大学《过程装备制造》生产实习报告

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专业
学生姓名
学号年级
指导教师
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过程装备与控制工程
学生××指导老师××
[摘要] 实地参观专业所学在车间的应用，观察生产的工艺过程、制造设备及产品的
检测用途，从而印证理论知识。

对典型过程制造有客观的认识，对具体的生产问题有清醒
认识，有解决实际的想法。

[主题词] 过程制造；机械生产加工；生产工艺；车间实习
目录
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言 (4)
0.1生产实习的目的 (4)
0.2生产实习的要求与内容 (4)
1 理论学习 (5)
1.1精馏塔 (5)
1.2压缩机 (7)
1.2.1 压缩机类型及发展 (7)
1.2.2 压缩机系统...................................... 错误！未定义书签。

1.2.3 压缩机原理 (9)
1.2.4 压缩机的多级压缩 (10)
1.3板翅式换热器 (11)
1.4封头制造工艺 (14)
1.5无损探伤 (15)
1.6低温液体储槽 (15)
2 车间参观 (16)
2.1实习公司简介 (16)
2.2参观所得与收获 (17)
2.2.1 部分设备铭牌及产品照片 (17)
2.2.2 部分零件生产流程及工艺 (19)
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(21)
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(22)
前言
生产实习是各个大学工科专业重要的教学环节之一，是理论与实际相结合的有效方式。

通过实习将为今后的专业理论课程学习打下良好的感性认识基础。

时间：6月27日到7月4日。

地点：四川简阳。

0.1 生产实习的目的
（1）在实习过程中，通过对工厂生产的流程和与工程技术员、工人师傅的交流，对本专业有清晰深刻的认识，激发刻苦学习的热情，为更好地从学生到工作者的过渡。

（2）观察和分析过程设备与机器生产制造过程，了解本专业的生产实践知识，论证已学过的理论知识，充分了解实际生产技术，提高解决实际工程技术问题的能力（3）发挥学习主动性、积极性，学会与工人师傅的交流沟通，细心观察，虚心请教，大胆提问，注重综合能力的训练和培养。

0.2 生产实习的要求与内容
了解过程机械制造中的主要工装设备、过程机器和设备的典型零件制造工艺、主要过程机器和设备的结构和装配过程、过程机械生产中产品质量的检验知识、生产过程中质量保证体系和全面质量管理，了解工厂的技术改造、革新和新工艺及计算机在生产中的使用情况，收集过程机械制造的组织方式及技术管理资料。

实习内容包括过程设备制造和过程机器制造两部分。

前者主要是备料车间、成形车间和装配车间；后者指过程机器加工车间和部分装配车间。

1 理论学习
为了对实习的内容更加清晰、有针对性，我们进行了为期俩天的理论教学，授课老师是四川空分（设备）集团有限公司的工程师。

让我们对参观车间的制造、工艺、产品有了一个理性认识。

具体内容按照学习时间分为六部分：精馏塔、压缩机（主要是活塞式）、封头制造工艺、（板翅式）换热器、无损探伤和低温液体贮槽。

1.1 精馏塔
精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。

精馏塔是空分设备中的一部分，而其中空分有吸附法、膜分离法、精馏法三种常见方法，而其中精馏法主要用于大型空分设备。

一般的空分设备主要用于分离空气中的氧气、氮气和一些稀有气体，其中一般的工艺流程如下：
原料（空气）过滤器空压机纯化器主模热器
精馏塔
精馏塔分为两个部机——上塔和下塔。

空气在下塔初步分离，经过冷凝蒸发器再次分离，其中冷凝蒸发器连接了上下塔有板式塔与填料塔两种主要类型。

根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。

蒸气由塔底进入。

蒸发出的气相与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，从而达到组分分离的目的。

由塔顶上升的气相进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。

塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，加热蒸发成气相返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。

为了克服冷凝过程的缺点，提高产品的纯度，就必须增加气液间进行质量和热量的交换时间，这就提出了精馏的方法。

所谓精馏，就是把液体混合物同时并且多次地运用部分汽化和部分冷凝的过程，使低沸点组分（氮）不断地从液相蒸发到气相中去，同时使高沸点组分（氧）不断地从气相冷凝到液相中，最后实现两种组分的分离。

这一过程可按图所示的精馏过程简图来说明。

图中有1.2.3三个容器在理想绝热条件下工作。

把压力为饱和空气连续不断地以一定流量进入容器3，同时以一定数量的饱和氧气溶液引入容器1内。

饱和空气自下往上，饱和液体自上往下流动，并在容器中接触进行热质交换，使氧氮分离。

（1）蒸汽不断上升，液体不断下流，使处于平衡的两相物在容器中分开，然后进入
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另一容器，与不平衡物流接触，再达到新的平衡状态。

如此循环下去，气液相浓度发生变化，结果气相中氮含量逐步增加，液相中氧含量逐步提高。

使氧氮混合物得到分离。

（2）下部进料的饱和空气温度最高，起加热作用。

顶部进入的饱和液体温度最低，起冷却作用。

气液相需连续进料，这样才能保证容器中热质交换过程连续地、稳定地进行，同时不断地获得产品。

图1 精馏过程示意图
图1所示过程仅仅说明了精馏过程的基本概念，实际过程还要复杂些。

为了使汽、液接触后能接近平衡状态，就必须要增大汽液接触面积和增长接触时间。

为此，精馏过程一般是通过专门设备，即精馏塔来实现的。

精馏塔为圆柱形筒体，其中设置许多层相互平行的塔板。

目前在制氧机中所用的精馏塔，主要是筛板塔。

板式塔主要为气体与液体的接收场所，板式塔的结构简单，产率高，但是它却容易堵塞。

其中有塔体、塔板、筛孔三个部分，其结构如图2 所示。

（1）使不平衡的蒸汽与液体在板上进行热质交换，并趋向平衡。

（2）使趋向平衡的蒸汽继续上升，液体继续往下流，即把趋向平衡的两相物分开，然后在相邻的塔板上再进行新的接触。

此外，还应保持：精馏中无化学反应；塔板上下气、液相浓度的变化关系成直线关系；沿塔的高度，气相的热焓值以及液相的潜热，都近似相等。

1塔 2筛板 3溢流装置
图2 筛板塔示意图
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其中塔板提供气液塔融场所，不同的塔板决定着不同型号的的空分设备：环流适用于小型空分，而对流则适用于大型空分。

填料塔的组成较为复杂些，由塔体、支撑圈、填料、液体分布器、液体收集器、内件组成。

其中简单的介绍一下液体分布塔，它多鲤鱼塔的上端，它分为压力型与重力型两种，而其中的重力型又分为底开孔{槽式（必须与液体收集器一起用。

）易堵塞，空间高度大}、侧开孔{槽式（必须与液体收集器一起用。

）易堵塞，空间高度大，其中槽数减少一半}、盘式液体分布器{同时具有收集和分布液体两个功能，空间占用低，却有个致命缺点（液体混合不充分）}。

无论是板式塔还是填料塔，它的塔体主要部份便是筒体，而筒体的加工要求比较高，必须无缝，所以成本也便会高些。

一般的工艺流程如下：
下料创边预弯焊接校圆焊缝去油处理
1.2 压缩机
压缩机（compressor），将低压气体提升为高压气体的一种从动的流体机械。

是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝（放热）→膨胀→蒸发 ( 吸热 ) 的制冷循环。

最能表现压缩机特征的专用名词称为“蒸气泵”，压缩机实际所承担的职责是提升压力，将吸气压力状态提高到排气压力状态。

压缩机是以流水线方式生产的。

在机械加工车间 ( 包括铸造 ) 制造出缸体、活塞( 转轴 ) 、阀片、连杆、曲轴、端盖等零部件；在电机车间组装出转子、定子；在冲压车间制造出壳体等。

然后在总装车间进行装配、焊接、清洗烘干，最后经检验合格包装出厂。

压缩机的典型零件主要包括：曲轴、连杆、十字头、机身。

制造过程的定义归纳为一点：就是从毛坯到成品的过程。

零件组装为部件，组件，装配原则：先装配运动机构、再装气缸、活塞、填料等由下而上。

1.2.1 压缩机类型及发展
压缩机的分类：按工作原理区分为两大类：速度型和容积型。

速度型压缩机靠气体在高速旋转叶轮的作用下，得到巨大的动能，随后在扩压器中急剧降速，使气体的动能转变为势能（压力能）。

容积型压缩机靠在气缸内作往复或回转运动的活塞，使容积缩小而提高气体压力。

往复活塞式压缩机按结构型式的不同，分类如下：
（1）立式压缩机：气缸作垂直布置。

优点：1.活塞工作表面不承受活塞重量，因而气缸和活塞的磨损比卧式的小且均匀，
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活塞的工作环境改善，能延长机器的使用寿命。

2.占地面积。

3.因为载荷使机身主要产生拉伸和压缩应力，所以机身的形状简单，重量轻；往复运动部件的惯性力垂直作用于基础上，而基础抗垂直振动的能力较强，所以它的尺寸较小。

缺点:1.气阀和级间管道的布置比较困难，较大的压缩机操作，维修也甚感不便。

2.所以小型的压缩机有做成立式的，中型固定式的也有采用立式的。

（2）卧式压缩机：气缸中心线做水平布置，且都在曲轴的一侧。

优点：1.整个机器在操作者的视线内，所以管理维修方便；2.卧式压缩机的厂房可以比立式的。

（3）角度式压缩机：各汽缸中心线互成角度的压缩机。

气缸中心线与地面成一定角度或布置成兼有立式、卧式的特点，且一个曲拐上配有两列或两列以上的连杆。

按气缸中心线的夹角与列数的不同，可分为V型、L型、W型、倒T型、扇型、星型等。

W型结构：同一曲拐上相邻列的气缸中心线夹角为60°时，其动力平衡性最佳；这种结构也有作成双重W型（六列）的；V型结构：同一曲拐两列的气缸中心线夹角可以做成90°、75°、60°等；90°时平衡性最佳，但为了结构紧凑起见，做成60°的居多，也可作成双重V型的；L型结构：相邻两列的气缸中心线夹角为90°，而且分别作垂直与水平布置；扇型结构：同一曲拐上相邻列的气缸中心线夹角为45°时，平衡性最佳；这种结构也有作成双重（八列）结构的。

优点：1.各列往复惯性力的合力，可用曲轴上的平衡重达到大部分或完全平衡，动力平衡性好，机器可取较高的转速。

2.气缸彼此错开一定角度，有利于气阀的安排及中间冷却器的配置，结构紧凑。

3.几列连杆同时安装在同一曲拐上，曲轴的拐数减少，机器的轴向长度可缩短。

缺点：大型或高压多级串联时高度大；气缸空间布置，安装维护均不便；V型、W型、扇型结构，由于气缸近似处在垂直于曲轴中心线的平面内，作成移动风冷式压缩机时，用设在机器端部的风扇鼓风冷却，迎风面较大。

故角度式压缩机仅适用于中、小型和微型。

（4）对称平衡型压缩机：气缸作水平布置，并分布在曲轴两侧。

有自己独特的优点：1.惯性力可以完全平衡，惯性力矩也很小，甚至为零，因而机器的转速可以大大提高，使得机器，驱动机和基础的尺寸，重量，都能减小；2.由于两列的活塞力方向相反，能相互抵消，能减小轴承的磨损。

3.可以采用较多的列数。

活塞式压缩机按运动机构的结构形式又可分为：无十字头与带十字头两种。

无十字头运动机构的特点是：结构简单、紧凑，机器高度较低，相应的机器重量较轻，一般不需要专门的润滑机构。

但是无十字头的压缩机只能作成单作用的，所以，气缸容积的利用不充分（因为活塞与气缸之间，只在活塞的一侧形成工作腔），气体的泄漏量也较大，气缸工作表面所受的侧向力也较大，因而活塞易磨损，另外，气缸中的润滑油量也难以控制。

无十字头的压缩机一般只适于作成立式、V型、W型和扇型的结构。

当压缩机的功率大于120-150kW时，无十字头的压缩机的重量要超过有十字头的压缩机，而且结构也较复杂。

因此，无十字头压缩机只在小功率范围内采用。

在小型移动装置中用的压缩机，要求轻便紧凑经便于搬动，多选用无十字头的运动机构。

活塞式压缩机特点：A、压力范围最广。

活塞式压缩机从低压到超高压都适用，目前工业上使用的最高工作压力达3500公斤/厘米2，实验室中使用压力则更高。

B、效率高。

由于工作原理不同，活塞式压缩机比离心式压缩机的效率高得多。

而回转式压缩机由于高速气流阻力损失和气体内泄漏等原因，效率也较低。

C、适应性强。

活塞式压缩机的排气量可在较广泛的范围内进行选择；特别是在较小排气量的情况下，要做成速度型，往往很困难，甚至是不可能的。

D、活塞式压缩机的主要缺点是：外形尺寸和重量较大，需要较大的基础，气流有脉动性，以及易损零件较多。

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目前往复式压缩机发展方向是：大容量、高压力、结构紧凑、能耗少、噪声低、效率高、可靠性高、排气净化能力强；普遍采用撬装无基础、全罩低噪声设计，大大节约安装、基础和调试费用；不断开发变工况条件下运行的新型气阀，气阀寿命大大提高；在产品设计上，应用压缩机热力学、动力学计算软件和压缩机工作过程模拟软件等，提高了计算准确度，通过综合模拟模型预测压缩机在实际工况下的性能参数，以提高新产品开发的成功率。

压缩机产品机电一体化得到强化，采用计算机自动控制，自动显示各项运行参数，实现优化节能运行状态，优化联机运行、运行参数异常显示、报警与保护；产品设计重视工业设计和环境保护，压缩机外型美观，更加符合环保要求。

我国产品主要差距为产品技术开发能力低，工艺装备和实验手段落后，产品技术起点低，规格品种少、效率低、制造质量可靠性差。

另外，技术含量高和特殊要求的产品还满足不了国内需要。

1.2.2 压缩机系统
压缩机的系统由四部分组成：
1、传动系统。

传动系统是压缩机的心脏，由电动机、联轴器、曲轴和连杆组成。

工作原理是：曲柄连杆机构。

具体流程是：电动机通过联轴器直接带动曲轴旋转，曲轴通过连杆使活塞上下往复运动，从而达到完成压缩空气的目的。

其作用是将电动机的旋转运动转换成活塞的往复运动，为压缩机提供动力。

2、气路系统。

气路系统是把压缩机生产的压缩空气，经过逐级增压、处理（各级间的冷却器，油水分离器等）后进入干燥器进行干燥、清洁，然后送入高压储气设备。

在每级气缸输出管道上部装有与各级压力相对应的安全阀门，以保证各级压力超过设计规定时起到安全保险作用。

3、冷却系统。

冷却系统的作用主要是对增压后的气体、气缸及润滑油进行冷却。

它用来保证压缩机持续正常运行和提高运行的经济性、可靠性。

该压缩机的冷却方式采用水冷式，自来水或循环冷却水首先进入各级冷却器，然后进入机身下面底盒内冷却润滑油，再分别进入两列气缸水套，最后由缸盖处流出。

4、润滑系统。

压缩机的润滑系统采取强制润滑的型式，润滑油从机身油底壳内吸出，经机油过滤器，用转子油泵增压后送到曲轴内，再由曲轴输送到连杆、曲轴、轴承、十字头、滑道等进行润滑。

油的正常压力要求在0.2~0.5MPa。

为了防止润滑油供应不足和过剩，润滑油的工作压力保持为0.2～0.5MPa范围内，当油压低于0.2MPa时，就应进行停机检查，重新调整压力。

1.2.3压缩机原理
压缩机的理论循环。

如果假设：1、在排气过程终了时气体全部被活塞排出气缸；2、在进气过程中，气体的温度、压力不变和进气管内相同。

同样，排气过程中气体的温度、压力也不变，和排气管内相同。

3、气体压缩过程的过程指数为一定值；4、气缸无气体泄漏。

像这样的压缩循环就称为理论压缩循环。

理论压缩循环指示压-容图上的V1相当于气缸的进气容积；4-1为进气过程，气体比容不变，缸中气量逐渐增加，是一等压线；1-2为压缩过程线；2-3为等压排气过程线。

这便是级的理论压缩循环指示图（左）。

前面作了若干假设的压综循环是一简化的压缩循环，实际上是不存在的。

实际的压缩气缸由于结构等原因，使气体的压缩循环过程复杂化。

由实测得到实际压缩循环（右）的特点如下：1）气缸里有余隙存在，故气体不可能排净。

2）进、排气过程中由于气阀阻力，使气缸内的进气压力低于名义进气压力P1；气缸内排气压力高于名义排气压力P2，而且压力有波动，在开始进气或开始排气时，由于气阀阀片发生颤振，气体压力波动更明显。

3）压缩与膨胀过程中存在不稳定的热交换。

4）气缸存在气体泄漏。

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活塞式压缩机的工作原理：应用曲柄连杆机构，把原动机的旋转运动变成活塞的往复运动，利用活塞的往复运动来减少气体所占据的封闭空间的容积，以达到使气体分子接近的目的，从而使气体的压力提高。

1.2.4压缩机的多级压缩
当要求气体压力比较高时，就必须采用两级或两级以上的多级压缩。

已在工业上应用的多级压缩级数可多达6-7级。

多级压缩机特点如下：1、级与级之间设有中间冷却器，气体冷却后常有液体析出；2、有时还要求级间抽出部分气体；3、多级压缩机的泄漏问题、性能变化规律等也都比单级压缩机复杂。

采用多级压缩的原因A、降低排气温度。

气体压力比越大或进气温度越高，排气温度也越高。

将高压力比分成若干个低压力比的级，且在依次进入各级之前都使气体冷却降温，以此来保证排气温度不高于允许值。

B、节省功率消耗。

C、提高气缸容积系数。

D、降低作用在活塞上的最大气体力（或称活塞力）。

当总压力比相同、活塞行程和往复次数也相同时，如采用多级压缩，其高压气缸的直径可较小，活塞受到的最大气体力也较小，因此运动构件可作得比较轻巧，机械效率也可提高。

从理论上讲，在同一压力下，采用多级压缩时，级数愈多经济性就愈显著，但实际上事物都是一分为二的，如果级数过多，不仅结构复杂，整机的尺寸和重量相应增加，操作和维修也相对地困难一些，而且消耗于气阀、管路、设备中的阻力损失增加，因此多级压缩机的级数是须经综合分析和全面衡量后才能确定的。

选择级数的一般原则是：节省功率，机器结构简单、质量轻成本低及操作维修方便，有时主要是满足工艺流程上的特殊要求，例如排气温度不要超过允许值或某级间压力符合中间抽气压力的要求等。

对不同的压缩机，选择级数的原则各有所侧重，例如化工上常用的大、中型压缩机，首先是以省功和运转可靠为第一要求，同时排气温度不应过高，一般级压力比均取在2-4之间。

间歇使用的小型压缩机，其基本要求则是机器结构简单紧凑、质量轻及成本低，而功耗却处于次要地位，所以这种压缩机可适当提高级压力比以减少级数。

对于易燃、易爆等特殊气体及无油润滑的压缩机，级数选择主要是受排气温度的限制，再兼顾其他原则。

影响压缩机排气量的因素众多，除了气缸容积和机器转速以外，余隙系数的影响最大。

至于压力系数、温度系数和泄漏系数则须根据压缩机的具体情况从有关图表上查取。

以上四个系数确定后就可根据排气量要求求出气缸的行程容积；或者反过来，根据行程容积求排气量。

1.3 板翅式换热器
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器。

换热器作为传热设备被广泛用于锅炉暖通领域，随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器。

换热器作为传热设备被广泛用于锅炉暖通领域，随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。

传热元件由板和翅片组成的换热器叫板翅式换热器。

通常由隔板、翅片、封条、导流片组成。

在相邻两隔板间放置翅片、导流片以及封条组成一夹层，称为通道，将这样的夹层根据流体的不同方式叠置起来，钎焊成一整体便组成板束，板束是板翅式换热器的核心，配以必要的封头、接管、支撑等就组成了板翅式换热器。

附属部件包括：支座、吊耳、隔热等。

支座支承换热器的重量，支架与支座相连；支座根据需要设计成不同形式；如果绝热，支座要考虑隔热。

吊耳为换热器吊装使用板翅式换热器的特点：（1）传热效率高，由于翅片对流体的扰动使边界层不断破裂，因而具有较大的换热系数；同时由于隔板、翅片很薄，具有高导热性，所以使得板翅式换热器可以达到很高的效率。

（2）紧凑，由于板翅式换热器具有扩展的二次表面，使得它的比表面积可达到1000㎡/m3。

（3）轻巧，原因为紧凑且多为铝合金制造，现在钢制，铜制，复合材料等的也已经批量生产。

（4）适应性强，板翅式换热器可适用于：气－气、气－液、液－液、各种流体之间的换热以及发生集态变化的相变换热。

通过流道的布置和组合能够适应：逆流、错流、多股流、多程流等不同的换热工况。

通过单元间串联、并联、串并联的组合可以满足大型设备的换热需要。

工业上可以定型、批量生产以降低成本，通过积木式组合扩大互换性。

（5）制造工艺要求严格，工艺过程复杂。

（6）容易堵塞，不耐腐蚀，清洗检修很困难，故只能用于换热介质干净、无腐蚀、不易结垢、不易沉积、不易堵塞的场合。