器允许的最高工作压力,在表面刻度上划条红线,以示警戒,应当指出,红线不准画在表盘玻璃上.这是因为一则会产生很大的视差;二则表盘玻璃会转动,红线位置也随着玻璃转动,往往导致事故.启用蒸汽等高温介质系统的压力表时,应先用三通旋塞使高温介质冷凝,积聚冷凝液体,随后使冷凝液和弹簧管接触,防止高温介质直接进入弹簧管.
液面计
液面计应安装在便于观察的位置,如不便于观察,则应增加其他辅助设施.大型压力容器还应有集中控制的设施和报警装置.
在压力容器的运行操作中,应加强维护管理,保持液面计完好清晰,防止假液位,定期检修.液面计有下列情况之一,应停止使用.
测温仪表.
设备材料部分
1、 化工设备常用的金属材料的基本性能有哪些及其性能指标有哪些？
答：（一）力学性能
1强度 2 弹性与塑性 3 硬度 4 冲击韧性 5 材料在高温和低温下的力学性能
（二）物理性能
金属材料的物理性能有热膨胀性、导电性、导热性、熔点、相对密度等
（三）材料的化学性能
耐腐蚀性和抗氧化性
（四）加工工艺性
主要加工工艺性能有可焊性、可铸性、可锻性、热处理性、切削加工性和冷变形性等
2、什么是材料的高温蠕变和低温脆性现象？
答：高温蠕变：长期在高温下工作的金属，当它的应力值不高且大小也不变时，它的塑性变形随时间缓慢延长的现象。
低温脆性：在低温下工作的金属材料随着温度的降低，其强度和硬度逐渐提高，塑性和韧性却逐渐下降，并且在低于某个温度后冲击韧性突然降的很低的想象。
3、说明下列碳钢、和金刚牌号的含义：20,20R,Q235,16Mn，Cr18Ni9Ti
20:表示平均含碳量为0.2%的优质碳素钢；
20R:表示含碳量为0.2%，普通含锰量的容器用优质碳素结构钢；
Q235:表示屈服极限为235Mpa的普通碳素钢；
16Mn：表示表示含碳量为16/10000左右，含锰量小于1.5%的低合金结构钢；
Cr18Ni9Ti：表示含碳量为 ，平均含铬量为18%，含镍量为9%，含钛量
4、常用的非金属化工材料有那些，各适合在那些设备上使用？
答：非金属材料包括无机非金属材料、有机非金属材料；
无机非金属材料
① 化工陶瓷：耐酸衬里；塔器、容器、管路、泵、阀等
② 化工搪瓷：反应釜、储罐、换热器、蒸发器、塔、阀门等；
③ 玻璃：管道、管件、容器、反应器、泵、换热器衬里层；
④ 辉绿岩铸石：设备衬里、管道；
有机非金属材料
① 塑料：管道、阀门、泵、塔节、容器、储槽、搅拌器；
② 橡胶：设备衬里层或符合衬里层中的防渗层；
③ 不透性石墨：热交换器、反应设备、吸收设备、泵类设备、输送管道等；
④ 玻璃钢：容器、储槽、塔、鼓风机、槽车、搅拌器、泵、管道、阀门等；
5、 电偶腐蚀产生的条件是什么？怎样控制电偶腐蚀？
答：条件是两种不同金属在同一腐蚀介质中接触；尽量避免不同电极电位的金属材料直接接触，或者用绝缘材料隔开相处。
6、 应力腐蚀产生的条件、破坏特征及其控制措施？
答：条件：必须存在一定的拉应力，金属本身对应力腐蚀有敏感性，存在能引起改金属发生应力腐蚀的特定介质。
破坏特征：突然发生材料脆性断裂。
措施：①在特定环境中选择没有应力腐蚀破裂敏感性材料；
②设备制造中设法消除加工残余拉应力；
③严格控制腐蚀环境；
④添加缓蚀剂；
⑤采用覆盖层使金属设备与腐蚀环境隔离开；
⑥降低环境温度、降低介质中含氧量及提高溶液PH值通常可降低应力腐蚀的敏感性；
7、 常用的腐蚀防护措施有哪些？
答：①改善介质的腐蚀条件；②采用电化学保护；③表面覆盖层法（金属覆盖层和非金属覆盖层）；
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