全書內容分為5篇:緒論簡要地介紹過程裝備的基本概念和范疇,是過程裝備的共性基礎知識;第1篇過程裝備力學基礎,主要介紹過程裝備技術中涉及的力學基礎知識和基本工程計算;第2篇工程材料,簡明扼要地介紹常用材料的性能、牌號和用途以及鋼的熱處理等基礎知識;第3篇機械設計基礎,主要從傳遞動力的角度介紹一些常見的機械傳動(如帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動和蝸桿傳動)的工作原理、標準規(guī)范、設計計算方法及其主要零部件的工作原理、組合設計和選用方法;第4篇壓力容器及壓力管道,主要圍繞壓力容器及壓力管道新的國家標準,重點講述如何正確應用標準進行一般壓力容器及壓力管道的設計和零部件選用,并介紹一般壓力容器及壓力管道的制造、使用與管理;第5篇過程設備概論,著重介紹工業(yè)生產(chǎn)中較為常見過程設備的類型、結構、工作原理、機械特征和選用方法,使讀者能進行合理選型或結構設計,并能進一步借助相關的技術資料進行一般工程計算,以培養(yǎng)解決工程實際問題的能力。各章后附有相關思考題和習題。
本書適合作為高等院校過程工藝類及其相近的非機械專業(yè)“過程裝備基礎”等課程的教材或教學參考資料,也可供相關專業(yè)的工程技術人員參考。
0 緒論1
0.1 過程工業(yè) 1
0.2 過程裝備 2
0.2.1 過程裝備的基本概念 2
0.2.2 過程裝備的基本要求 2
0.3 過程裝備基礎的主要內容 3
第1篇 過程裝備力學基礎
第1章 引 論5
1.1 構件 5
1.2 強度、剛度與穩(wěn)定性 5
1.3 桿件變形的基本形式 6
思考題 7
第2章 構件受力分析與平衡理論8
2.1 基本概念和基本原理 8
2.1.1 基本概念 8
2.1.2 基本原理 9
2.2 平面力系的簡化與平衡 10
2.2.1 平面匯交力系的合成與平衡 10
2.2.2 平面平行力系的合成與平面力偶理論 11
2.2.3 平面力偶系的合成與平衡 12
2.2.4 平面一般力系的簡化與平衡 14
2.3 約束和約束力 15
2.4 受力分析與約束力的求解 18
思考題 21
習題 21
第3章 桿件的內力分析24
3.1 外力與內力的平衡 內力分量 24
3.2 內力分析與內力圖 25
3.2.1 直桿受軸向拉伸或壓縮時的內力圖 26
3.2.2 圓軸受扭轉時的內力圖 27
3.2.3 平面彎曲梁的內力圖 29
思考題 34
習題 34
第4章 應力與應變36
4.1 正應力與切應力 36
4.2 一點處應力狀態(tài)的概念 37
4.3 正應變與切應變 39
4.4 材料的力學性能及其測試 40
4.4.1 材料在拉伸時的力學性能 40
4.4.2 材料在壓縮時的力學性能 43
4.5 線彈性材料的物性關系 44
思考題 45
第5章 桿件的強度與剛度計算46
5.1 概述 46
5.1.1 強度條件 46
5.1.2 剛度條件 46
5.2 直桿軸向拉伸與壓縮時的強度與變形計算 46
5.2.1 直桿軸向拉伸與壓縮時的強度計算 46
5.2.2 直桿軸向拉伸與壓縮時的變形計算 48
5.3 桿件剪切時的強度計算 50
5.3.1 剪切的概念與實例 50
5.3.2 剪切與擠壓的實用計算 51
5.4 圓軸扭轉時的強度與剛度計算 53
5.4.1 圓軸扭轉時橫截面上的切應力 53
5.4.2 圓軸扭轉時的強度條件和剛度條件 56
5.5 平面彎曲梁的強度與剛度計算 58
5.5.1 平面彎曲梁橫截面上的正應力分析與強度計算 58
5.5.2 平面彎曲梁的變形計算 64
5.6 直桿組合變形時的強度計算 69
5.6.1 彎曲與拉伸 ( 壓縮 ) 的組合 69
5.6.2 彎曲與扭轉的組合 70
5.7 超靜定問題簡介 71
5.7.1 超靜定問題的概念 71
5.7.2 熱應力問題 72
5.7.3 超靜定梁 74
思考題 75
習題 76
第2篇 工程材料
第6章 過程裝備材料82
6.1 過程裝備用金屬材料 82
6.1.1 金屬材料的基礎知識 82
6.1.2 過程裝備常用鋼材 86
6.1.3 鑄鐵 90
6.1.4 有色金屬及其合金 91
6.2 非金屬材料 94
6.2.1 高分子材料 94
6.2.2 陶瓷材料 95
6.2.3 石墨 96
6.2.4 搪瓷材料 96
6.3 復合材料簡介 97
思考題 97
第3篇 機械設計基礎
第7章 螺紋連接99
7.1 螺紋連接的基本類型和螺紋連接件 99
7.1.1 螺紋連接的基本類型 99
7.1.2 螺紋連接件 100
7.1.3 螺紋連接件的常用材料和力學性能等級 102
7.2 螺紋連接的預緊和防松 102
7.2.1 螺紋連接的預緊 102
7.2.2 螺紋連接的防松 102
7.3 提高螺栓連接強度的措施 104
7.3.1 改善螺紋牙間的載荷分配不均的現(xiàn)象 104
7.3.2 減小螺栓的應力幅 104
7.3.3 減小應力集中 105
7.3.4 避免附加彎曲應力 106
7.3.5 采用合理的制造工藝 106
思考題 106
第8章 常用機械傳動107
8.1 帶傳動 107
8.1.1 帶傳動概述 107
8.1.2 帶傳動工作情況分析 108
8.1.3 V 帶傳動及其選用計算 110
8.2 鏈傳動簡介 121
8.2.1 鏈傳動的組成 121
8.2.2 鏈傳動的類型 121
8.2.3 鏈傳動的特點與應用 121
8.3 齒輪傳動 122
8.3.1 齒輪傳動概述 122
8.3.2 齒輪嚙合的基本定律與漸開線齒廓 122
8.3.3 漸開線標準直齒圓柱齒輪各部分名稱及基本尺寸 125
8.3.4 漸開線齒輪的正確嚙合條件和連續(xù)傳動條件 127
8.3.5 斜齒圓柱齒輪傳動 129
8.3.6 齒輪傳動的失效模式和齒輪材料 131
8.4 蝸桿傳動簡介 133
8.4.1 蝸桿傳動的特點和應用 134
8.4.2 蝸桿傳動的分類 134
8.4.3 蝸桿傳動的失效模式與材料選擇 134
思考題 135
習題 136
第9章 軸與軸承137
9.1 軸 137
9.1.1 軸的分類 137
9.1.2 軸常用的材料 137
9.1.3 軸徑的初步計算 139
9.1.4 軸的結構設計 140
9.2 軸的連接 142
9.2.1 聯(lián)軸器 142
9.2.2 離合器 145
9.3 軸承 146
9.3.1 滑動軸承 147
9.3.2 滾動軸承 152
思考題 157
習題 158
第10章 輪系及減速器159
10.1 輪系的分類及功用 159
10.1.1 輪系的分類 159
10.1.2 輪系的功用 159
10.2 定軸輪系的傳動比 160
10.3 減速器 162
10.3.1 減速器的主要型式及應用特點 162
10.3.2 減速器的組成、 結構和潤滑 163
10.3.3 標準減速器 164
思考題 166
習題 166
第4篇 壓力容器及壓力管道
第11章 壓力容器設計169
11.1 概述 169
11.1.1 壓力容器設計內容及有關規(guī)范 169
11.1.2 壓力容器的總體結構及其設計特點 169
11.1.3 壓力容器的分類 170
11.1.4 壓力容器的設計載荷條件 171
11.1.5 壓力容器的失效模式與設計準則 171
11.1.6 壓力容器零部件標準的兩個最基本參數(shù)——公稱直徑( 尺寸 ) 與公稱壓力 172
11.2 內壓薄壁容器設計基礎 174
11.2.1 概述 174
11.2.2 回轉薄壁殼體的幾何特性 175
11.2.3 回轉薄壁殼體的無力矩理論 176
11.2.4 特殊回轉薄殼中的薄膜應力 179
11.2.5 回轉薄壁殼體中的邊緣應力 181
11.3 內壓薄壁容器的設計 183
11.3.1 壓力容器的結構 183
11.3.2 內壓薄壁容器的設計 185
11.4 外壓薄壁容器設計基礎 191
11.4.1 概述 191
11.4.2 外壓圓筒的穩(wěn)定性計算 192
11.5 外壓容器的設計 194
11.5.1 外壓圓筒設計 194
11.5.2 外壓球殼設計 199
11.5.3 外壓封頭設計 200
11.6 壓力容器零部件的選用與設計 201
11.6.1 法蘭密封結構 201
11.6.2 容器支座 210
11.6.3 容器開孔補強 215
11.7 耐壓試驗與泄漏試驗 220
11.7.1 耐壓試驗 220
11.7.2 泄漏試驗 221
思考題 222
習題 223
第12章 壓力容器的制造、使用與管理226
12.1 概述 226
12.1.1 國內壓力容器管理方面的主要法規(guī)和條例 226
12.1.2 壓力容器的類別劃分 227
12.1.3 在用壓力容器安全狀況等級的劃分 229
12.2 壓力容器的制造管理 230
12.3 壓力容器的使用管理 231
12.3.1 使用單位的主要基礎工作 231
12.3.2 壓力容器的定期檢驗 232
思考題 233
第13章 壓力管道234
13.1 概述 234
13.1.1 壓力管道定義 234
13.1.2 壓力管道的分類 234
13.1.3 壓力管道的級別及其范圍劃分 235
13.1.4 壓力管道的基本組成 236
13.2 管道元件及其選擇 236
13.2.1 管子及其選擇 236
13.2.2 管件及其選擇 238
13.2.3 閥門 241
13.3 管道支吊架及其選用 244
13.3.1 管道支吊架的分類 244
13.3.2 常用管道支吊架的結構特征及其應用 244
13.3.3 管道支吊架的選用 245
13.4 壓力管道設計概論 246
13.4.1 壓力管道的設計程序和主要內容 246
13.4.2 壓力管道設計的一般原則 246
13.4.3 壓力管道的結構設計 247
13.5 壓力管道的制造、安裝與使用管理簡介 248
13.5.1 壓力管道的制造管理 248
13.5.2 壓力管道的安裝管理 248
13.5.3 壓力管道的使用管理 248
思考題 249
第5篇 過程設備概論
第14章 傳熱與傳質設備252
14.1 換熱設備 252
14.1.1 概述 252
14.1.2 管殼式熱交換器 254
14.1.3 換熱設備技術進展概述 260
14.2 塔設備 261
14.2.1 概述 261
14.2.2 塔設備的總體結構 263
14.2.3 塔設備的主要機械特征 264
14.2.4 塔設備設計簡介 265
14.2.5 塔設備的技術進展概述 266
思考題 266
第15章 化學過程設備268
15.1 概述 268
15.1.1 化學過程設備的應用及其特性 268
15.1.2 化學過程設備的類型 268
15.2 釜式反應設備 269
15.2.1 釜式反應設備的總體結構與機械特征 269
15.2.2 釜式反應設備的設計簡介 270
15.2.3 釜體的結構與設計 270
15.2.4 傳熱裝置 271
15.2.5 攪拌裝置 272
15.2.6 傳動裝置 273
15.2.7 密封裝置 273
思考題 275
第16章 機械過程設備276
16.1 物料輸送設備 276
16.1.1 液體輸送設備 276
16.1.2 氣體輸送設備 277
16.1.3 固體物料輸送設備 279
16.2 機械分離設備 280
16.2.1 固液分離設備 280
16.2.2 氣固分離設備 282
16.3 粉體加工設備 283
16.3.1 粉體粉碎過程設備 283
16.3.2 粉體分級設備 285
思考題 287
附錄288
附錄 1 型鋼尺寸規(guī)格表 288
附錄 2 鋼板許用應力 291
附錄 3 鋼管許用應力 293
參考文獻294