一建机电教材解读：1H411021 通用机械设备的分类和性能

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　　1H411020 机电工程常用工程设备

　　机电工程设备是指归业主所有、为满足合同要求、组成工程实体的各种设备，工程竣工验收后，施工单位向业主办理移交手续。机电工程常用工程设备种类很多，可根据《建设工程分类标准》GB/T 50841--2013的工程划分来进行设备的分类。本目重点是：通用机械设备、专用设备、静置设备、电气设备的分类和性能。

　　1H411021 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。本条主要知识点是：泵、风机、压缩机、输送设备、切削设备、锻压设备、铸造设备的分类和性能。

　　一、泵的分类和性能

　　1.泵的分类

　　泵主要用来输送流体或混合流体，包括液体、气体、气液混合物、固液混合物以及气固液三相混合物的机械设备。泵的种类很多，其分类方法也很多。

　　(1)按照泵设备安装工程类别划分，根据《建设工程分类标准》GB/T 50841，可分为：离心式泵、旋涡泵、电动往复泵、柱塞泵、蒸汽往复泵、计量泵、螺杆泵、齿轮油泵、真空泵、屏蔽泵、简易移动潜水泵等。其中离心泵效率高，结构简单，适用范围最广。

　　(2)根据泵的工作原理和结构形式可分为：容积式泵、叶轮式泵。

　　1)容积式泵。靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排物料，并靠工作部件的挤压而直接使物料的压力能增加。根据运动部件运动方式的不同分为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。

　　2)叶轮式泵。叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的物料。根据泵的叶轮和流道结构特点的不同叶轮式分为离心泵、轴流泵、混流泵和旋涡泵等。

　　(3)按泵轴位置可分为：立式泵、卧式泵。

　　(4)按吸口数目可分为：单吸泵、双吸泵。

　　(5)按驱动泵的原动机划分，可分为：电动泵、汽轮机泵、柴油机泵、气动隔膜泵等。

　　2.泵的性能

　　(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。流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量，一般采用体积流量。扬程是单位重量输送液体从泵人口至出口的能量增量，对于容积式泵，能量增量主要体现在压力能增加上，通常以压力增量代替扬程来表示。泵的效率不是一个独立性能参数，它可以由别的性

　　能参数例如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。

　　(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。每一台泵都有特定的特性曲线，由泵制造厂提供。通常在工厂给出的特性曲线上还标明推荐使用的性能区段，称为泵的工作范围。选择和使用泵，应使泵的工作点落在工作范围内。同一台泵输送黏度不同的液体时，其特性曲线也会改变。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。

　　例如，一幢30层(98m)的高层建筑，其消防水泵的扬程应在130m以上。

　　一、风机的分类和性能

　　1.风机的分类

　　(1)按照《建设工程分类标准》中风机设备安装工程类别划分，可分为：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。

　　(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。

　　(3)按结构形式划分，可分为：单级风机、多级风机。

　　(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。流量也称风量，以单位时间内流经风机的气体体积表示。压力也称风压，是指气体在风机内压力升高值，有静压、动压和全压之分。功率是指风机的输入功率，即轴功率。风机有效功率与轴功率之比称为效率。风机全压效率可达90%。

　　三、压缩机的分类和性能

　　1.压缩机的分类

　　压缩机是一种压缩气体体积并提高气体压力或输送气体的机器。各种压缩机都属于动力机械，能将气体体积缩小，压力增高，具有一定的动能，可作为机械动力或其他用途。按所压缩的气体不同，压缩机可称为空气压缩机，氧气压缩机、氨压缩机、天然气压缩机。

　　(1)按照《建设工程分类标准》中风机设备安装工程类别划分，可分为：活塞式压缩机、回转式螺杆压缩机、离心式压缩机(电动机驱动)等。

　　(2)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。

　　(3)按压缩次数可分为：单级压缩机、两级压缩机、多级压缩机。

　　(4)按气缸的布置方式可分为：立式压缩机、卧式压缩机、L型压缩机、V型压缩机、W型压缩机、扇形压缩机、M型压缩机、H型压缩机。

　　(5)按气缸的排列方法可分为：串联式压缩机、并列式压缩机、复式压缩机、对称平衡式压缩机――气缸横卧排列在曲轴轴颈互成1800的曲轴两侧，布置成H型、D型、M型，其惯性力基本能平衡(大型压缩机都朝这方向发展)。

　　(6)按压缩机的排气最终压力划分，可分为：低压压缩机――排气压力在0.3～1.0MPa;中压压缩机――排气压力在1.0～10. 0MPa;高压压缩机――排气压力在10.0～100. 0MPa;超高压压缩机――排气压力在100. 0MPa以上。

　　(7)按压缩机排气量的大小划分，可分为：微型压缩机――输气量在l m3/min以下;

　　小型压缩机――输气量在1～l0m3/min;中型压缩机――输气量在10～100 m3/min;大型压缩机――输气量在l00m3/min以上。

　　(8)按传动种类划分，可分为：以电动机为动力的压缩机、以蒸汽机为动力的压缩机、以内燃机为动力的压缩机、以汽轮机为动力的压缩机。

　　(9)按润滑方式划分，可分为：无润滑压缩机、有润滑压缩机。

　　(10)按冷却方式划分，可分为：水冷式压缩机、风冷式压缩机。

　　(11)按动力机与压缩机之传动方法划分，可分为：刚性联轴器直接传动压缩机、挠性联轴器直接传动压缩机、减速齿轮传动压缩机、皮带传动压缩机、无曲轴――连杆机构的自由活塞式压缩机。

　　(12)离心式压缩机按总体结构可分为：水平剖分型、垂直剖分型(又称筒型)、等温型和多轴型。

　　2.压缩机的性能

　　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。其工作特点是把物品置于承载件上，由挠性牵引件搬运承载件沿着固定的线路运动，靠物品和承载件的摩擦力使物品与牵引件在工作区段上一起移动。

　　(2)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。推动件作旋转运作(滚子输送机)或往复运动(振动输送机)时，依靠物品与承载件间的摩擦力或惯性力，使物品向前运动，而推运件自身仍保持或回复到原来位置。

　　2.输送设备的性能

　　连续输送设备只能沿着一定路线向一个方向连续输送物料，可进行水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路。输送设备输送能力大、运距长、设备简单、操作简便、生产率高，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作。

　　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

　　1.切削机床的分类

　　切削机床是切削设备的一个类别。

　　(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。根据国家制定的机床型号编制方法，机床划分为12类：车床、铣床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、刨床、插床、拉床、锯床及其他机床。在每一类机床中，又按工艺范围、布局形式和结构等分为组，每一组又细分为若干系(系列)。

　　(2)按质量和尺寸，同类型机床可分为仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床、超重型机床。

　　(3)按工作精度，同类型机床可分为普通精度机床、精密机床和高精密机床。

　　(4)按通用性程度，同类型机床可分为以下三种：

　　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，例如卧式车床、万能外圆磨床、万能升降台铣床等。

　　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，如曲轴车床、凸轮车床、螺旋桨铣床等。

　　3)专用机床，工艺范围最窄，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。

　　(5)按自动化程度，可分为手动、机动、半自动和自动机床。调整好后无需工人参与便能完成自动工作循环的机床称为自动机床;若装卸工件仍需人工进行，能完成半自动工作循环的机床称为半自动机床。

　　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。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，以及机床的自动化程度和工作可靠性。这些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

　　按照《建设工程分类标准》中锻压设备安装工程类别划分，可分为：机械压力机、液压机、自动锻压机、锻锤、剪切机、弯曲校正机、锻造水压机等。

　　(1)机械压力机是用机械传动，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)液压机是以高压液体(油、乳化液、水等)传送工作压力的锻压机械。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、打包和压块等工作。液压机主要包括水压机和油压机两大类：水压机产生的总压力较大，常用于锻造和冲压。锻造水压机又分为模锻水压机和自由锻水压机两种，模锻水压机要用模具，自由锻水压机不用模具。液压机按结构形式现主要分为：四柱式、单柱式(C型)、卧式、立式框架等。某些弯曲、矫正、剪切机也属于液压机一类。

　　(3)锻锤是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。适用于自由锻和模锻。但振动较大，较难实现自动化生产。

　　2.锻压设备的性能

　　锻压设备的基本特点是压力大，故多为重型设备，通过对金属施加压力使其成形，有一定加工精度要求。锻压设备上设有安全防护装置，以保障设备和人身安全。我国有世界最大的、先进的自动控制的8万工模锻压力机。

　　七、铸造设备的分类和性能

　　1.铸造设备的分类

　　(1)按照《建设工程分类标准》中铸造设备安装工程类别划分，可分为：砂处理设备、造型设备、造芯设备、落砂设备、清理设备、金属型铸造设备、材料准备设备、抛丸设备、铸铁平台等。

　　(2)按造型方法分类，可分为：普通砂型铸造设备和特种铸造设备。普通砂型铸造设备包括湿砂型、干砂型、化学硬化砂型铸造设备三类。特种铸造设备按造型材料又可分为两大类，一类以天然矿产砂石作为主要造型材料，如熔模铸造、壳型铸造、负压铸造、泥型铸造、实型铸造、陶瓷型铸造设备等;一类以金属作为主要铸型材料，如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力铸造、低压铸造设备等。

　　2.铸造设备的性能

　　铸造设备可将熔炼成符合一定要求的金属液体，浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后，形成预定形状、尺寸和性能的铸件。