1、唐琼一建机电实务讲义1H410000机电工程技术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1.碳素结构钢的分级。按照屈服强度的下限值将其分为四个级别，Q195、Q215、Q235和Q275。2.碳素结构钢的特性及用途碳素结构钢具有良好的塑性和韧性，易于成型和焊接。例如，机电工程中常见的各种型钢、钢筋、钢丝等，优质的碳素钢还可以制成钢丝、钢绞线、圆钢、高强螺栓及预应力锚具等。（二）低合金结构钢根据屈服强度共有Q345Q690八个等级。低合金结构钢是在普通钢中加入微量合金元素，而具有高强度、高韧性、良好的冷成形和焊接性能、低的冷脆转变
2、温度和良好的耐蚀性等综合力学性能。（2014年一级问答题）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、重轨和轻轨等制造。（三）铸钢和铸铁1.铸钢铸钢分碳素铸钢、合金铸钢等类型。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。例如，轧钢机机架就是选择碳素铸钢制造加工的，吊车所用的齿轮一般均采用合金铸钢件。2.铸铁铸铁是碳质量分数大于2.11%的铁碳合金，有许多优良的使用性能和工艺性能，并且生产设备和工艺简单，可以用来制造各种机器零件。例如，普通罩壳、阀壳等强度要求不高，可采用灰铸铁制造；液压泵壳体强度有较高要求，可采用孕育铸铁；汽车发动机凸轮轴常用球墨
3、铸铁制造。（五）钢材的类型及应用包括型钢、板材、管材和钢制品。在机电工程中常用型钢主要有：圆钢、方钢、扁钢、H型钢、工字钢、T型钢、角钢、槽钢、钢轨等。例如，电站锅炉钢架的立柱通常采用宽翼缘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,大部分采用强度足够的工字钢制成。【例1】（2014真题）电站锅炉炉墙上型钢制作的刚性梁通常采用（）制成。A.工字钢B.T型钢 C.角钢 D.槽钢 正确答案A答案解析本题考查的是黑色金属材料的类型及应用。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,大部分采用强度足够的工字钢制成。参见教材P3。二、有色金属的
4、类型及应用有色金属的种类很多，密度大于4.5g/cm3的金属称为重金属，如铜、锌、镍等；密度小于等于4.5g/cm3的金属称为轻金属，如铝、镁、钛等。铜及铜合金的特性及应用：工业纯铜具有良好的导电性、导热性以及优良的焊接性能，强度不高，硬度较低，塑性好。铜合金除了保持纯铜的优良特性外，还具有较高的强度。黄铜是以锌为主要合金元素制成的铜合金。锌及锌合金的特性及应用：锌合金的特点是密度大、铸造性能好，可压铸形状复杂、薄壁的精密件。镍及镍合金的特性及应用：纯镍是银白色的金属，强度较高，塑性好，导热性差，电阻大。有极强的耐腐蚀性，特别是耐海水腐蚀能力突出。铝及铝合金的特性及应用：工业纯铝密度小，熔点低
5、，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。 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。钛及钛合金的特性及应用：纯钛的强度低，高熔点，但比强度高，塑性及低温韧性好，耐腐蚀性好，容易加工成型。钛合金是比强度最高的金属材料。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包括水泥、玻璃棉、砌筑材料和陶瓷。二、高分子材料的类型及应用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。高分子材料按用途，又分为普通高分子材料
6、和功能高分子材料。2.塑料塑料制品：（重要知识点）1）聚乙烯塑料管：无毒，可用于输送生活用水。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。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，但其耐低温性差，易老化，常用于流体输送。4）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的条件下，此种管材也可用于化工、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）：铝合金层增加耐压和抗拉强度，使管道容易弯曲而不反弹。外塑料层可保护管道不受外界腐蚀，内塑料层采用中密度聚乙烯时可作饮水管；内塑料层采用交联聚乙烯则可耐
7、高温、耐高压，适用于采暖及高压用管。5.涂料涂料的主要功能：保护被涂覆物体免受各种作用而发生表面的破坏；具有装饰效果；并能防火、防静电、防辐射。例如，涂塑钢管具有优良的耐腐蚀性能和比较小的摩擦阻力。环氧树脂涂塑钢管适用于给水排水及海水、温水、油、气体等介质的输送，聚氯乙烯（PVC）涂塑钢管适用于排水及海水、油、气体等介质的输送。【例2】（2013二级真题）同时具备耐腐蚀、耐温及耐冲击的塑料水管是（）。A.聚乙烯管B.聚丙烯管C.ABS管D.聚氯乙烯管正确答案C答案解析本题考查的是高分子材料的类型及应用。ABS工程塑料管的耐腐蚀、耐温及耐冲击性能均优于聚氯乙烯管。参见教材P7。三、非金属风管材料
8、的类型及应用酚醛复合风管适用于低、中压空调系统及潮湿环境，但对高压及洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统不适用；聚氨酯复合风管适用于低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境，但对酸碱性环境和防排烟系统不适用；玻璃纤维复合风管适用于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统以及相对湿度90%以上的系统不适用；硬聚氯乙烯风管适用于洁净室含酸碱的排风系统。（对比：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的条件下，此种管材也可用于化工、纺织等工业废气排污排毒塔、气体液体输送等。）【例3】（2012二级真题）适用于低、中、高压空调系统及潮湿环境的风管是（）。A.酚醛
9、复合风管 B.玻璃纤维复合风管 C.聚氨酯复合风管 D.硬聚氯乙烯风管正确答案C答案解析本题考查的是非金属风管材料的类型及应用。聚氨酯复合风管适用于低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境，但对酸碱性环境和防排烟系统不适用。参见教材P9。1H411013常用电气材料的类型及应用电气材料主要是电线和电缆。其品种规格繁多，应用范围广泛，在电气工程中以电压和使用场所进行分类的方法最为实用。一、电线的类型及应用1.BLX型、BLV型：铝芯电线，由于其重量轻，通常用于架空线路尤其是长途输电线路。3.RV、RX型：铜芯软线主要采用在需柔性连接的可动部位。例如，一般家庭和办公室照明通常采用BV型或BX型聚氯乙烯绝
10、缘或橡胶绝缘铜芯线作为电源连接线；机电工程现场中的电焊机至焊钳的连线多采用RV型聚氯乙烯绝缘铜芯软线，这是因为电焊位置不固定，多移动。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，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，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耐老化性能、耐环境能力比聚氯乙烯绝缘电缆高，敷设不受落差限制。如在高层建筑、医院等敷设于室内、隧道、电缆沟及直埋地下敷设。3.ZR-YJFE型、NH-YJFE型：阻燃、耐火、阻火等特种辐照交联电力电缆，可敷
11、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。5.LGJ、LGHJ型：架空钢芯铝绞线、架空钢芯铝合金导线。钢芯铝合金导线比钢芯铝绞线具有抗拉强度大、重量轻、弧垂特性好等特点，在线路敷设时可降低铁塔高度，加大架设间距，节省和降低工程投资，更适用于大长度、大跨度、冰雪暴风等地区的输电线路。6.KVV型控制电缆：适用于室内各种敷设方式的控制电路中。对于该类电缆来说，主要考虑耐高温特性和屏蔽特性及耐油、耐酸碱、阻水性能。【例4】（2012真题）直接埋地敷设的照明电缆，应选用（）型电缆。A.VV B.V
12、V22C.VV32D.YJV32正确答案B答案解析本题考查的是电缆的类型及应用。VV22型：能承受一定的机械外力作用，但不能承受大的拉力。参见教材P10。三、绝缘材料的类型及应用包括绝缘漆、绝缘胶、云母制品、气体介质绝缘材料、液体绝缘材料和层压制品。4.气体介质绝缘材料：在电气设备中，气体除可作为绝缘材料外，还具有灭弧、冷却和保护等作用，常用的气体绝缘材料有空气、氮气、二氧化硫和六氟化硫等。通用机械设备的分类和性能机电工程项目通用机械设备是指通用性强、用途较广泛的机械设备。一般可分为切削设备、锻压设备、铸造设备、输送设备、风机、泵、压缩机等，设备的性能一般以其参数表示。【例1】（2011真题）
13、下列设备中，属于通用机械设备的是（）。A.压缩机 B.桥式起重机 C.锅炉 D.汽轮机正确答案A答案解析本题考查的是通用机械设备的分类和性能。通用机械设备可分为：切削设备、锻压设备、铸造设备、输送设备、风机、泵、压缩机等。参见教材P12。一、泵的分类和性能 1.泵的分类根据泵的工作原理和结构形式可分为：容积式泵、叶轮式泵。容积式泵包括往复泵和回转泵两类，往复泵有活塞泵、柱塞泵和隔膜泵等；回转泵有齿轮泵、螺杆泵和叶片泵等。叶轮式泵分为离心泵、轴流泵、混流泵和旋涡泵等。2.泵的性能泵的性能参数主要有流量和扬程，此外还有轴功率、转速、效率和必需气浊余量。泵的效率不是一个独立性能参数，它可以由别的性能
14、参数例如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。例如，一幢30层的高层建筑，其消防水泵的扬程应在130m以上。活塞泵简图齿轮泵简图轴流泵示意图离心泵图片二、风机的分类和性能 1.风机的分类（2）按照气体在旋转叶轮内部流动方向划分，可分为：离心式风机、轴流式风机、混流式风机。 （4）按照排气压强的不同划分，可分为：通风机、鼓风机、压气机。2.风机的性能风机的性能参数主要有流量、压力、功率，效率和转速，另外，噪声和振动的大小也是风机的指标。离心风机与轴流风机【例2】（2012真题）下列参数中，属于风机的主要性能参数的是（）。A.流量、风压、比转速 B.流量、吸气压力、转速C.功率、吸气压力、比转速 D.
15、功率、扬程、转速正确答案A答案解析本题考查的是风机的分类和性能。风机的性能参数主要有流量、压力、功率，效率和转速。选项BC中的“吸气压力”是压缩机的性能参数；选项D的“扬程”属于泵的性能参数。参见教材P13。三、压缩机的分类和性能按照压缩气体方式可分为：容积式压缩机和动力式压缩机两大类。按结构形式和工作原理，容积式压缩机可分为往复式（活塞式、膜式）压缩机和回转式 （滑片式、螺杆式、转子式）压缩机；动力式压缩机可分为轴流式压缩机、离心式压缩机和混流式压缩机。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、噪声等。四、输送设备的分类和性能输送设备通常
16、按有无牵引件（链、绳、带）分为具有挠性牵引件的输送设备和无挠性牵引件的输送设备。无挠性牵引件的输送设备有螺旋输送机、滚柱输送机、气力输送机等，其工作特点是物品与推动件分别运动。带式输送机螺旋输送机五、切削机床的分类和性能1.切削机床的分类（1）按加工方法和所用刀具进行分类，是机床主要的分类方法。（4）按通用性程度，同类型机床可分为：通用机床、专门化机床、专用机床。1）通用机床，用于加工多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较大，但结构比较复杂。这种机床主要适用于单件小批量生产。2）专门化机床，工艺范围较窄，只能用于加工某一类（或少数几类）零件的某一道或少数几道特定工序。3）专用机床，工艺范围
17、最窄，一般是专门为某一种零件的某一道特定工序加工。适用于大批量生产，如汽车、拖拉机制造中广泛适用的各种钻、镗组合机床、加工中心等。2.金属切削机床的性能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。机床的指标取决于机床的静态几何精度和刚度等静态特性且包括机床的运动精度、动刚度、热变形和噪声等的动态特性。六、锻压设备的分类和性能1.锻压设备的分类（1）机械压力机工作精度高、操作条件好、生产效率高，易于实现机械化、自动化，适于在自动线上工作。（2）液压机的行程是可变的，能够在任意位置发出最大的工作力。液压机工作平稳，没有振动，容易达到较大的锻造深度，最适合于大锻件的锻造和大规格板材的拉伸、打
18、包和压块等工作。（3）锻锤适用于自由锻和模锻。但振动较大，较难实现自动化生产。专用设备的分类和性能专用设备是指专门针对某一种或一类对象或产品，实现一项或几项功能的设备。按照建设工程分类标准划分，专用设备有：火力发电设备、水力发电设备、核电设备、矿业设备、轻工设备、纺织设备、石油化工设备、冶金设备、建材设备和其他专用设备等。二、锅炉设备的分类和性能1.锅炉设备的分类（1）按锅炉容量分类，可分为：小型锅炉，蒸发量小于20t/h；大型锅炉，蒸发量大于75t/h；中型锅炉，蒸发量介于前两者之间。（2）按锅炉压力分类掌握：高压锅炉，压力小于等于10.0MPa；超高压锅炉，压力小于等于14.0MPa。2.
19、锅炉的性能锅炉的基本特性通常用下述指标来表示：1）蒸发量。蒸汽锅炉用额定蒸发量表明其容量的大小，单位是t/h；热水锅炉用额定热功率来表明其容量的大小，单位是MW。2）压力和温度。出口处（或进口处）。压力：蒸汽锅炉出汽口处的蒸汽额定压力，或热水锅炉出水口处热水的额定压力称为锅炉的额定工作压力，又称最高工作压力，单位是MPa。温度：对于生产过热蒸汽的锅炉，应标明蒸汽过热器出口处的蒸汽温度，即过热蒸汽温度，单位是。对于热水锅炉，分为额定出口的热水温度和额定进口的回水温度。通过热水锅炉的水流量称为额定循环水量，单位是t/h。3）受热面蒸发率和受热面发热率受热面蒸发率:蒸汽锅炉，单位kg/（m2h）受热
20、面发热率:热水锅炉，单位kJ/（m2h）锅炉受热面蒸发率或发热率是反映锅炉工作强度的指标，其数值越大，表示传热效果越好。4）锅炉热效率（无量纲）是表明锅炉热经济性的指标，一般工业燃煤锅炉热效率在60%82%左右。五、石油化工设备的分类和性能1.石油化工设备分类按照设备的功能和作用，石油化工设备可分为传热设备、传质设备、粉碎设备、混合设备、分离设备、制冷设备、干燥设备、包装设备、输送设备、储运设备、成型设备、反应器等类。（1）传热设备。包括：冷却器、加热器、再沸器、冷凝器、蒸发器、过热器、废热锅炉、换热器等。（2）传质设备。包括填料塔、板式塔等。（5）分离设备。包括筛分设备、蒸发设备、沉降设备、
21、过滤设备、萃取设备、离心设备和其他分离设备。（9）输送设备。包括液体输送设备（例如各种泵）、气体输送设备（通风机、鼓风机、压缩机）、固体输送设备（运输机、提升机）等。2.石油化工设备的性能石油化工设备的性能指标有很多，主要的有容积、压力、温度、流量、换热面积、制冷量、反应时间、物料纯净度等。静置设备的分类和性能一、静置设备的分类静置设备可分为反应设备、塔设备、换热设备、分离设备、储存设备等。1.按设备的设计压力分类掌握中压设备的范围：1.6MPaP10MPa；低压设备的范围：0.1MPaP1.6MPa。3.按设备在生产工艺过程中的作用原理分类：容器、反应器、塔、换热器、储罐等。二、静置设备的性
22、能静设备的性能主要由其功能来决定，其主要作用有：贮存、均压、热交换、反应、分离、过滤等。主要性能参数有容积、压力、温度、流量、液位、换热面积、效率及设备的强度、刚度和稳定性等。电气设备的分类和性能机电工程常用的电气设备有电动机、变压器、高压电器及成套装置等，是从电网受电，变压，向负载供电，将电能转换为机械能。一、电动机的分类和性能2.电动机的性能（1）直流电动机常用于拖动对调速要求较高的生产机械。它具有较大的启动转矩和良好的启、制动性能以及易于在较宽范围内实现平滑调速的特点。其缺点是结构复杂、价格高。（2）同步电动机常用于拖动恒速运转的大、中型低速机械。它具有转速恒定及功率因数可调的特点。其缺
23、点是结构较复杂、价格较贵、启动麻烦。（3）异步电动机是现代生产和生活中使用最广泛的一种电动机。它具有结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、维护方便、坚固耐用等优点。其缺点是：与直流电动机相比，其启动性能和调速性能较差；与同步电动机相比，其功率因数不高，在运行时必须向电网吸收滞后的无功功率，对电网运行不利。【例3】（2014真题）异步电动机与同步电动机相比，其缺点是（）。 A.结构较复杂B.功率因数低 C.价格较贵 D.启动麻烦 正确答案B答案解析本题考查的是电动机的分类和性能。异步电动机与同步电动机相比，其功率因数不高，在运行时必须向电网吸收滞后的无功功率，对电网运行不利。参见教材P23。二
24、、变压器的分类和性能 2.变压器的性能变压器的性能由多种参数决定，主要由变压器线圈的绕组匝数、连接组别方式、外部接线方式及外接元器件来决定。（2013多选题）掌握变压器的8个主要参数：工作频率、额定功率、额定电压、电压比、空载电流、空载损耗、效率、绝缘电阻。绝缘电阻：表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。三、高压电器及成套装置的分类和性能高压电器是指交流电压1200V、直流电压1500V及其以上的电器。高压电器及成套装置的性能由其在电路中所起的作用来决定，主要有：通断、保护、控制和调节四大性能。五、电工测量仪器仪表的分
25、类和性能1.电工测量仪器仪表的分类电工仪器仪表分为电工测量指示仪表和较量仪表两大类。需要度量器直接参与工作才能确定被测量数值的仪表称为较量仪表，如电桥、电位差计等。2.电工测量仪器仪表的性能电工测量仪器仪表的性能由被测量对象来决定。1H412000机电工程专业技术测量技术测量的方法工程测量是按照设计和施工的要求将设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程在地面上标定出来，作为施工的依据，并在施工过程中进行一系列的测量工作，以衔接和指导各工序之间的施工。一、工程测量的目的和内容 工程测量包括对建（构）筑物施工放样、建（构）筑物变形监测、工程竣工测量等，以保证将设计的建（构）筑物位置正确地测设到地面上，
26、作为施工的依据。二、工程测量的特点工程测量的精度要求取决于工程的性质、规模、材料、施工方法等因素。三、工程测量的原则和要求工程测量应遵循“由整体到局部，先控制后细部”的原则。即先在施工现场建立统一的施工控制网，然后以此为基础，测设出各个建筑物和构筑物的细部位置。四、工程测量的基本原理与方法（一）水准测量原理水准测量的原理是利用水准仪提供的一条水平视线，测出两地面点之间的高差，然后根据已知点的高程和高差，推算出另一个点的高程。测定待测点高程的方法有高差法和仪高法两种。1.高差法采用水准仪和水准尺测定待测点与已知点之间的高差，通过计算得到待定点的高程的方法。2.仪高法采用水准仪和水准尺，只需计算一
27、次水准仪的高程，就可以简便地测算几个前视点的高程。当安置一次仪器，同时需要测出数个前视点的高程时，使用仪高法是比较方便的。水准测量原理（二）基准线测量原理基准线测量原理是利用经纬仪和检定钢尺，根据两点成一直线原理测定基准线。测定待定位点的方法有水平角测量和竖直角测量，这是确定地面点位的基本方法。每两个点位都可连成一条直线（或基准线）。平面安装基准线不少于纵横两条。五、工程测量的程序无论是建筑安装还是工业安装的测量，其基本程序都是：建立测量控制网设置纵横中心线设置标高基准点设置沉降观测点安装过程测量控制实测记录等。【例1】【2010二级真题】在工程测量的基本程序中，设置标高基准点后，下一步应进行
28、的程序是（）。A.安装过程测量控制B.建立测量控制网 C.设置沉降观测点D.设置从横中心线正确答案C答案解析本题考查的是工程测量的基本原理和方法。无论是建筑安装还是工业安装的测量，其基本程序都是：建立测量控制网设置纵横中心线设置标高基准点设置沉降观测点安装过程测量控制实测记录等。参见教材P29。六、工程测量竣工图的绘制P30：机电工程测量竣工图的绘制内容：包括安装测量控制网的绘制，安装过程及结果的测量图的绘制。七、机电工程中常见的工程测量（二）连续生产设备安装的测量1.安装基准线的测设：中心标板应在浇灌基础时，配合土建埋设，也可待基础养护期满后再埋设。放线就是根据施工图，按建筑物的定位轴线来测
29、定机械设备的纵、横中心线并标注在中心标板上，作为设备安装的基准线。设备安装平面基准线不少于纵、横两条。2.安装标高基准点的测设：标高基准点一般埋设在基础边缘且便于观测的位置。标高基准点一般有两种：一种是简单的标高基准点；另一种是预埋标高基准点。采用钢制标高基准点，应是靠近设备基础边缘便于测量处，不允许埋设在设备底板下面的基础表面。例如，简单的标高基准点一般作为独立设备安装的基准点；预埋标高基准点主要用于连续生产线上的设备在安装时使用。【例2】【2013真题】设备安装基准线是要根据施工图纸，按（）来确定设备的纵横中心线。A.土建提交的纵横中心线B.土建预留孔的位置C.设备底座地脚孔的位置D.建筑物的定位轴线正确答案D答案解析本题考查的是机电工程中常见的工程测量。放线就是根据施工图，按建筑物的定位轴线来测定机械设备的纵、横中心线并标注在中心
