陕西科技大学 过程装备与控制工程 课件 2机械设计(王宁侠)第15章
陕西科技大学过程装备与控制工程过程装备双语过程装备基础-Chap.1
图例
§1.1 Key terms
3. 理解： • 抓住专业术语用法进行判断: substance ~物质 mechanism~机构（gearbox, P3 1st） ~物料 ~机理 • 注意关键处: 介词to，by，描述性语句 Fired heater（P2，last key term): a high-temperature furnace used to heat large volumes of raw materials;
Chapter 1 Introduction to Process Equipment
As your teacher, I think I have duty to direct everyone of you to find what you need, what you want, and to find your own interest. In that case, I need your supports to do this. I believe everyone of us will have a fresh and an enrich trip.
§1.1 Key terms
Heat exchanger (2nd, P3)：an energy-transfer device designed to transfer energy in the form of heat from a hotter fluid to a cooler fluid without physical contact between the two fluids. 4. 记忆：反复用而非反复背！ 5. 多总结：
§1.2 Basic Handtools
• 2nd sent.~ Process technicians inspect and maintain equipment, place and remove equipment from service, complete checklists, control documentation, respond to emergencies, and troubleshoot system problems. 1st para. Give us the responsibilities of process engineers.
陕西科技大学机电工程学院过程装备与控制工程过程装备与控制技术复习资料汇总
大学 过程控制 试题（）卷（闭）学年第 学期 使用班级 化工班级 学号 姓名题号 一 二 三 四 总分 得分一、 填空题（每空分，共分）．Ⅱ型仪表由交流电压单独供电，Ⅲ型仪表由 统一供电。
．对调节器而言，当积分时间I T →∞，微分时间0D T =时，调节器呈 调节特性。
．在相同的条件下，用同一仪表对某一工艺参数进行正反行程的测量，相同的被测量值得到的正反行程测量值的最大差值称为 。
．由于系统中物料或者能量的传递需要克服一定的阻力而产生的滞后被称为。
．在被控对象的输入中，应该比干扰变量对被控变量的影响更大。
．按照给定值对控制系统进行分类，如果给定值按事先设定好的程序变化，则控制系统为。
．当系统的最大超调量与最大偏差相等时，系统的余差值等于。
．确定调节阀气开气关型式主要应考虑。
．常用的抗积分饱和措施有限幅法和。
．与反馈控制能够克服所有干扰不同，前馈控制能够克服种干扰。
二、 单项选择题（在下列每小题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其字母标号填入题干的括号内。
每小题分，共分） 11．下列（ ）不是测量仪表的技术性能指标。
．仪表精度 Ｂ．灵敏度 Ｃ．响应时间 Ｄ．测量方法12．对于始点为℃的电子电位差计，当输入端短路时，仪表指针应指在（）。
．始点．室温．终点．原位置13．下列利用热电效应测温的温度计是（）温度计。
. 双金属. 压力式. 热电偶. 热电阻14．．–Ⅲ型仪表现场传输信号为～，而控制室的联络信号为电压，那么电流与电压之间的转换电阻为（）。
．Ω．Ω．Ω．Ω15．一般认为，多次测量中任何一次测量的极限误差为（）。
．±δ．±δ．±δ．±δ16．过渡过程常出现如下几种形式：①非振荡衰减过程②衰减振荡过程③等幅振荡过程④发散振荡过程⑤非振荡发散过程其中，属于稳定过程的有（）。
．①③Ｂ．②④Ｃ．③⑤Ｄ．①②17．雷达跟踪系统属于（）。
.定值控制系统.随动控制系统.程序控制系统.前馈控制系统18．下列参数（）不属于过程特性参数。
陕西科技大学机电工程学院过程装备与控制工程期末考试考纲
《过程流体机械》考试大纲第一章、绪论 l掌握的内容：① 熟练掌握过程流体机械的概念；② 掌握流体机械的分类及特点； l了解的内容① 流体机械的用途及地位；② 流体机械的发展趋势。
第二章、容积式压缩机 l掌握的内容：① 往复式压缩机的组成；② 熟练掌握压缩功和多级压缩，以及相关计算；③ 气阀，密封的基本结构和工作原理；④ 容积式压缩机的主要热力性能与各结构参数；⑤ 熟练掌握容积式压缩机的调节方式及其控制；⑥ 压缩机的分类。
l了解的内容① 辅助设备组成和特点；② 动力性能；③ 可靠性的基本概念；④ 螺杆压缩机，单螺杆压缩机与滑片压缩机的基本结构和工作原理。
⑤ 往复式压缩机的选型。
第三章、离心压缩机 l掌握的内容：① 离心压缩机的典型结构与特点；② 熟练掌握离心压缩机的基本工作原理，以及相关计算；③ 级内的各种能量损失；④ 多级压缩的必要性和原理；⑤ 功率与效率的概念，以及相关计算；2 ⑥ 离心压缩机的性能；⑦ 压缩机的各种调节方法及其特点；⑧轴向推力的产生和平衡措施；⑨ 抑振轴承，轴端密封的工作原理和典型结构；⑩ 压缩机的选型分类及选型的基本设计计算。
l了解的内容① 工质为实际气体时的计算方法；② 三元叶轮的应用；③ 相似理论在离心压缩机中的应用；④ 附属系统；压缩机的控制；⑤ 叶轮强度和转子临界转速；⑥ 离心压缩机机械故障诊断。
⑦ 选型的基本原则和选型方法。
第四章、泵 l掌握的内容：① 离心泵的典型结构、分类及命名方式；② 离心泵的工作原理及基本方程；③ 熟练掌握离心泵的汽蚀及预防措施；④ 离心泵的性能及调节；⑤ 泵的选用原则。
l了解的内容① 泵的分类与泵的用途；② 离心泵的启动与运行；③ 相似理论在泵中的应用；④ 泵的选型方法及计算步骤；⑤ 轴流泵，旋涡泵，杂质泵，往复活塞泵，螺杆泵，滑片泵，齿轮泵的结构、工作原理，以及各自的特点。
工业化学基础考试重点一，选择度，产率，收率，单程转化率，总转化率，限制反应物，过量反应物，接触时间，空速等简单概念的考查。
陕西科技大学 过程装备与控制工程 课件 1机械设计(王宁侠)第1章
第1章 绪论 3. 可靠性设计 可靠性设计是以概率论和数理统计为理论基础，以失效分 析、失效预测及各种可靠性试验为依据，以保证产品的可靠性 为目标的一种现代设计方法。其主要特点是将传统设计中视为 单值而实际上具有多值性的设计变量(如载荷、材料性能和应
章)。
第1章 绪论 (2) 通用机械零部件设计(第5～18章)。 ① 传动零件：带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动及 螺旋传动。 ② 轴系零部件：滑动轴承、滚动轴承、轴及联轴器、离 合器、制动器。
③ 联接零件：螺纹联接、铆接、焊接、粘接及轴毂联接。
④ 其他零部件：弹簧、机座与箱体。 (3) 总体构思与设计(结合课程设计进行)。
即可寻优求解。常用的优化算法有0.618法、Powell法、变尺度
法、惩罚函数法、基因算法等。采用优化设计方法可以在多变 量、多目标的条件下，获得高效率、高精度的设计结果，极大
地提高设计质量。
第1章 绪论
2. 计算机辅助设计 计算机辅助设计(CAD)是利用计算机运算快、计算准确、存储 量大、逻辑判断功能强等特点进行设计信息处理，并通过人机交互 作用完成设计工作的一种设计方法。它包括分析计算、自动绘图系 统和数据库三个方面。一个完整的机械产品CAD系统，应首先能够 确定机械结构的最佳参数和几何尺寸，这就要求具有进行机构运动 分析及综合、有限元分析和优化设计、可靠性设计等功能，然后能 够由分析计算结果自动显示和绘制机械的装配图和零件图，并可进 行动态修改。完善的数据库系统，可与计算机辅助制造、计算机辅 助监测、计算机管理自动化结合形成计算机集成制造系统 (CIMS)， 综合进行市场预测、产品设计、生产计划、制造和销售等一系列工 作，实现人力、物力和时间等各种资源的有效利用，有效地促进现 代企业生产组织、管理和实现自动化，使企业总效益得到提高。
陕西科技大学机电工程学院过程装备与控制工程化工过程流体机械总
陕西科技大学机电工程学院过程装备与控制工程化工过程流体机械总过程流体机械习题及课程设计指导书第2章容积式压缩机一、填空题1．容积式压缩机按结构型式的不同分为〔〕和〔〕压缩机。
2．往复式压缩机由〔〕、〔〕、〔〕和〔〕四局部组成。
3．往复式压缩机的工作腔局部主要由〔〕、〔〕和〔〕构成。
4．活塞通过〔〕由传动局部驱动，活塞上设有〔〕以密封活塞与气缸的间隙。
5．〔〕用来密封活塞杆通过气缸的部位。
6．往复式压缩机的传动局部是把电动机的〔〕运动转化为活塞的〔〕运动。
7．往复式压缩机的传动局部一般由〔〕、〔〕和〔〕构成。
8．曲柄销与连杆〔〕相连，连杆〔〕通过十字头销与十字头相连，最后由十字头与〔〕相连接。
9．规定气体对活塞作功其值为〔〕，活塞对气体作功其值为〔〕。
10．影响压力系数的主要因素一是吸气阀处于关闭状态时的〔〕，另一个是进气管道中的〔〕。
11．温度系数的大小取决于进气过程中加给气体的热量，其值与〔〕及该级的〔〕有关。
12．如果气缸冷却良好，进气过程参加气体的热量〔〕，那么温度系数取值〔〕；传热温差大，造成实际气缸工作容积利用率〔〕，温度系数取值〔〕。
13．泄漏系数表示〔〕、〔〕、〔〕以及管道、附属设备等因密封不严而产生的气体泄漏对气缸容积利用程度的影响。
14．泄漏系数取值与气缸的〔〕、气缸与活塞杆的〔〕、曲轴转速、气体压力的上下以及气体的性质有关。
15．采用多级压缩可以节省功的主要原因是进行〔〕。
16．理论上讲，级数越〔〕，压缩气体所消耗的功就越〔〕等温循环所消耗的功。
17．压缩机的排气温度〔〕，会使润滑油粘性降低，性能恶化或形成积炭等现象。
18．压缩机的级数越多，其结构越〔〕，同时机械摩擦损失、流动阻力损失会〔〕，设备投资费用也〔〕，因此应合理选取级数。
19．大、中型压缩机级数的选择，一般以〔〕为原那么。
小型移动压缩机，虽然也应注意节省功的消耗，但往往〔〕是主要矛盾。
因此级数选 1第I篇过程流体机械习题择多取决于每级允许的〔〕。
陕西科技大学机电工程学院过程装备与控制工程工业化学基础和过程流体机械期末考试资料打印版
一，填空题，20分1，对于移动床气化炉而言，炉内料层可分为六个层带，自上而下分别为、、、、、。
2，选择度Φ表示，当其值等于1表示，收率表示，收率与选择度之间的关系是（注明未出现参数的名称).3，空速的含义是，接触时间表示，两者的关系是。
4，一氧化碳与氧气进行反应生成二氧化碳，加入反应系统中一氧化碳的量为100Kmol，氧气的含量为80kmol，则一氧化碳是，氧气是，(选填过量反应物和限制反应物），过量百分数计算为。
5，合成氨过程中，要求半水煤气的组成满足：。
其余条件需满足以为气化剂，含量高，经一氧化碳变换后氢气与氮气比值约为3。
6，硫酸工业中硫酸的生产六个步骤或流程为。
7，硫酸工业，进行净化流程时，净化原则是，酸雾的形成是指，除去方法为。
8，过程工业三废中，水的五个污染性能指标指。
9，根据自控水平及维护炉内工作状况稳定的原则，一般循环时间为。
10，烃类蒸汽转化催化剂中，活性组分是，但其以形式存在于催化剂中，因此在使用时必须先用或进行。
11，气体脱硫方法按脱硫剂的形态可分为两类，一类是，一类是。
湿法脱硫可分为三类。
常用的干法脱硫有：等。
进行一氧化碳变换后，进行脱碳，脱碳后仍含有少量杂质，最后净化方法有。
12，影响硫铁矿焙烧速率的因素有、和、。
13，二氧化硫催化氧化器通常采用多段换热的形式，段间换热主要有间接换热式和两种。
间接换热又分为和。
有、两种方式。
14，相对密度d420表示，汽油的抗爆性用值表示，柴油的抗爆性用值表示，柴油标号10表示。
二，选择判断题，10分1，三氧化硫的吸收所采用吸收酸的浓度为 B 。
A.98%B. 98.3%C. 93.3%D. 99%2，生产硫酸过程中二氧化硫炉气干燥所用的干燥剂是 B 。
A.浓硝酸B.浓硫酸C.硝酸镁D.发烟硫酸3，氨合成时，惰性气体的存在会降低H2、N2气的分压，对反应（ C ）A.平衡有利，速度不利 B、平衡不利，速度有利C.平衡和速度都不利 D、平衡和速度都有利4，氨合成时，采用（ D ）方法可提高平衡氨含量A、高温高压B、高温低压C、低温低压D、低温高压5，由氨合成反应特点可知，提高温度、降低压力有利于氨的生成。
陕西科技大学机电工程学院过程装备与控制工程过程装备制造与检测期末考试复习资料总结第二部分制造
第一节过程设备常用材料本节简述压力容器对材料性能的要求和常用材料的性能。
一.对材料性能的基本要求选择压力容器用材料应着重考虑:力学性能、工艺性能和耐腐蚀性能。
1. 材料的力学性能需要保证:强度指标、塑性指标和韧性指标。
⑴较高的强度强度指标是设计中决定许用应力［ζ］的重要依据。
常用的强度指标有抗拉强度ζb和屈服强度ζs。
高温下工作时，还要考虑蠕变极限和高温持久强度。
材料强度指标选取原则保证塑性指标及其他性能的要求下，尽量用强度指标高的材料，以减小容器的重量。
材料强度指标高，容器的厚度小、重量轻；但塑性、韧性一般都较差，焊接时易产生裂纹等缺陷。
⑵良好的塑性塑性指标主要包括伸长率δ、断面收缩率ψ和冷弯试验弯曲角α。
塑性指标选取原则:容器用钢材,要求具有较好的塑性。
因为塑性好的材料在破坏前一般都产生明显的塑性变形，不但容易发现，而且塑性变形可以松弛局部高应力，避免部件断裂。
标准对容器用钢材塑性的最基本要求：GB6654-86中规定，各钢种的延伸率δ5为(16～26)%；国际标准化组织(ISO)推荐规范中规定伸长率的下限值：碳钢及锰钢不小于16%；对合金钢不小于14%。
⑶较好的韧性虽然压力容器一般不受冲击载荷，但冲击值低、韧性差的材料，对缺口脆性比较敏感，特别是裂纹等缺陷。
所以用于制造压力容器承压部件的材料，要求具有较好的韧性。
2. 工艺性能材料的制造工艺性能差，不但难以加工制造，而且还容易在制造过程中产生各种缺陷。
工艺性能主要包括：冲压性能,焊接性能,热处理性能（1）良好的冲压加工性能:要求材料有良好的冲压加工性能。
否则冲压加工时，难变形，容易产生裂纹等缺陷。
塑性指标达到标准规定值的材料，都可以满足冲压工艺性能的要求；⑵较好的焊接性压力容器大多是焊接结构，制造材料的焊接性能至关重要。
焊接性差的材料，会在焊接接头内产生各种焊接缺陷，包括裂纹、未焊透等严重缺陷。
裂纹是最危险而一直被认为是不允许存在的缺陷。
所以在选用一种新材料焊制压力容器时，一般都要经过焊接性试验。
陕西科技大学机电工程学院过程装备与控制工程控制技术
第一章控制系统的基本概念1, 生产过程自动化系统包含如下四个部分的内容：自动检测系统（2）信号连锁系统（3）自动操纵系统（4）自动控制系统2,过程装备控制的任务和要求过程装备控制是工艺生产过程自动化的重要组成部分，它主要是针对过程装备的主要参数，即温度、压力、流量、液位（或物位）、成分和物性等参数进行控制。
工艺生产过程装备控制的要求是多方面的，最终可以归纳为三项要求：即安全性、经济性和稳定性。
3,控制系统的组成被控对象，测量元件和变送器，调节器：又称控制器，执行器4，控制系统的方框图 : 被控变量y ，给定值（或设定值）Ys ，测量值Ym，操纵变量（或控制变量）m ，干扰（或外界干扰）f ，偏差信号e ，控制信号u5，控制系统系统的分类按给定值的特点划分：定值控制系统，随动控制系统，程序控制系统按系统输出信号对操纵变量影响划分：闭环控制，开环控制按系统的复杂程度划分：简单控制系统，复杂控制系统按系统克服干扰的方法划分：反馈控制系统，前馈控制系统，前馈－反馈控制系统6，控制系统的过渡过程从被控对象受到干扰作用使被控变量偏离给定值时起，调节器开始发挥作用，使被控变量回复到给定值附近范围内。
然而这一回复并不是瞬间完成的，而是要经历一个过程，这个过程就是控制系统的过渡过程。
7，控制系统的过渡过程有发散振荡过程，等幅振荡过程，衰减振荡过程，非振荡的单调过程综上所述，一个自动控制系统的过渡过程，首先应是一个渐趋稳定的过程，这是满足输生产要求的基本保证；其次，在大多数场合下，应是一个衰减振荡的过程。
8，控制系统的性能指标一类是以系统受到单位阶跃输入作用后的响应曲线（又称为过渡过程曲线）的形式给出的，如最大偏差（或超调量）、衰减比、余差、回复时间等，称为过渡过程的质量指标；另一类是偏差积分性能指标，一般是希望输出与系统实际输出之间误差的某个函数的积分，常用的有平方误差积分指标（ISE）、时间乘平方误差的积分指标（ITSE）、绝对误差积分指标（IAE）以及时间乘绝对误差的积分指标（ITAE）等，这些值达到最小值的系统是某种意义下的最优系统。
陕西科技大学过程装备与控制工程 机械设计课程设计2级齿轮减速器设计之齿轮设计部分
四 传动装置的运动、动力参数计算传动装置的运动、动力参数计算见表3表3 传动装置的运动、动力参数计算 计算及说明 计算结果 1. 各轴转速 0960/min w n n r == 10960/min n n r == 121960/min 168.42/min 5.7n n r r i === 232208.70/min 40.00/min 4.21n n r r i === ==3n n w 40r/min=0n 960r/min=1n 960r/min=2n 168.4r/min=3n 40.00r/min=w n 40r/min2. 各轴功率===联ηη01~001P P P 3.90*0.99=3.86kw ===齿轴承ηηη12~112P P P 3.86*0.99*0.97=3.71kw ===齿轴承ηηη23~223P P P 3.71*0.99*0.97=3.56kw ===联轴承ηηη3~33P P P w w 3.56*0.99*0.99=3.48kw=1P 3.86kw =2P 3.71kw =3P 3.56kw =w P 3.48kw3. 各轴转矩 0009550 3.90955038.8960P T n ⨯===KN.m 10T =T =38.80.99=38.41η⨯⨯联KN.m211T =T i =38.41 5.70.990.97=210.26ηη⨯⨯⨯⨯⨯⨯齿轴KN.m 322T =T i =210.26 4.210.990.97=850.05ηη⨯⨯⨯⨯⨯⨯齿轴KN.m0T =38.8KN.m 1T =38.41KN.m 2T =210.26KN.m 3T =850.05KN.m w T =833.14KN.m3T =T =850.050.990.99=833.14ηη⨯⨯⨯⨯卷筒联轴KN.m五 内传动的设计计算高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算见表5 表5 高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算 计算及说明计算结果 1.选择材料、热处理方法和公差等级考虑到卷扬机为一般机械，故大小齿轮均选用45钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，由表8-17得齿面硬度 HBW1=217-255HBW,HBW2=162-217HBW 。
陕西科技大学过程装备与控制工程 机械设计课程设计2级齿轮减速器设计之轴及其轴承设计部分
d1=50mm d5=50mm
算，轴承7207C的寿命不满足减速器的预期寿命要 求，则改变直径系列，取7210C进行设计计算，由表 11-9得轴承内径d =50mm,外径D=90mm，宽度B = 20mm，定位轴肩直径da=57mm，外径定位直径 Da=83mm，对轴的力作用点与外圈大端面的距离 a3=19.4mm，故d1=50mm 通常一根轴上的两个轴承取相同的型号，则 d5=50mm （3）轴段②和轴段④的设计 轴段②上安 装齿轮3，轴段④上安装齿轮2，为便于齿轮的安装， d2和d4应分别略大于d1和d5，可初定d2=d4=52mm 齿轮2轮毂宽度范围为（1.2-1.5）d2=62.478mm，取其轮毂宽度与齿轮宽度b2=66mm相等，左端 采用轴肩定位，右端采用套筒固定。由于齿轮3的直 径比较小，采用实心式，取其轮毂宽度与齿轮宽度 b3=105mm相等，其右端采用轴肩定位，左端采用轴套 固定。为使套筒端面能够顶到齿轮端面，轴段②和轴 段④的长度应比相应齿轮的轮毂略短，故取 L2=102mm，L4=64mm （4）轴段③ 该段为中间轴上的两个齿轮提 供定位，其轴肩高度范围为（0.07-0.1）d2 = 3.645.2mm，取其高度为h=5mm，故d3=62mm 齿轮3左端面与箱体内壁距离与高速轴齿轮右端 面距箱体内壁距离均取Δ1=10㎜，齿轮2与齿轮3 的 距离初定为Δ3=10㎜，则箱体内壁之间的距离为 Bx=2Δ1+Δ3+b3+（b1+b2）/2 = [2×10+10+105+ (75+66)/2] ㎜=205.5㎜,取Δ3=10.5㎜，则箱体内壁 距离为Bx = 206㎜。齿轮2的右端面与箱体内壁的距 离Δ2=Δ1+（b1-b2）/2 = [10+（75-66）/2] ㎜ = 14.5㎜,则轴段③的长度为L3=Δ3=10.5㎜ （5）轴段①及轴段⑤的长度 该减速器齿轮 的圆周速度小于2m/s，故轴承采用脂润滑，需要用挡 油环阻止箱体内润滑油溅入轴承座，轴承内端面距箱 体内壁的距离取为Δ=12㎜，中间轴上两个齿轮的固 定均由挡油环完成，则轴段①的长度为 L1=B+Δ+Δ1+3㎜=(20+12+10+3) ㎜＝45㎜
陕西科技大学机电工程学院过程装备与控制工程过程流体机械课件11过程流体机械--容积式压缩机-第1部分
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2.1 基本构成、工作过程——总体结构
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2.1 基本构成、工作过程——总体结构
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2.1 基本构成、工作过程——总体结构
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2.1 基本构成、工作过程——总体结构
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2.1 基本构成、工作过程——总体结构
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上讲回顾
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上讲回顾
假设 无余隙容积； 气阀/通道无压力损失； 气体无泄露。 与外界无热交换； 压缩指数为定值；
P2 3 P1 4 I II
2
IV III V2
级理论循环功 (定熵)
1 V1
Wi ad
k 1 k k P2 1 PV1 1 k 1 P 1
阀室容积不是无限大。
29
2.1
基本构成、工作过程——级的实际循环
3—外止点/进气关 /排气开变关。 4—进气阀微开。 d—进气阀全开。 a—内止点/进气阀 开。 1—进气阀关。 2—排气阀微开。 b—排气阀全开。
30
2.1
基本构成、工作过程——级的实际循环
实际吸气量分析
以进气压力、温度为基准
理论进气量为Vs； 3-4高压膨胀，进气量减 少ΔV1，为Vs1； 进气压小(Pa<Ps)，进气量 再减少ΔV2，为Vs2； 气缸高温(Ta>Ts)，进气量 再减少ΔV3，为Vs3——实
2.1
基本构成、工作过程——级的理论循环
P2 3 P1 4
2
1 V2 V1
级的工作过程 吸气——4→1 压缩——1→2 排气——2→3 外止点/上止点 内止点/下止点 行程
过程装备成套技术章过程控制工程设计PPT学习教案
以继电器组成的接点式线路为例介绍它们的基本组成 环节。其基本组成环节大致可分为：
信号接受环节、 光显示环节、
音响环节、
记忆环节、
切换环节、
互锁环节、
执行环节等几种．
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7.3 过程控制系统的设计
过程控制系统的设计是工程设计的一个重要环节， 该设计的正确与否将直接影响到项目建成后能否投 入正常运行。因此要求过程控制专业人员必须根据 生产过程的特点、工艺对象的特性和生产操作的规 律， 正确运用过程控制理论、合理选用自动化技术 工具， 才能做出技术先进、经济合理、符合生产需 要的控制系统的设计。
软保护系统。这种控制系统是把由工艺生产过程中的限制条 件所构成的逻辑关系，叠加到正常的自动控制系统中去。当 生产操作趋向限值条件时，一个用于不安全情况下的控制系 统将自动取代正常情况下工作的控制系统，以达到既能起自 动保护作用，又不造成停车事故。
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2. 控制方案的经济性比较
衡量一个控制系统设计方案好坏的标准是要看该方案在技术上是否先进、可靠， 而且在经济上是否合理。
b.软保护系统：由工艺生产过程中的限 制条件 所构成 的逻辑 关系， 叠加到 正常的 自动控 制系统 中去。 当生产 操作趋 向限值 条件时 ，一个 用于不 安全情 况下的 控制系 统将自 动取代 正常情 况下工 作的控 制系统 ，以达 到既能 起自动 保护作 用，又 不造成 停车事 故。
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单回路控制系统设计应考虑下列原则(2)
3. 正确选择测量元件和确定合适的安装位置
测量元件的滞后会引起控制系统过渡时间和超调量的增大，
当被测参数变化频繁时还会引起记录值的严重失真，容易造 成操作人员判断错误而产生事故。一般以选快速测量元件为 宜，测量元件时间常数为对象调节通道时间常数的1/10则更 好。
陕西科技大学过程装备与控制工程 电工学电子技术综合复习资料汇总(内部总结)
陕西科技大学过程装备与控制工程电工学电子技术综合复习资料汇总(内部总结)第二章半导体器件§2.1半导体的基本知识2.1.1导体、半导体和绝缘体自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。
有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。
另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。
半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。
比如：1（制作特殊器件）2（有可控性）2.1.2 本征半导体一、本征半导体的结构特点现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。
完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体。
在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子。
硅和锗的共价键平面结构（图）共价键：相邻原子共有价电子所形成的束缚。
形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。
共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。
共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子。
二、本征半导体的导电机理1、载流子、自由电子和空穴在绝对0度（T = 0K）和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子,它的导电能力为0，相当于绝缘体。
载流子：运动的带电粒子称为在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子。
同时共价键上留下一个空位，称为空穴。
本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。
２、本征半导体的导电机理描述本征半导体中电流由两部分组成：自由电子移动产生的电流。
空穴移动产生的电流。
本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。
常温下本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。
陕西科技大学 过程装备与控制工程 课件 1机械设计(王宁侠)第2章
第2章 机械设计的基本要求和一般程序
2.1 机器的组成
2.2 机械设计的基本要求
2.3 机械设计的一般程序
2.4 机械零件的主要失效形式
2.5 机械零件应满足的基本要求
2.6 机械零件材料的选择原则
2.7 机械零件设计中的标准化
第2章 机械设计的基本要求和一般程序
据现有的技术、环境、经济、加工能力及时限等方面提出约束
条件，分析其实现的可能性，明确设计中的关键问题，拟定设 计任务书。设计任务书大体上应包括：机器的功能、技术经济
指标、制造技术关键、基本使用要求、特殊材料、必要的试验
项目、完成设计任务的预期期限及其他一些特殊要求等。此时， 这些要求及条件一般只能给出一个合理的范围，而不是准确的 数字。只有在充分调查研究和仔细分析的基础上，才能形成合 适可行的设计任务书。
第2章 机械设计的基本要求和一般程序
图 2-1 机器的组成
第2章 机械设计的基本要求和一般程序 1. 原动部分 原动部分是一台机器的心脏，它给机器提供运动和动力， 驱动整台机器完成预定功能。通常情况下，一台机器只有一个 原动部分(即动力源)，复杂的机器也可能有好几个动力源。一 般来说，它们都是把其他形式的能量转换为可以利用的机械能。
代等。最后确定出功能参数，作为进一步设计的依据。在此过
程中，要处理好需要与可能、理想与现实、发展目标与当前目 标等之间可能产生的矛盾。
第2章 机械设计的基本要求和一般程序 2. 工作原理设计
1) 方案设计
工作原理是机器实现预期功能的依据，寻求方案时，可按 原动部分、传动部分和执行部分分别进行讨论。 (1) 执行部分方案设计。讨论机器的执行部分时，首先要 选择工作原理。工作原理不同，反映在生产方法不同，机器就 不同。例如，设计齿轮加工的机器时，其工作原理既可采用仿 型法(在普通铣床上即可完成)，也可采用范成法。即使同一工 作原理，也可有多种不同的执行机构来实现，如滚齿机、插齿 机。因此，要设计更好、更新的机器就必须不断研究和发展新 的工作原理。根据不同的工作原理，可以拟定出多种不同的执 行机构的具体方案。设执行部分可有N1种方案。
陕科大过控专业制造课设任务书
《过程设备课程设计》教学大纲适用专业：过程装备与控制工程教学周数：2周一、课程设计的性质、目的与任务按过程装备与控制工程专业教学计划要求，在学完专业核心课《过程设备设计》后，进行《过程设备课程设计》教学环节，其主要目的是使学生在学习过程设备设计的基础上，进行一次工程设计训练，培养学生解决工程实际问题的能力。
本课程设计的先修课程为：《过程装备力学基础》，《过程装备制造技术》，《工程材料》二、程设计的主要内容与要求本课程设计以化工生产中的单元过程设备为主，包括：塔、换热器、反应器、储罐等设备的设计。
设计条件由工艺人员提供工艺条件、设备的初步选型及轮廓尺寸。
1.课程设计的主要内容1.1设备的机械设计1.1.1设备的结构设计1.1.2设备的强度计算1.2.技术条件的编制1.2.1 总装配图技术条件1.2.2 零部件技术条件1.3绘制设备总装配图及零部件图1.4编制设计说明书2.课程设计要求学生应交出的设计文件2.1设计说明书一份2.2总装配图一张（1号图纸）三、课程设计教学的基本要求（一）教学的基本要求1．课程设计是一次综合应用所学知识的实际训练环节，要求学生独立完成2．课程设计实行指导教师负责制，指导教师根据本教学大纲制定课程设计任务书、指导书；准备设计所需要的有关设计资料；安排设计进度及其答疑时间；指导学生完成设计任务。
学生在教师指导下应独立、按时完成课程设计任务书所规定的全部内容和工作量；（二）课程设计的能力培养要求1．巩固、灵活运用本课程基础理论知识2．通过课程设计，培养学生(1) 国家、专业标准及规范熟悉、使用能力；(2) 分析、综合解决实际工程问题能力；(3) 计算机综合应用能力；(4) 对过程装备工程概念的理解能力；(5) 综合素质、创新意识及创新能力。
（三）课程设计的规范性要求课程设计报告由设计说明书和设计图纸组成。
1．设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽。
陕西科技大学 过程装备与控制工程 课件 1机械设计(王宁侠)第3章解析
已知以上五个参数中的任意两个参数就可以确定出变应力 的类型和特征。几种典型的变应力的循环特性和应力特点如表 3-1所示。
第3章 机械零件的疲劳强度计算
当零件(例如弹簧)受变切应力作用时，以上概念仍然 适用，只需将公式中的σ改成τ即可。
第3章 机械零件的疲劳强度计算
3.2 材料的疲劳特性
3.2.1 材料的疲劳曲线 疲劳曲线是用一批标准试件进行疲劳实验得到的。以规定
相等而符号相反，即σmax＝-σmin, 如图3-1(a)所示。例如，转动 的轴上作用一方向不变的径向力，则轴上各点的弯曲应力都属 于对称循环变应力。
第3章 机械零件的疲劳强度计算
2) 脉动循环变应力 脉动循环变应力中的σmin＝0，如图3-1(b)所示。例如，齿
轮轮齿单侧工作时的齿根弯曲应力就属于脉动循环变应力。 3) 非对称循环变应力 非对称循环变应力中最大应力σmax和最小应力σmin的绝对
第3章 机械零件的疲劳强度计算 图 3-3 典型的疲劳曲线
第3章 机械零件的疲劳强度计算
1. 有限寿命区 曲线的BC段，随着循环次数的增加，使材料疲劳破坏的最大 应力不断下降。仔细检查试件在这一阶段的破坏断口状况，总能 见到材料已发生塑性变形的特征。C点相应的循环次数大约为 104(也有文献中认为约在105，现在工程实际上多以104为准)。这一 阶段的疲劳破坏，因为已伴随着材料的塑性变形，所以用应变-循 环次数来说明材料的行为更符合实际。因此，人们把这一阶段的 疲劳现象称为应变疲劳。由于应力循环次数相对很少，所以也叫 低周疲劳。有些机械零件在整个使用寿命期间应力变化次数只有 几百到几千次，但应力值较大，故其疲劳属于低周疲劳范畴。例 如飞机起落架、炮筒和压力容器等的疲劳均属于低周疲劳。但对 绝大多数通用零件来说，当其承受变应力作用时，其应力循环次 数一般都大于104，所以本章不讨论低周疲劳问题。
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器降低运转速度或迅速停止转动。有一类制动器还可以调节机
器的速度。
第15章 联轴器、离合器和制动器 15.1.2 计算转矩 联轴器和离合器多数已标准化，在选择时可根据工作要求 (计算转矩、工作条件等) 选择合适的类型，再按被联接轴的直 径、转矩和转速从有关手册中查出适用的型号尺寸，必要时再
验算其中主要工作零件的强度和其他性能。
上的附加载荷。
齿式联轴器工作时，依靠内、外轮齿啮合来传递转矩。由 于半联轴器的外齿齿顶加工成球面(球面中心应位于轴线上)，
且使啮合齿间具有较大的齿侧间隙，因此它具有良好的补偿两
轴作任何方向位移的能力。如果将外齿轮修形成鼓形齿，则更 有利于增大联轴器的补偿综合位移的能力。
第15章 联轴器、离合器和制动器
烈冲击的两轴联接。
第15章 联轴器、离合器和制动器
图 15-6 NZ挠性爪型联轴器
第15章 联轴器、离合器和制动器 2) 齿式联轴器 齿式联轴器(见图15-7)由两个具有外齿的半联轴器和两个 带内齿及凸缘的外壳组成。两外壳用螺栓相联、壳内储有润滑 油，以便联轴器旋转时将油甩向四周以润滑啮合齿轮，从而减 小啮合轮齿间的摩擦和相对移动阻力以及降低作用在轴和轴承
适用于过载可能性不大，但又有必要采取安全保护措施的场合。
第15章 联轴器、离合器和制动器 2. 刚性可移式联轴器 常用的刚性可移式联轴器有以下几种。 1) 滑块联轴器 滑块联轴器以滑块构成动联接来实现刚性可移的要求。根 据滑块结构不同，滑块联轴器又分为十字滑块联轴器和NZ挠
性爪型联轴器。
第15章 联轴器、离合器和制动器 如图15-5所示为十字滑块联轴器。它由两个端面开有径向 凹槽的半联轴器和一个两面带凸牙的中间盘所构成。中间盘两 面的方形凸牙互相垂直呈十字形，嵌配在两个半联轴器的滑槽 中。因为十字滑块可在凹形槽中滑动，所以可补偿安装及运转 时两轴间的位移。十字滑块联轴器的特点是结构简单，径向尺
第15章 联轴器、离合器和制动器 3) 梅花形弹性联轴器 如图15-13所示的梅花形弹性联轴器，是利用梅花形弹性 元件置于两半联轴器凸爪之间实现联接的。弹性元件可根据使 用要求选用不同硬度的聚氨酯、尼龙、橡胶等材料制造。 工作时，弹性元件受挤压，联轴器凸爪受剪切和弯曲。传
联轴器和离合器传递的转矩包括正常的工作载荷，启动时 的动载荷及工作时的过载现象。应按轴上的最大转矩作为计算
转矩，此计算转矩可用下式求得：
Tc=KT 式中：T——联轴器和离合器传递的转矩，单位为N· m； K——工作情况系数，见表15-1。
第15章 联轴器、离合器和制动器
第15章 联轴器、离合器和制动器
第15章 联轴器、离合器和制动器
图 15-1 联轴器
第15章 联轴器、离合器和制动器
图 1器和制动器 在机器运转时，可根据需要使两轴随时接合或分离的装置 称为离合器。离合器能够 “操纵”或“控制”机械的启动和 停车，齿轮箱速度的变换，传动轴间在运动中的同步和相互超 越以及过载时的安全保护等。 制动器是保证机器正常安全工作的重要部件。它可以使机
第15章 联轴器、离合器和制动器 为了克服上述缺点，常将万向联轴器成对使用，构成所谓 双万向联轴器(见图15-8(b))。在设计和使用时，如果能保证联 轴器中间轴两端的叉平面位于同一平面内，且使中间轴与主、 从动轴之间的夹角相等(见图15-9)，则当主动轴等角速度回转 时，尽管中间轴本身的转速是不均匀的，但从动轴却以与主动
在凸缘接合面产生摩擦力矩来传递转矩；如图15-4(b)所示为用
铰制孔螺栓对中，靠螺栓剪切和挤压来传递转矩。前者制造简 单，对中性好；后者能传递较大的转矩。
第15章 联轴器、离合器和制动器
图 15-4 凸缘联轴器
第15章 联轴器、离合器和制动器 联轴器的材料一般采用35、ZG270—500，当转速不高(外 缘速度v＜35 m／s)时，也可用中等强度的铸铁制造。凸缘联 轴器应用广泛，维护容易，对中精确可靠，但要求准确保持凸 缘端面与轴线垂直。这种联轴器适用于载荷较平稳的两轴联接， 如提高制造和安装精度，也可用于高速重载场合。
制动器的计算转矩是根据机器的结构情况、制动轴上的转
矩TA，并考虑一定的安全裕度得出的：
Tc=STA
式中：S——制动安全系数，参阅表15-2推荐值。
(15-1)
第15章 联轴器、离合器和制动器
联轴器和离合器的种类很多，本章只介绍有代表性的几种 类型，其他类型可参阅有关手册。
第15章 联轴器、离合器和制动器
磨损，寿命较短。它适用于联接载荷平稳、需正反转或启动频
繁、传递中小转矩的轴。
第15章 联轴器、离合器和制动器 2) 弹性柱销联轴器 如图15-12所示，这种联轴器是用弹性柱销将两个半联轴 器联接起来。工作时，转矩是通过半联轴器、 柱销而传到从动轴上去的。为了防止柱销脱落，在半联轴 器的外侧用螺钉固定挡板。柱销常用尼龙制成，具有一定的弹
寸小，但工作面易磨损，一般适用于两轴平行但有较大径向位
移，工作时无大的冲击和转速不高的场合。
第15章 联轴器、离合器和制动器
图 15-5 十字滑块联轴器
第15章 联轴器、离合器和制动器 如图15-6所示为NZ挠性爪型联轴器。它是滑块联轴器的 一种派生形式。它与十字滑块联轴器结构相似，只是两个半联 轴器上的凹槽较宽，并把中间盘变为两面不带凸牙的方形滑块， 且通常用夹布胶木或尼龙制成。这种联轴器己标准化 (JB/ZQ4384—1986)，适用于传递转矩不大、转速较高、无剧
叉形零件与十字形元件联接起来构成万向铰链。因此，当一轴 的位置固定后，另一轴可以在任意方向偏斜，角位移可达
35°～45°。
第15章 联轴器、离合器和制动器
图 15-8 万向联轴器
第15章 联轴器、离合器和制动器 由分析可知，采用如图15-8(a)所示的联轴器传动的主要 缺点是，当两轴间夹角α≠0时，主动轴以等角速度ω1回转， 从动轴的角速度ω2将在下列范围内作周期性的变化： ω1 cosα≤ω2≤ω1/cosα, 因而在传动中会引起附加的动载荷。联接 于从动轴上的零件的转动惯量越大，动载荷也越大。
凸缘联轴器已标准化，按标准(GB／T 5843—1986)选定凸
缘联轴器型号后，必要时应对联接两个半联轴器的螺栓进行强 度校核。
第15章 联轴器、离合器和制动器 凸缘联轴器在结构上略加改动，可成为安全联轴器。例如 将铰制孔螺栓换成剪切销，过载时，销钉被剪断，从而可防止 机械中重要零件的损坏。销钉的端面是根据转矩超过许用值时， 由销钉断口处被剪断的条件计算出来的。这种过载保护方式在 销钉剪断处发生冲击，而且更换销钉时要花费较长时间，所以
制造弹性元件的材料有金属材料和非金属材料两种。金属 材料制成的弹性元件(主要为各种弹簧)强度高、尺寸小、寿命
较长，但制造成本高。非金属材料(橡胶、塑料等) 元件具有良
好的减振性能，结构简单，价格便宜，但寿命较短。弹性联轴 器目前应用广泛，品种也越来越多。
第15章 联轴器、离合器和制动器
图 15-3 两轴轴线的相对位移
15.2 联轴器
联轴器的类型较多，通常按照组成中是否具有弹性变形元
件将其划分为刚性联轴器和弹性联轴器两大类。刚性联轴器全
部由刚性零件组成，没有缓冲减振能力，故适用于载荷平稳或 有轻微冲击的两轴联接。在刚性联轴器中，还可以根据它能否 补偿被联两轴轴线的可能位移，将它划分为固定式和可移式两 种。 刚性固定式联轴器中，所有零件相对于所联接的轴是固定 不动的，并且无法自动适应轴线的偏移情况。因此这类联轴器 要求所联两轴的轴线对中准确，且适合于工作中轴线不会发生
第15章 联轴器、离合器和制动器 15.2.1 联轴器的类型 1. 刚性固定式联轴器 刚性固定式联轴器中应用较多的有套筒式、夹壳式和凸缘 式等结构类型。这里只介绍较为常用的凸缘联轴器。 如图15-4所示，凸缘联轴器由两个带凸缘的半联轴器分别
和两轴联在一起，再用螺栓把两半联轴器联成一体而成。为了
保证轴线对中，这种联轴器常采用两种对中结构：如图15-4(a) 所示为用两半联轴器端面的凸肩和凹槽对中，靠预紧普通螺栓
性滞后性能越好，联轴器的消振能力也就越强。
1) 弹性套柱销联轴器 弹性套柱销联轴器(见图15-11)在结构上类似凸缘联轴器，
也有两个带凸缘的半联轴器分别与主、从动轴相联。但联接两
个半联轴器的不是简单的螺栓，而是带弹性套的柱销。
第15章 联轴器、离合器和制动器
图 15-11 弹性套柱销联轴器
第15章 联轴器、离合器和制动器 弹性套为橡胶制品，常做成蛹状结构以提高其弹性。由于 弹性套为传力、减振和补偿位移的元件，因此应具有一定的抗 压强度。柱销用45钢制成，其圆柱部分与弹性套配合，借助锥 面与螺纹联接固定在一半联轴器凸缘圆周上。 这种联轴器制造容易，装拆方便，成本较低；但弹性套易
性和耐磨能力。柱销的形状一般为圆柱形与鼓形的组合体，在
载荷平稳、安装精度较高的情况下，也可采用剖面不变化的圆 柱形柱销。
第15章 联轴器、离合器和制动器
图 15-12 弹性柱销联轴器
第15章 联轴器、离合器和制动器 这种联轴器较弹性套柱销联轴器结构简单，而且传递转矩 的能力更大，也有一定的缓冲吸振能力，允许被联接两轴有一 定的轴向位移及少量的径向位移和偏角位移，适用于轴向窜动 较大、正反转变化较多和启动频繁的场合。由于尼龙柱销对温 度较敏感，因此使用温度控制在-20～+70℃的范围内。
轴相等的角速度回转，从而避免动载荷的产生。
这类联轴器结构紧凑，适合于两轴有较大偏斜角或在工作 中有较大角位移的地方，如汽车、多头钻床等传动系统。小型
十字万向联轴器已标准化，设计时可按标准选用。
第15章 联轴器、离合器和制动器
图 15-9 双万向联轴器
第15章 联轴器、离合器和制动器 4) 滚子链联轴器 滚子链联轴器(见图15-10)是利用一公共滚子链(单排或双 排)同时与两个齿数相同的并列链轮相啮合以实现两半联轴器 相联接的一种联轴器。其特点是结构简单，装拆方便，径向尺 小较小，重量轻，转动惯量小，效率很高，具有一定的补偿位