机电设备评估章模板.pptx
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1、1第一节第一节 内内 燃燃 机机热力发动机:将燃料发出的热能转变为机械能的动力机械称之为热力发动机,简称为热机。燃料燃烧后的产物直接推动机械装置做功的发动机称为内燃机、如采油机、燃气轮机。燃料对某一中间物质加热,在利用中间物质产生的气体推动机械装置做功的热力发动机称为外燃机、如蒸汽机、气轮机。内燃机热效率高,体积小,启动迅速,包括活塞式内燃机和燃气轮机。第1页/共84页2一、概述(一)分类使用燃料:柴油、汽油、煤气机等。工作循环冲程数:四冲程、二冲程内燃机。汽缸数和排列方式:单缸和多缸,立式、卧式内燃机等。进气方式:非增压、增压内燃机。冷却方式:水冷、风冷内燃机。着火方式:点燃式(汽油机)、压
2、燃式(柴油机)内燃机。可燃气混合方式:外部混合(汽油机)、内部混合(柴油机)内燃机。第2页/共84页3(二)内燃机术语 1 工作循环:进气、压缩、燃烧膨胀、排气。2 上、下止点:活塞在汽缸内作往复运动时的两个极端位置。3 活塞行程:上下止点之间的距离。S=2R4 汽缸工作容积:Vh 活塞从上止点运动到下止点所扫过的容积。燃烧室容积:Vc 活塞位于上止点时,活塞顶部与汽缸盖之间的容积。汽缸总容积:Va 活塞位于下止点时,活塞顶部与汽缸盖之间的容积。显然,汽缸总容积汽缸工作容积+燃烧室容积。第3页/共84页4汽缸工作容积:Vh 活塞从上止点运动到 下止点所扫过的容积。燃烧室容积:Vc 活塞位于上止
3、点时,活塞顶部与汽缸盖之间的容积。汽缸总容积:Va 活塞位于下止点时,活塞顶部与汽缸盖之间的容积。显然,汽缸总容积汽缸工作容积+燃烧室容积。Va Vc Vh第4页/共84页55 压缩比:汽缸总容积与燃烧室容积之比,表示气体在汽缸内被压缩的程度。=Va/Vc=1+Vh/Vc 6 工况:工作状况,指内燃机在某一时刻的工作状况,一般用功率和曲轴转速表示,也可用负荷与转速表示。第5页/共84页6注意:柴油机:燃料在压缩终点前喷入汽缸,在汽缸内部混合,称为内部形成混合气。汽油机:燃料和空气在汽缸外部先混合好再进入汽缸,称为外部形成混合气。柴油机:空气在汽缸内被压缩,产生高温、高压,使燃料自行燃烧,称为压
4、燃式。汽油机:利用火花塞产生的电火花将燃料点燃,称为点燃式。第6页/共84页7(三)内燃机型号由首部、中部、后部和尾部组成。首部是产品特征代号,包括系列代号、换代符号和地方企业代号,由1-3位字母表示;中部由缸数符号(1-2位数字表示)、汽缸布置形式符号(无符号表示多缸直列及单缸,v形,p卧式,H形,X形)、冲程符号(四冲程时符号省略,二冲程用E表示)和缸径符号组成;后部是结构特征符号和用途特征符号;尾部是区分符号第7页/共84页8第8页/共84页9注意:最重要的是缸数、汽缸直径是必不可少的;结构特征省略表示水冷;用途特征省略表示通用型、固定动力。第9页/共84页10例如:柴油机:165F:表
5、示单缸、四冲程、缸径 65mm、风冷、通用型;12v135zG:表示 12 缸、v 型、四冲程、缸径 135mm、水冷增压、工程机械汽油机 1E65F:表示单缸、二冲程、缸径 65mm、风冷、通用型;492QA:表示四缸、直列、四冲程、缸径 92mm、水冷、汽车用;第10页/共84页11二、工作原理(一)工作循环:进气、压缩、燃烧膨胀、排气。四个行程中只有燃烧膨胀是作功的,其余行程依靠惯性运动,采用多缸发动机可以增加功率,转速也更加均匀。第11页/共84页12(二)增压柴油机:进气之前经压气机压缩,可以增加进气量,多烧油,从而在相同汽缸直径和行程的条件下,提高功率。废气推动涡轮旋转,涡轮带动压
6、气机旋转。第12页/共84页13三、内燃机总体结构(一)曲柄连杆机构(曲轴、连杆、活塞)1 活塞组:活塞、活塞环、活塞销等。2 连杆组:连杆、连杆盖、连杆轴瓦、连杆螺栓等。3 曲轴飞轮组:曲轴、飞轮、附件等。(二)固定件由机体、汽缸盖、汽缸垫、汽缸套和油底壳等组成(三)配气机构由凸轮轴、推杆、挺柱、摇臂、气门等组成。第13页/共84页14(四)燃料供给系统柴油机的燃料供给系统由油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油器、喷油泵等组成。汽油机的燃料供给系统由油箱、输油泵、滤清器、化油器等组成。(五)冷却系统由汽缸、汽缸盖、水泵、散热器等组成。(六)润滑系统由机油泵、机油滤清器、机油散热器、各种阀等组成。(
7、七)点火系统是汽油机、煤气机等所特有的系统。由火花塞、点火线圈、分电器和蓄电池组成。(八)启动系统由启动电动机、蓄电池、启动按钮和导线组成。第14页/共84页15四、汽油机和柴油机的区别第15页/共84页16五、内燃机主要性能指标(一)输出扭矩:曲轴上输出的扭矩。(二)有效功率:单位时间对外所做的功。在标定功率时,必须标定出相应的转速,称为标定转速。根据内燃机用途的不同,我国规定了四种功率:15分钟功率、1 小时功率、12 小时功率和持续功率。第16页/共84页17(三)有效燃料消耗率(比油耗):每发出 1 千瓦小时的功所消耗的燃料(千克)(四)有效热效率 Hu 是所用燃料的低热值,即完全燃烧
8、时放出的热量,不包括水蒸气的潜热。B是内燃机每小时的燃料的消耗值第17页/共84页18有效热效率一般高速柴油机的热效率在 0.36 0.40 中速柴油机的热效率在 0.38 0.45 低速柴油机的热效率在 0.40 0.48 汽油机的热效率在 0.25 0.36 增压内燃机偏于高值。第18页/共84页19六、燃气轮机(一)基本结构 1 压气机:完成气体压缩过程。轴流式:流量大、效率高;离心式:流量小、效率低2 燃烧室:完成燃烧过程,由外壳、火焰管、涡流器、喷油嘴、混合器组成有圆筒形、管形、环形三类。3 涡轮:完成膨胀做功和排气过程,将热能和压力能转变为机械能。和离心式(径流式)相比,轴流式在大
9、流量的情况下,效率较高,应用广泛。第19页/共84页20(二)燃料:可用煤油、柴油、重油、原油、天然气等;不能用汽油或乙醇。(三)特点:功率大、重量轻、体积小、振动小,但是热效率低。第20页/共84页21铸造是将融化的液体金属浇注到具有和机械零件相似的型腔,经过冷却后,获得毛坯的加工方法。因此,熔炼是十分重要的步骤,熔炼目的是获得一定温度和预定成分的金属液体,并尽量减少液体金属中的气体和夹杂物,提高设备利用率。第二节第二节 金属熔炼设备金属熔炼设备第21页/共84页22一、铸铁熔炼设备:冲天炉、反射炉、工频感应炉等。其中,冲天炉简单、操作方便、熔化率高、成本低,应用广泛。冲天炉由炉身、烟筒、炉
10、缸和前炉组成。加料口以下,主风口以上部分,称为炉身;高于加料口的部分,称为烟筒;主风口以下至炉底部分为炉缸;前炉是储存铁水和排渣用。金属炉料:新生铁、回炉铁、废钢、铁合金。炉料熔化后,含碳量增高,硅、锰因烧损而减少,磷基本不变,硫含量增大。第22页/共84页23冲天炉的技术经济指标:铁水出炉温度 1400 一 1500 。熔化率(吨小时)Q一般为。qQ/A q一般为6-9燃料消耗率:用铁焦比或焦碳消耗率表示。=m铁/m焦 =m焦/m铁第23页/共84页24二、铸钢熔炼设备常用的设备:一般工厂为了生产铸钢件,采用电弧炉和感应电炉做为铸钢熔炼设备。1 电弧炉:依靠石墨电极与炉料之间产生的电弧发热进
11、行冶炼。酸性炉衬:价格便宜、寿命长、生产率高,但不能去除硫、磷。碱性炉衬:可以去除硫、磷,冶炼优质钢,但成本高。2 感应电炉:金属炉料在中频或工频电流产生的交变磁场作用下,表面产生涡流发热,使金属熔化。可以熔炼优质钢,熔炼速度快,能源消耗少,含气少,夹杂少,合金元素损失少。第24页/共84页25(三)有色金属熔炼 1 有色金属:除铁与铁合金以外的其它金属。2 熔炼要求:快速熔化,以免合金元素烧损。3 常用设备:坩埚炉、反射炉、电阻炉。第25页/共84页26第三节第三节 金属压力加工设备金属压力加工设备金属压力加工分为锻造和冲压两种。锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形,以便获
12、得具有一定机械性能、形状和尺寸的锻件的加工方法。冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件的加工方法。锻造和冲压都属于塑性加工性质,统称为锻压。第26页/共84页27锻压机械型号表示方法如下第27页/共84页28通用锻压设备类别代号如下:机械压力机 J液压机 Y线材自动成形机 Z锤 C锻机 D剪切机 Q弯曲校正机 W其它 T第28页/共84页29一、锻造设备(一)锻锤由重锤落下或强迫高速运动产生的动能对坯料做功,使之塑性变形的机械1空气锤生产小型锻件;空气锤规格以落下部分(工作活塞、上抵铁)质量表示;打击力一般为落下部分质量的 1
13、000 倍左右。通过控制机构,可以使锤头完成连续打击、单下打击、上悬、下压等动作第29页/共84页302 蒸汽空气锤生产大中型锻件,分为自由锻锤和模锻锤;蒸气空气锤以落下部分(活塞、锤头、锤杆、上抵铁)质量表示,一般为 1000 一 5000kg。必须借助于蒸汽或压缩空气驱动,动力供给系统复杂,噪音大,振动大。第30页/共84页31(二)机械压力机 使用曲柄滑块机构、凸轮机构以及螺旋机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动,对坯料进行加工。摩擦压力机电动机一带传动一摩擦盘(飞轮)一螺旋传动一滑块规格用公称工作压力表示,一般为 3.5MN(350t);无固定的下死点,可以多次打击成形。第3
14、1页/共84页32曲柄压力机(热模锻压力机)电动机一曲柄滑块机构一滑块用于模锻件生产,机身刚度大;过去多用曲柄滑块机构,现在为提高刚度己改用双滑块楔式;吨位用滑块接近下死点时所产生的最大压力表示,一般为 2 一 120MN;结构刚度大,振动小,噪声小,加工精度高,生产率高。第32页/共84页33(三)水压机水压机依靠液体静压力使金属变形;水压机规格以静压力表示,一般为 8000 一 120000 KN;由三梁(上横梁、下横梁、活动横梁)、四柱、工作缸、回程缸和操作系统组成。工作特点:以静压力代替冲击力,在整个工作行程中都能对工件施加最大工作压力避免了震动,工作条件较好设备庞大,造价较高。第33
15、页/共84页34二、冲压设备(一)剪板机电动机一带传动一飞轮、离合器一齿轮一偏心轴一连杆一上下刀架剪板机(剪床):使用剪切的方法,使板料分离。剪切厚度小于 10 mm 的板料多用机械传动,大于 10 mm 的多用液压传动。第34页/共84页35分类:分类:平刃剪切无扭曲变形,剪切质量好,但剪切力大;斜刃剪切力小,但质量不如平刃。第35页/共84页36技术参数:可剪板厚、可剪板宽、剪切角度、行程次数。和直线式相比,摆动式剪切机上、下剪刃之间的摩擦和磨损较小,刀片变形小,剪切精度高。第36页/共84页37(二)剪切冲型机 通过曲柄连杆机构使刀杆做高速往复运动,带动冲头进行剪切;行程次数每分钟几百次
16、到几千次。第37页/共84页38(三)通用压力机1 开式压力机:工作台三面敞开,便于操作,但刚度较差变形较大,影响模具寿命,多用于小吨位压力机。可用于切断、冲孔、落料、弯曲、拉伸、成形等。2 闭式压力机:床身为框架式,刚性好,大型压力机采用。可用于冲孔、落料、切边、弯曲、拉延成型等。第38页/共84页393 压力机的主要技术参数:公称压力(滑块到达下极限位置前某一特定距离或曲轴旋转到下极限位置前某一特定角度时,滑块所容许的最大作用力;滑块行程;滑块行程次数;封闭高度;压力机工作台面尺寸及滑块底面尺寸。第39页/共84页40第四节 压力容器对安全性有一定要求,内部或外部承受气体或液体压力的密封容
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