（中职）化工设备机械基础（3章）电子课件.ppt

正版可修改PPT课件（中职）化工设备机械基础（3章）电子课件3 机械传动基础及化工运转设备机械传动基础及化工运转设备 31 概概 述述机械传动的概念机械传动的概念在化工生产中，广泛采用各种机器：输送物料、分离、破碎或增加物料的能量等如：带式运输机为一种物料输送机器。电动机提供机械能，即提供机器动力的来源，称为原动机；输送带直接运载物料完成预定的工作任务，是工作机。型带、带轮、齿轮、传动轴、联轴器等，把电动机输出的运动和动力传递给工作机构，是中间环节，称为机械传动系统。一台完整的机器，主要由动力机、工作机和传动系统组成。312机械传动的作用机械传动的作用(1)改变原动机输出的转速和动力的大小，以满足工作机的要求。(2)把原动机输出的运动形式转变为工作机所需要的运动形式（如将旋转运动改变为直线运动或反之）。如果动力机的工作性能完全符合工作机的要求，传动系统可省略，可将动力机和工作机直接联接。如电动机通过联轴器可直接驱动离心泵。313机械传动的种类机械传动的种类 常用的机械传动按工作原理可分为两大类：314机械传动的传动比与效率机械传动的传动比与效率机械传动的工作能力可以用传递的功率、传动的效率和传动比表示。（1）传动比 当机械传动传递转动时，主动件的转速n1（或1）和从动件的转速n 2（或2）之比称为传动比，用i表示，即（2）功率和效率由于机械传动中会有能量损耗，所以工作机的工作功率Pw会比原动机的功率P0小，二者的比值Pw/P0是小于1的，其比值越接近1，说明传动的效率越高。用表示机械传动系统的总效率，则 =315机械传动系统的一般组成机械传动系统的一般组成 由传动类零件、支承类零件、联接类零件和箱体四大部分组成。传动零件：传递运动和动力，如齿轮、带及带轮等；支承类零件：支承传动零件，如轴和轴承等；联接类零件：将两个及两个以上零件联接成一个整体，如键、联轴器等；箱体：支承和固定传动零件，为传动零件提供密封的工作空间。机械传动种类3.2常见机械传动常见机械传动 3.2.1带传动带传动（1）带传动的工作原理 简单的带传动由小带轮1、大带轮2和紧套在带轮上的传动带3所组成。输入运动的小带轮1称为主动轮，被驱动的带轮2称为从动轮。（2）带传动的种类以V型带和平带使用最多，由于楔面摩擦产生的静摩擦力大于平面摩擦力，所以V型带的承载能力高于平带。由于同步齿形带和针孔带是啮合传动，因此具有较高的承载能力。（3）带传动的传动比计算带传动的传动比是指主动带轮与从动带轮转速之比。即 （4）带传动的使用特点全部与“带”有关优点：过载保护：过载保护：依靠摩擦力传动，传动的负荷过大（超载）时，带会在带轮上打滑，避免电机被烧坏或其它零件的损坏；缓冲吸振：缓冲吸振：带有弹性,传动中能缓和冲击，吸收振动，使带传动工作平稳，无噪声；可以用在两传动轴中心距较大中心距较大的场合；结构简单结构简单，维护方便，容易制造，成本低廉。缺点：不能保证固定的传动比；不适宜高温、易燃、易爆的场合，化工生产中尤其要注意；外部尺寸大；使用寿命较短；带与带轮存在弹性滑动，效率较低，约为0.900.94。带传动的使用范围：由于带传动的效率和承载能力较低，故不适用于大功率传动。带传动的功率一般小于50100KW，带的工作速度一般为525m/s。322 链传动链传动组成：主动链轮、从动链轮、链条。特点：依靠链轮与链条的啮合传递运动和动力。种类：最常用套筒滚子链和齿形链。323齿轮传动齿轮传动（1）齿轮传动的种类 根据齿轮的形状分类：圆柱齿轮传动 圆锥齿轮传动 螺旋齿轮传动 根据齿轮传动的工作条件分类：开式齿轮传动 闭式齿轮传动（2）齿轮传动的特点及应用与带传动、链传动相比，优点如下：瞬时传动比恒定，传递运动准确可靠。结构紧凑，体积小，使用寿命长。功率和圆周速度范围大。大到十几万千瓦功率，也可以很小，例如手表；圆周速大到十几万千瓦功率，也可以很小，例如手表；圆周速度最高可达度最高可达300m/s300m/s，也可以象钟表时针。，也可以象钟表时针。传动效率比较高。圆柱齿轮的传动效率可达0.98。主要缺点：两传动轴距离较大时，结构上不如带传动和链传动简单。负载超过正常值时，不象带传动那样借助自动打滑来保护机器。齿轮的制造成本较高，要用专用机床加工。(3)渐开线直齿圆柱齿轮主要参数和名称 齿轮轮齿的曲线形状有渐开线、圆弧、摆线等多种。渐开线的形成：直线n-n沿圆o纯滚动，直线上的点（K）的轨迹（AK）就是该圆的渐开线。圆o的大小决定了渐开线的形状，圆越大渐开线越平直；当圆半径趋近无穷大时，渐开线成为直线（成为齿条齿廓）。目前应用最广泛的是渐开线齿形的齿轮。主要名称和参数模数是重要参数模数大，齿形也大分度圆是重要参数分度圆上的齿厚和齿槽宽相等（4）渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件与传动比正确啮合条件：模数相等，压力角相同，即m1=m2=m，1=2=传动比：主动轮每转过一个齿，从动轮相应被拨过一个齿。每分钟两轮转过相同齿数每分钟两轮转过相同齿数。设主动齿轮齿数z1，转速n1；从动齿轮齿数z2，转速为n2，有 即 所以传动比（5）齿轮的失效与维护失效：载荷作用下，发生齿轮损坏，失去正常工作能力。由于工作条件、应用范围、使用保养情况各异，所以齿轮可能发生的失效有多种：齿面磨损开式齿轮传动，润滑不良，齿面落灰，增加齿面磨损，造成渐开线齿形被破坏，传动的平稳性和精度降低；且轮齿的整体强度下降，轮齿易折断。齿面点蚀 闭式齿轮传动中，当齿面较软，使用的润滑油稀薄，随着使用时间的增加，齿面上会产生细小的裂纹，齿啮合时润滑油挤入裂纹，使裂纹扩展，直至轮齿表面有小块材料剥落，形成小坑，称为点蚀。齿面胶合 承受重载时，齿面相互摩擦发热，而使两齿面接合时互相粘着，分开时，较软的齿面材料被撕下，齿面形成撕裂沟痕，称为齿面胶合。轮齿折断 不论是开式传动还是闭式传动，轮齿都有可能因为长期受载或短期过载以及不正常操作而发生折断。33 轴和轴承轴和轴承 3.3.1轴轴 转动很常见。齿轮、带轮、链轮等各种传动零件都是通过轴来实现转动。轴传递旋转运动和动力。受力过大，轴将出现不应有的变形，或者断裂。（2）轴的结构通常轴的外形被制成圆柱形。轴的形状：直轴、曲轴。在直轴中，从外形上看，有光轴和阶梯轴两种。内燃机、压缩机多采用曲轴。轴承支承轴及轴上零件；使轴保持正确的空间位置；承受轴上的作用力，并传递到机座上。主要类型：滚动（摩擦）轴承和滑动（摩擦）轴承两大类。3.3.2滑动轴承滑动轴承特点：轴转动时直接在轴套上滑动。（1）整体式径向滑动轴承 这种轴承分为有轴套和轴无轴套两种。（2）剖分式滑动轴承 （3）轴瓦和轴承衬3.3.3滚动轴承滚动轴承摩擦系数小，机械效率高，起动容易，内部间隙小，运动精度高，润滑油耗量小，便于安装和维护等，应用广泛。（1）滚动轴承的结构一般由四个基本部分组成：内圈、外圈、滚动体和保持架。（2）滚动轴承的主要类型按照滚动体的形状有球轴承、滚子轴承，滚子轴承中又有短圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、球面滚子轴承和螺旋滚子轴承等。常见的滚动体的形状：按轴承的受载情况，可分为向心轴承（主要承受径向载荷），推力轴承和向心推力轴承（能承受轴向与径向联合负载）。3 34 4 可拆联接可拆联接341轴毂联接轴毂联接的种类和特点的种类和特点带轮、齿轮等传动零件的轮毂与轴必须在圆周方向固定，才能传递运动和动力。轴与轮毂之间的周向固定，称为轴毂联接。以键联接较为常见。键联接常用的类型（1）平键联接 在轴和传动零件的键槽中嵌入键，工作 时靠键侧面与键槽的挤压传递转矩。加工容易、装拆方便、对中性良好，用 于传动精度要求较高的场合。平键联接按不同用途分为普通平键、导向平键和滑键图3-25 平键联接 图3-26 导向平键联接 图3-27 滑键联接 （2）半圆键联接圆锥形轴端部的轴毂联接中常采用。半圆键能在轴的键槽内摆动，来适应轮毂槽底面的斜度，装配方便。轴上键槽较深，对轴的强度削弱大，只适应于载荷较小的场合。（3）楔键联接楔键的上表面和轮毂槽的底面各有1:100的斜度，安装时需用力打入（楔紧），靠键的上下两面与键槽之间的静摩擦力工作。键楔紧后，轮毂与轴产生相对偏心，故主要适用于对中要求不高，载荷平稳和转速较低的场合。342螺纹联接螺纹联接用带螺蚊的零件（也称螺纹紧固件），构成的可拆联接，把若干零件固定在一起。（1）螺纹的种类联接用的螺纹有两种：普通螺纹和管螺纹。（2）螺纹联接的基本类型螺栓联接 双头螺柱联接 螺钉联接 紧定螺纹联接（3）常用螺纹联接件常用螺纹联接件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母、垫片等，它们都是标准件。（4）螺纹联接常用的防松方法增加内外螺纹之间的压紧力和摩擦力。用附件锁固，使螺母与螺柱不能相对转动。343联轴器联轴器主要用于联接两根轴，共同旋转以传递运动和动力。弹性联轴器具有补偿两轴相对偏移的能力，适用于载荷和转速有变化及两轴有偏移的场合。具有多种结构型式。刚性联轴器没有弹性补偿构件的联轴器也具有多种结构型式。3.6化工运转设备化工运转设备泵泵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体的机器。是通用机械，在国民经济各个部门都得到了广泛的应用。按照液体从吸入腔输往压入腔的方式，可以将泵分为两大类：容积泵、叶片泵。容积泵：利用泵内工作室的容积作周期性变化来输送液体。有些容积泵的排液过程是间歇的。叶片泵：依靠泵内作高速旋转的叶轮把能量传递给液体，进行液体的输送，排液都是连续的。压缩机压缩机压缩气体，提高气体压力，从而输送气体和使气体增压。在化工行业中的主要作用有：压缩气体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，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。压缩机的种类很多，按原理可以分成两大类（与泵相类似）：容积式压缩机，速度式压缩机。容积式压缩机是依靠气缸工作容积的减小，使气体的密度增加，从而提高气体的压力，最具有代表性的容积式压缩机是往复式（活塞式）压缩机。速度式压缩机习惯上又称为透平压缩机，气体在高速旋转的叶轮作用下，得到巨大的动能，随后在扩压器中急剧降速，使气体的动能转化成所需要的压力能。粉碎机粉碎机以机械方式粉碎固体原料、半成品或成品。目的：增加物料单位质量的表面积，改善固体物料参与的传热、传质过程，增快化学反应速度，或提高化学产品质量。（1）旋回破碎机（2）辊式破碎机（3）球磨机离心机离心机利用离心力分离非均相混合物。分离的混合物中至少有一相是液体，即为悬浮液或乳浊液。主要部件是一个载着物料高速旋转的转鼓，产生的离心力很大，故保证设备的机械强度和安全是极重要的要求。可以分离出用一般过滤方法除不去的小颗粒。可以分离包含两种以上不同的液体混合物。离心机按分离方式分类，可分为以下几种。过滤式离心机沉降式离心机分离式离心机 输送机输送机化工生产中，常输送固体物料并贮存。如固体原料进厂，卸下运至仓库；固体成品送仓库贮存；生产过程中也要将固体物料从一处输送到另一处。固体物料输送工作量较大，一般采用机械输送。按操作方式：间歇式、连续式。间歇式输送机械：电动葫芦、电梯、架空索道、天车等。连续式输送机械：带式输送机、斗式输送机、螺旋输送机和气力输送机等。（1）带式输送机（2）斗式输送机（3）螺旋输送机