01一建实务机电工程精讲班机电工程常用材料及工程设备.docx

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01一建实务机电工程精讲班机电工程常用材料及工程设备

1H411010机电工程常用材料

1H411011常用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。

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。

四个级别——Q195，Q215，Q235和Q275

2．碳素结构钢的特性及用途

Q195，Q215，Q235A和Q235B塑性较好，有一定的强度，通常轧制成钢筋、钢板、钢管等；Q235C，Q235D可用于重要的焊接件；

Q235和Q275强度较高，通常轧制成型钢、钢板作构件用。

型钢、钢筋、钢丝、钢绞线、圆钢、高强螺栓、预应力锚具

（二）低合金结构钢

1．低合金结构钢的分级

八个强度等级——Q345，Q390，Q420，Q460，Q500，Q550，Q620和Q690。

2．低合金结构钢的特性及用途

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、起重机等制造，用它来代替碳素结构钢，可大大减轻结构质量，节省钢材。

（三）铸钢和铸铁

1．铸钢

（1）铸钢分碳素铸钢、合金铸钢等类型。

（2）铸钢主要用于制造形状复杂，需要一定强度、塑性和韧性的零件。

2．铸铁铸铁是碳质量分数大于2.11%的铁碳合金。

普通罩壳、阀壳等强度要求不高，可以用灰铸铁。

液压泵壳体强度有较高要求时，采用孕育铸铁（经孕育处理后的灰铸铁）。

汽车发动机凸轮轴常用球墨铸铁制造。

（四）特殊性能低合金高强度钢（特殊钢）

耐热钢：

加热炉、锅炉、燃气轮机等高温装置中的零件。

耐候钢：

桥梁、建筑、塔架、车辆和其他要求耐候性能好的螺栓连接等钢结构。

钢轨钢：

轻轨钢和重轨钢。

轻轨钢用于使用临时运输线和中小型起重机轨道。

重轨钢用于铁道、大型起重机轨和吊车轨道。

耐磨钢：

车辆履带、挖掘机铲斗、破碎机颚板、铁轨分道叉

（五）钢材的类型及应用

1．型钢

圆钢、方钢、扁钢、H型钢、工字钢、T型钢、角钢、槽钢、钢轨等。

电站锅炉钢架的立柱采用宽翼缘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。

一般每个3米左右装设一层工字钢制成。

2．板材

按其厚度分为厚板、中厚板和薄板。

按其轧制方式分为热轧板和冷轧板两种，其中冷轧板只有薄板。

按其材质有普通碳素钢板、低合金结构钢板、不锈钢板、镀锌钢薄板等。

油罐、电站锅炉中的汽包就是由钢板焊制成的圆筒形容器，中低压锅炉的汽包由专用的锅炉碳素钢制成，高压锅炉的汽包由低合金钢制成。

3．管材

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。

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和低合金钢管，但是过热器和再热器使用的无缝钢管应根据不同的壁温，采用15CrMo或12Cr1MoV。

4．钢制品

在机电工程中，常用的钢制品主要有焊材、管件、阀门等。

二、有色金属的类型及应用（铜锌镍、铝镁钛）

1．重金属密度大于4.5g/cm³

（1）铜及铜合金的特性及应用

机电设备冷凝器、散热器、热交换器、空调器等就是使用黄铜制造的，黄铜是以锌为主要合金元素制成的铜合金。

（2）锌及锌合金的特性及应用

纯锌：

具有一定的强度和较好的耐腐蚀性，在室温下较脆，在100～150℃时变软，超过200℃后又变脆。

（3）镍及镍合金的特性及应用

纯镍：

银白色，强度较高，塑性好，导热性差，电阻大。

镍表面在有机介质溶液中会形成钝化膜保护层而有极强的耐腐蚀性，特别是耐海水腐蚀能力突出。

2．轻金属密度小于4.5g/cm³

（1）铝及铝合金的特性及应用

具有良好的导电性和导热性，仅次于金、银和铜，塑性好，但强度、硬度低，耐磨性差，不适合制作受力的机械零件，可进行各种冷、热加工。

（2）镁及镁合金的特性及应用

镁合金主要优点是密度小，强度高，刚度高，抗振能力强，可承受较大冲击荷载。

抗蚀性差，在使用时要采取防护措施，如氧化处理、涂装保护。

（3）钛及钛合金的特性及应用

目前，只有碳纤维增强塑料的比强度高于钛合金，钛合金（太空金属）是比强度最高的金属材料。

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

（一）水泥

（二）绝热棉（玻璃棉）

在机电安装工程中，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）砌筑材料

有各种类型的耐火砖和耐火材料。

一般用于高温窑、炉或高温容器等热工设备的内衬结构材料，也可作为高温装置中的部件材料等。

（四）陶瓷

陶瓷具有坚硬、不燃、不生锈，能承受光照、压力等优良性能。

陶瓷的硬度很高，但脆性很大。

（五）特种新型的无机非金属材料

特种新型的无机非金属材料：

氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非金属化合物经特殊的先进工艺制成的材料。

普通传统的非金属材料：

以硅酸盐为主要成分的材料，主要包括碳化钙、氧化铝陶瓷、硼酸盐、硫化物玻璃、镁质铬镁质耐火材料和碳素材料。

二、高分子材料的类型及应用

（一）高分子材料的特性

使用过程中会出现“老化”现象。

（二）高分子材料的类型及用途

1．高分子材料的类型

按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。

2．塑料

按照成型工艺不同，分为热塑性塑料、热固性塑料。

（3）塑料制品：

1）聚乙烯塑料管

无毒，用于输送生活用水。

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，使用温度为-20℃～70℃，压力等级分为B、C、D三级。

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，耐低温性差，易老化，常用于流体输送。

其常温下的工作压力为：

Ⅰ型为0.4MPa、Ⅱ型为0.6MPa、Ⅲ型为0.8MPa。

4）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（YJ）则可耐高温、耐高压，适用于采暖及高压用管。

5．油漆及涂料

涂料的主要功能是：

（3防）保护表面；具有装饰效果；并能防火、防静电、防辐射。

6．胶粘剂

环氧树脂胶粘胶俗称万能胶。

酚醛树脂胶粘胶广泛用于汽车部件、飞机部件、机器部件等结构的粘接。

三、非金属风管材料的类型及应用

酚醛复合风管

低、中压空调系统及潮湿环境

聚氨酯复合风管

低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境

玻璃纤维复合风管

中压以下的空调系统，但对洁净空调、酸碱性环境和防排烟系相对湿度90%以上的系统不适用；

硬聚氯乙烯风管

洁净室含酸碱的排风系统。

1H411013常用电气材料的类型及应用

一、电线的类型及应用

二、电缆的类型及应用

1．VV型、YJV型：

聚氯乙烯型电力电缆、交联聚乙烯型电力电缆，（无数字下标）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．VV22型、YJV22型：

内钢带铠装电力电缆，（数字下标为2时）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型长期允许最高温为90℃，耐老化性能、耐环境能力比聚氯乙烯绝缘电缆VV22型高，且具有重量轻、结构简单、使用方便、敷设不受落差限制。

3.ZR-YJFE型、NH-YJFE型：

阻燃、耐火、阻火等特种辐照交联电力电缆，电缆最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。

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，（数字下标为3时）能承受相当的机械外力作用。

三、绝缘材料的类型及应用

气体介质绝缘材料

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。

作用：

绝缘、灭弧、冷却、保护

液体绝缘材料

常用的有变压器油、断路器油、电容器油、电缆油等。

层压制品

层压制品是由纸或布作底材，浸以不同的胶粘剂，经热压（或卷制）而制成的层状结构的绝缘材料。

具有良好的电气、力学性能和耐热、耐油、耐霉、耐电弧、防电晕等特性的制品。

层压板包括层压纸板、层压布板、层压玻璃布板、特种层压板。

环氧层压玻璃布板具有优异的绝缘性能，良好的粘接力和较高的热态机械强度。

1H411020机电工程常用工程设备

1H411021通用机械设备的分类和性能

一、泵的分类和性能

工作原理和结构形式

容积式泵

往复泵

活塞泵、柱塞泵、隔膜泵

直线往复运动

回转泵

齿轮泵、螺旋泵、叶片泵

圆周运动

叶轮式泵

离心泵、轴流泵、混流泵、旋涡泵

叶轮高速回转

（1）泵的性能参数主要有流量和扬程

此外还有轴功率、转速、效率和必需汽蚀裕量。

效率不是一个独立性能参数，由流量、扬程和轴功率按公式计算。

（2）泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，并用特性曲线来表示。

对于动力式泵，随着液体黏度增大，扬程和效率降低，轴功率增大，所以工业上有时将黏度大的液体加热使黏性变小，以提高输送效率。

二、风机的分类和性能

风机的性能参数主要有流量（风量）、压力（风压）、功率（输入功率），效率和转速，另外，噪声和振动的大小也是风机的指标。

类别划分

离心式通风机、离心式引风机、轴流通风机、回转式鼓风机、离心式鼓风机

气体在旋转叶轮内部流动方向

离心式风机、轴流式风机、混流式风机

排气压强

通风机、鼓风机、压气机

三、压缩机的分类和性能

压缩气体方式

容积式压缩机

往复式

活塞式、膜式

直线运动

回转式

滑片式、螺杆式、转子式

圆周运动

动力式压缩机

轴流式压缩机、离心式压缩机、混流式压缩机

高速回转

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、启动电流、运转电流、额定电压、频率、噪声等。

四、输送设备的分类和性能

1．输送设备的分类

输送设备通常按有无牵引件（链、绳、带）分为：

（1）具有挠性牵引件的输送设备，有带式输送机、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）无挠性牵引件的输送设备，有螺旋、滚柱、气力输送机等。

2．输送设备的性能

连续输送机械的主要参数包括输送能力、线路布置（水平运距、提升高度等）、输送速度、主要工作部件的特征尺寸和驱动功率等。

五、切削机床的分类和性能

通用机床

加工多种零件的不同工序

适用单件小批量生产

卧式车床、万能车床

专门化机床

只能加工某一类零件的少数几道特定工序

曲轴、凸轮车床，螺旋桨铣床

专用机床

专门为某一种零件的某一到特定工序

适用大批量生产

钻、镗组合机床、加工中心

金属切削机床的技术性能由加工精度和生产效率加以评价。

加工精度包括被加工工件的（尺寸精度、形状精度、位置精度、表面质量）和机床的精度保持性。

生产效率涉及切削加工时间和辅助时间。

这些指标取决于机床的静态特性（几何精度和刚度等）和机床的动态特性（运动精度、动刚度、热变形和噪声等）。

六、锻压设备的分类和性能

机械压力机：

生产效率高，易于实现机械化、自动化，适于在自动线上工作。

液压机：

工作平稳，没有振动，容易达到较深的锻造深度，最适合于大锻件的锻造和大规格板材的拉伸、打包和压块。

锻锤：

振动较大，较难实现自动化生产。

七、铸造设备的分类和性能——略

1H411022专用设备的分类和性能

一、火力发电设备的分类和性能

火力发