化工设备机械基础论文

化工设备机械基础论文

化工机械设备基础的

重要性

生产技术部：高保元

化工机械设备基础的重要性

摘要：现代工业生产中，化工机械设备占有重要地位，如果机械出了问题就会影响生产的正常运行，化工机械设备日趋向大型化、精细化和集成化的发展方向。一台运行着的化工设备，其整体实际上是一个及其复杂的大系统。而一旦当中的某个环节发生故障，或者哪一部分使用不当而没有采取合适的解决措施，就会导致整个系统发生重大事故。所以要掌握化工机械的基本知识。本文主要介绍化工机械设计条件、作用、及机械设备的安全使用。

关键词：设计条件、作用、维修。

一、化工机械设备设计需要满足的基础条件

1、强度条件强度是指设备或构建抵抗破坏的能力。在外力的作用下发生断裂或显著的不可恢复变形都属于强度失效。设备及构件需要满足一定的强度条件。

2、刚度条件刚度条件是指设备及构件抵抗变形的能力。一些构件对变形有一定的要求，在这些构件上若存在较大变形就是属于强度失效。因此构件要有必要的刚度。

3、稳定性条件稳定性是指构件或设备保持原有平衡力的能力。如细长直杆、薄壁外压容器等，在所受外压力过大时会突然压弯而失去原有的平衡状态。因此，构件要具有足够的稳定性。

4、耐腐蚀度耐腐蚀度是指设备在一定条件下抵抗腐蚀的能力，有些设备的工作环境使一些强酸强碱中，如果设备抗腐蚀能力不够的话设备就容易损坏。因此，设备根据设计需要有足够的耐腐蚀度。

5、耐高温、低温、酸性、碱性、毒性、密封性好、高效率和低能耗。二、化工机械设备状态诊断与分析的作用

1、从设备运行特征的信号中，快速提取对状态诊断有用的运行信息，从而确定检测设备的各项功能是否运行正常。

2、根据运行设备的独有特征信号，进行故障内容的确定，并确定故障部位、

形成程度和未来的发展趋势，进行深入的状态分析后作出决策。

3、对运行设备可能发生的机械故障，能够做出早期的预报，从而保障化工设备的安全和可靠的运行，近二十化工设备发挥最大的效益。

4、通过化工机械设备状态诊断与分析，能够评定化工设备的动态性能和前期的设备维修质量，对化工机械设备先前发生的设备故障进行及时、准确的状态检测，然后确定发生的原因，在分析的基础上，快速决定进一步维修的措施。

5、设备的点检。它包括日常点检和定期点检。日常点检由操作工人进行，主要是利用感官检查状态，并按日常点检卡中规定的项目和符号记录点检部位的状态。

6、设备的状态监测。日前设备状态监测主要是从人工检查逐步实现人、机检查，将设备监测仪器与计算机结合。计算机接收了监测信号后，可定时显示或打印输出设备的状态参数(如温度、压力、振动等)。

7、设备的在线监测为了开展设备状态监测和故障诊断工作，不仅要大力培训专业技术人才、组织专业队伍，而且要积极开发设备在线监测软件和新的状态监测项目，以适应现代化大生产管理的需要。

8、设备诊断基本技术主要包括检测技术、信号处理技术、识别技术、预测技术等。设备诊断不仅是对故障的识别和鉴定，也是对设备定量测定的各种信息，数据的科学分析和预测，必须与设备寿命周期联系起来，否则就很难做出确切的诊断。根据设备综合管理的理论，要把诊断技术用于设备一生，并把过去收集的数据储存起来，以利于搞好设备一生各个环节的管理工作。三、化工设备的维修与保养

1、研究设备维修的可行性

由于化工生产的生产工序的连续性，以及介质的高温、高压、毒性，因此在设备检修前，应组织有关部门进行设备维修的综合评价，综合评价设备的维修价值有多大，同时考虑在维修过程可能出现的不安全因素，拿出安全可行的施工方案。

2、设备内检修的准备工作

由于化工企业设备内检修的复杂性及不安全性，需要检修单位做好检修的准备工作。

2.1首先要弄清楚设备内介质的化学、物理特性，从而确定可行的置换方案，通过置换达到检修的基本条件，这是保证作业人员人身安全最基本的条件。

2.2要把进出设备的物料管道、阀门关闭，并按照要求安装盲板（不要只是把阀门关掉，要防止阀门不严），从而达到把检修设备与其他设备彻底断开的目的。

2.3把检修设备的电源关闭，并且要在电源开关上悬挂“设备检修禁止合闸”的安全警示牌。

2.4设备内检修的照明要按照干燥程度来确定，设备内干燥时照明的电压就为24V，潮湿时照明的电压应为12V。

2.5安全准备工作完毕后需要到安技部门办理进入设备内作业证，同时检修需要进行电气焊的要准备好绝缘胶垫或绝缘枕木，还需办理动火证。

2.6检修设备属于压力容器的需要按照《特种设备安全监察条例》的要求去检修。

3、明确设备内检修人员的职责3.1检修人员

进入设备内检修人员在检修前必须经过安全教育，使检修人员明确在检修过程可能出现的危险因素及应对方法。进入设备内检修人员必须身体健康且无高血压、心脏病等疾病；进入设备前必须穿戴好必要的防护用品。在工作过程中身体感觉不适要及时通知监护人员且要及时离开现场，负责检修的有关部门要进一步分析研究出现此状况的原因，重新制定安全可靠的施工方案，确保职工的人身安全。

3.2施工监护人员3.2.1选择监护人

检修部门一定要选择技术熟练，工作认真负责的人员从事监护工作，监护人员一般不少于2人。

3.2.2施工监护人员的职责

A、监护人员协助施工人员准备和配备好所需的防护用品，并检查是否有效；B、监护人员应清楚工作的内容、目的和要求，以及采取的安全措施情况；C、监护人员进行监护时要选择适当的监护点，并要注意自身的安全，应时

刻注意被监护人员的工作及身体状况，同时要做好万一发生问题时采取救护措施的准备；

D、监护人员在监护工作中一刻也不能离开监护岗位；

E、如果出现事故，从现场抢救出来的检修人员，应立即脱离施工现场，移至空气新鲜的地方，如患者停止心跳及呼吸，则应就地抢救，主要采取人工呼吸，并要及时通知医院。

设备内作业随着工艺的改进及设备新材料的应用会有所变化，这就需要生产的管理人员要有与时俱进的精神，在生产过程中不断的总结经验来指导生产，为保证职工的人身健康及为企业正常的生产秩序做好服务。

4、设备的维护保养4.1设备的日常维护。

通过擦拭、清扫、润滑、调整等一般方法对设备进行护理，以维持和保护设备的性能和技术状况，称为设备维护保养。设备维护保养的要求主要有四项：

4.1.1清洁设备内外整洁，各滑动面、丝杠、齿条、齿轮箱、油孔等处无油污，各部位不漏油、不漏气，设备周围的切屑、杂物要清扫干净；

4.1.2工具整齐、附件、工件(产品)要放置整齐，管道、线路要有条理；4.1.3润滑良好，按时加油或换油，不断油，无干摩现象，油压正常，油标明亮，油路畅通，油质符合要求，油枪、油杯、油毡清洁；

4.1.4严格遵守安全操作规程，不超负荷使用设备，设备的安全防护装置齐全可靠，及时消除不安全因素

4.2设备定期保养

4.2.1一级保养：以操作工人为主，维修工人协助，按计划对设备局部拆卸和检查，清洗规定的部位，疏通油路、管道，更换或清洗油线、毛毡、滤油器，调整设备各部位的配合间隙，紧固设备的各个部位。一级保养所用时间为4-8h，一次保养完成后应做记录并注明尚未清除的缺陷，车间机械员组织验收。一保的范围是企业全部在用设备，对重点设备应严格执行。一保的主要目的是减少设备磨损，消除隐患、延长设备使用寿命

4.2.2二级保养：以维修工人为主，操作工人参加来完成。二级保养列入设备的检修计划，对设备进行部分解体检查和修理，更换或修复磨损件，清洗、

换油、检查修理电气部分，使设备的技术状况全面达到规定设备完好标准的要求。二级保养所用时间为7天左右。二次保养完成后，维修工人应详细填写检修记录，由车间机械员和操作者验收，验收单交设备动力科存档。二保的主要目的是使设备达到完好标准，提高和巩固设备完好率，延长大修周期。四、小结

化工机械设备在生产中，有着举足轻重的地位。深入了解、掌握化工机械的基本知识，良好的运用这些知识保证正常的生产。提高化工企业设备维修的现代化水平。

参考文献：

[1]赵军、段成红化工设备机械基础第二版201*.7

[2]李连成.化工设备维护与企业现场管理[J].化工管理，201*；(09)[3]百度文库化工设备维修保养四项要求

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学院：环境与化学工程学院

专业：应用化学02班

姓名：杨双立学号：40904010216

化工设备机械基础

杨双立

（西安工程大学，环境与幻雪工程学院，陕西，西安710000）

摘要：化工设备机械基础是我们了解一些化工机械设备的功能、用途以及设计它们的一门基础性学科，虽然只是大致的讲了一遍，但对我们在这方面的学习是很有帮助的，总共分为三篇，即：工程力学基础、化工设备设计基础、机械传动，每篇都有其特定的内容，使我们了目了然，方便学习。

关键字：静力学；机械传动；设备；工程力学

ChemicalEngineeringIsLocatedManufacturingMachineMachinery

BasePlinth

YangShuangli

（Xi"anpolytechnicuniversity,environmentandchemical

Engineeringcollege,ShanXi,Xi"an710000)

Abstract：themechanicalbasisofchemicalequipmentisourunderstandingofsomechemicalmachineryandequipmentfunction,useanddesignofwhichtheyareafundamentaldiscipline,althoughisonlyroughlyspeakingagain,butforusinthisareaofstudyisveryhelpful,itisdividedintothree,namely:thefoundationsofengineeringmechanics,chemicalequipmentdesignfoundation,mechanicaltransmission,eachhasitsspecificcontent,makewestickoutamile,tofacilitatelearning.

Keywords:statics；mechanicaltransmission；equipment；engineeringmechanics

首先：工程力学是一门研究物体机械运动以及构件强度、刚度和稳定性的科学，本篇包含工程力学两个基本部分的内容：静力学和材料力学。力是物体间相互的机械作用，作用在物体上的力会引起两种效应：一是引起物体机械运动状态的改变，称为外效应；二是引起物体的变形，称为内效应。静力学主要研究力的外效应中的平衡规律，而平衡是物体机械运动的特殊情形，力的外效应为物体的平衡作出了很多“贡献”，比如：作用与反作用、约束与反约束、力矩、力偶。在研究物体上的受力情况时，又不得不对刚体这一概念作一理解，即在力的作用下不发生变形的物体，刚体是一抽象化的概念，通过这一概念可以更容易地揭示物体受力运动的客观规律；对力的投影，合力投影定力，分离体和受力图。力的平衡。平面力系的简化、合力矩定理，平面力系的平衡方程，空间力系也做了一些了解；工程结构物，机械和设备都是由构件构成的，若要这些构件在歪理的作用下能够安全可靠的运行，则需满足一下条件：a.强度瞧见：强度是指构件抵抗破坏的能力；b.刚度条件：是指构件抵抗变形的能力；c.稳定性条件：稳定性是指构件保持原有平衡状态的能力；材料力学研究杆的强度、刚度和稳定性问题。在实际中，刚体是不存在的，任何物体在歪理的作用下都将发生变形，因此研究物体的拉伸、压缩与剪切十分重要；在机械工程中的许多物体，其主要变形是扭转，所以研究物体的扭转的一些力学特性很有必要；弯曲是工程实际中最常见的一种基本变形形式，所以弯曲中物体的一些力学性能也需要理解；应力状态分析、强度理论、组合变形等其中也有介绍；许多构件在工作是出现随时间作用周期变化的应力，这种应力称为交变应力，实践表明，交变应力引起的破坏与静应力全然不同，金属构件经过一段时间交变应力的作用后发生的断裂现象称为“疲劳破坏”，简称疲劳，因此，研究物体在交变应力的作用下的疲劳程度很重要。

其次：化工设备实际基础讲述了一些基本化工设备的设计方法及要求。在化工厂和石油化工厂中，有各种各样的设备，这些设备按照它们在生产过程中的原理，可以分为反映设备、分离设备和储运设备，a.反应设备：主要是用来完成介质的物理、化学反应的设备；b.换热设备：主要是用来完成介质的热量交换的设备；c.分离设备：主要是用来完成介质的流体压力平衡和气体净化分离等的设备；d.储运设备：主要是用来盛装生产和生活用的原料气体、液体、液化气体等。容器一般是由几种壳体组合而成，再加上连接法兰、支座、接口管、人孔、手孔、视镜等零部件。容器通常可按容器的形状、容器厚度、承压性质、工作温度、支承形式、结构材料及容器的技术管理等进行分类，容器零部件的机械设计须满足如下要求：强度、.刚度、稳定性、耐久性、密封性、节省材料和便于制造、方便操作和便于运输，从产品的设计、制造、检验和维修等诸多方面来看，标准化是组织现代化生产的重要手段。实现标准化，有利于成批生产，缩短生产周期，提高产品质量，降低成本，从而提高产品的竞争力；实现标准化，可以增加零部件的互换性，有利于设计、制造、安装和维修，提高劳动生产率。后续对内压薄壁容器设计的一些基础性知识做了一些了解，比如：回转壳体的几何特性以及回转体薄膜应力分析；内压薄壁圆筒和球壳设计，包括球壳强度计算；内压容器封头的设计，包括凸形封头、锥形封头、平板封头以及封头的结构特性及选择；外压容器设计的基础知识，包括外压容器设计方法及要求、临界压力、外压球壳与凸形封头的设计、加强圈的作用与结构；容器零部件，包括法兰连接、容器支座、容器的开孔补强，容器附件等。最后：机械传动的主要作用是传递动力和运动，机械传动系统是机械系统中的重要组成部分，机械传动可分为摩擦传动、齿合传动、液力传动和气力传动。带传动是摩擦传动中的一种，它是通过中间绕柱体件传递运动和动力的，使用于两轴中心距较大的场合，带传动的类型有平带、V带、多楔带和园带传动，平带在小功率传动中可用来进行交叉、半交叉传动，以改变两平行轴间的传动方向；V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力，故能传递较大的功率，V带无接头，传动平稳，应用广泛，但不宜用在交叉传动和半交叉传动中；齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式，其主要优点是：效率高，传动比稳定，工作可靠，寿命长，实用的速度和传递的功率范围广，可实现平行轴，相交轴和交错轴之间的传动；其主要缺点是：需要专门的制造设备，成本较高，精度低时噪声和振动较大，不宜用在轴间距离较大的传动，齿轮传动的类型包括：平行轴齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动、交错轴齿轮传动；按照工作条件齿轮传动又可分为闭式传动、开式传动和半开式传动，在闭式齿轮中，齿轮和轴承全部封闭在刚性箱体内，有良好的润滑条件，应用广泛，开式齿轮传动的齿轮完全外露，灰尘和杂物容易落入齿合区，也不能保证良好的润滑，齿面易磨损，半开式齿轮传动有简单的防护罩，较开式齿轮工作条件好，但仍有灰尘等落入；齿轮传动是依靠主动轮的轮齿推动从动轮的轮齿进行工作的，对传动的基本要求之一是瞬时传动比应保持恒定，否则当主动轮以等角速度回转时，从动轮的角速度的大小随时间变化因而在齿轮装置中引起冲击、振动与噪声，影响齿轮传动的工作精度，甚至可导致齿轮过早地失效，有关这一方面的介绍还有一个重要的定律，即相互齿合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比，都与其链接O1O2被其齿合齿廓在接触点处的公法线所分成的两段长成反比，这一规律称为齿廓齿合基本定律，在齿轮加工中有这么几种方法，1.仿形法：仿形法是用与齿轮齿槽形状相同的圆盘铣刀或指状铣刀在铣床上进行加工，这种方法加工出的齿轮精度低，而且是一个齿一个齿切削，为不连续切削，故生产率很低，所需刀具数量多，但加工设备简单，刀具价廉，多用于修配、单件生产或小批量生产中；2.范成法：范成法是利用一对齿轮互相齿合时其共轭齿廓互为包络线的原理来切齿的。这种方法采用的刀具主要有齿轮插刀、齿条插刀和齿轮滚刀，由于加工精度及生产效率较高，是目前轮齿切削加工的主要方法；齿轮在使用过程中难免会遇到各种各样的问题，其中齿轮的失效就是其中之一，齿轮失效包括：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形。蜗杆传动主要由蜗杆和蜗轮组成，蜗杆的形状类似螺旋，有左旋和右旋之分，一般为主动；蜗轮是一个具有特殊形状的斜齿轮，按照蜗杆形状的不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动，环面蜗杆和锥蜗杆的制造较困难，安装要求较高，因而应用步入圆柱蜗杆广泛，圆柱蜗杆传动包括普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动两类，其中普通圆柱蜗杆传动又包括了阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆、发向直廓蜗杆和锥面包络蜗杆四种传动与齿轮传动相比，蜗杆传功的主要优点是：传动比大，在动力传动中单级传动比一般比一般为i=8~80，在分度机构中，传动比可达1000；且传动平稳，噪声低；结构紧凑；蜗杆导程角很小时能实现反行程自锁。蜗杆传动的主要缺点是：传动效率低，发热大，不宜大功率长时间连续工作；蜗杆常需要用较贵重的青铜制造，故成本较高。后续对轮系和减速器做了一些了解，包括轮系，减速器等，在生产实际中，往往由于主动轴与从动轴之间的距离较远，或需要有较大的传动比等原因，经常采用一系列相互齿合的齿轮所组成的称为轮系的传动系统，它的功能有：较远距离的传动、获得较大的传动比、改变从动轴的转向、实现多种传动比的传动、转动的合成和分解；轮系的分类：轮系通常分为定轴轮系和周转轮系两类，传动是，所有齿轮的几何轴线位置都是固定不变的轮系称为定轴轮系。传动时，至少有一个齿轮的几何轴线是绕另一个齿轮的固定几何轴线转动的轮系称为周转轮系。减速器是由封闭在刚性箱体中的几对齿轮以及蜗轮蜗杆等所组成，它在机器中常作为一独立不见装在原动机和工作机之间用以降低转速并相应增大转矩。根据传动的类型，减速器可分为齿轮、蜗杆、齿轮蜗杆和行星减速器；根据齿轮的形状不同，齿轮减速器又可分为圆柱、圆锥等齿轮减速器等；根据传动的级数又有单级、双级和多级减速器之分；按齿轮轴在空间的位置又可把减速器范围立式、卧式和侧式减速器；按传动的不知形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器等；轴、键和联轴器的一些功能和其制造所用材料以及关于轴的强度计算，按轴的承载情况，轴可分为三类：工作时即承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴；有些轴主要用来传递扭矩而不承受弯矩作用的轴称为传动轴；只受弯矩而不受扭矩作用的轴称为心轴；键连接是一种将轴和轴上的转动零件链接起来的可拆连接，主要用于轴和轮毂间的周向固定并传递扭矩；联轴器用来连接轴与轴或轴与其他回转件，并传递运动和扭矩，有时也可用作安全装置，联轴器的类型很多，根据对被连接两轴轴线相互位置是否重合分为两大类：1.固定式联轴器，两轴线严格重合，这类联轴器有凸缘联轴器和夹壳式联轴器；2.可移式联轴器，两轴线允许有一定程度不同形式的位移，根据连接元件中有无弹性元件，又分为可移式刚性联轴器包括十字滑块联轴器、齿轮联轴器、万向联轴器，可移式弹性联轴器；轴承的分类以及滑动轴承的分类及其它们的功能，轴承是支撑轴及轴上零件的部件，通常按轴承中摩擦性质的不同，将轴承分为滑动轴承和滚动轴承，而每一类轴承又按其所受载荷方向的不同，分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承；滑动轴承分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承。

参考文献：○1赵军等编化工设备机械基础，第二版北京：化学工业出版设202王守新等编工程力学北京：化工工业出版社1998○

3吴宗泽主编机械设计实用手册北京：化学工业出版社1999○

4刁玉玮、王立业编化工设备机械基础第三版大连：大连理工大学出版社○1997

5GB1501998刚制压力容器中国标准化出版社出版○

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