本書介紹和分析了化工設備及其零部件的承載和變形規(guī)律,以及它們的強度、剛度和穩(wěn)定條件,常用材料,傳動裝置,容器、塔設備及反應釜的機械設計方法等內容。本書內容豐富,涉及學科面廣,且結合工程實際,可以擇要進行教學。在第四版的修訂過程中,鑒于本課程的學時數(shù)普遍減少,所以在全書篇幅上有一些精簡,但仍保留一定的理論基礎和必要的設計實踐知識。在教學過程中,可以擇要進行講解,讀者也可以在需要時自學掌握。本書適合化學工藝和化學工程專業(yè)及其他有關專業(yè)作教材,也可供有關的工程技術人員學習與參考。
本書自一版出版至今,深受廣大讀者好評,本次為第四版,是基于本課程的學時數(shù)普遍減少,所以在全書篇幅上有一些精簡,但仍保留一定的理論基礎和必要的設計實踐知識。
本書是按化學工藝、化學工程類專業(yè)以及其他相近的非機械類專業(yè),對化工設備的機械知識和設計能力的要求而編寫的。全書包括靜力學、材料力學、化工設備常用材料、傳動零件及減速機、常壓和低壓容器設計、化工設備常用零部件和典型化工設備的設計方法等內容。在本書第四版的修訂過程中,鑒于本課程的學時數(shù)普遍減少,所以在全書篇幅上有一些精簡,但仍保留一定的理論基礎和必要的設計實踐知識。在教學過程中,可以擇要進行講解,讀者也可以在需要時自學掌握。
1 零部件受力分析 (1)
1.1 力的合成與平衡條件 (1)
。保保薄〖s束、約束反力與受力圖 (1)
。保保病∑矫鎱R交力系的合成和平衡條件 (5)
。保保场∑矫媪ε枷档暮铣珊推胶鈼l件 (7)
。保保础∑矫嬉话懔ο档暮铣珊推胶鈼l件 (10)
1.2 拉伸與壓縮 (13)
。保玻薄×悴考休d的基本概念 (13)
。保玻病±旌蛪嚎s (17)
1.2.3 材料的力學性質 (23)
。保场∑矫鎻澢 (35)
。保常薄澢冃蔚膶嵗透拍 (35)
。保常病×簭澢膬攘Ψ治 (37)
1.3.3 平面彎曲的應力計算 (43)
。保常础∑矫鎻澢淖冃螕隙群娃D角 (53)
。保础〖羟信c扭轉 (56)
。保矗薄〖羟袠嫾氖芰εc變形特點 (56)
。保矗病〖羟泻蛿D壓的實用計算 (56)
。保矗场∨まD變形的概念 (59)
。保矗础鲃虞S外力矩的計算 (60)
。保矗怠〖兗羟屑羟泻硕 (61)
。保矗丁A軸扭轉時橫截面上的內力和應力 (62)
。保矗贰A軸扭轉時的強度條件 (66)
。保矗浮A軸的扭轉變形與剛度條件 (69)
。保怠簵U的穩(wěn)定性 (70)
1.5.1 壓桿穩(wěn)定性的概念 (70)
。保担病∨R界壓力的確定歐拉公式 (72)
。保担场W拉公式的適用范圍中長桿和粗短桿的計算 (73)
。保担础簵U穩(wěn)定性的實用計算 (75)
。保担怠√岣邏簵U穩(wěn)定性的措施 (79)
習題1 (80)
2 化工設備材料 (87)
2.1 鑄鐵 (87)
。玻病′摰臒崽幚 (88)
。玻玻薄¤F的同素異構轉變 (88)
。玻玻病〖訜帷⒗鋮s過程中鐵碳合金組織的轉變 (89)
。玻玻场〕S玫臒崽幚矸椒 (90)
2.3 碳素鋼 (94)
。玻础〉秃辖鸶邚姸冉Y構鋼 (98)
。玻怠『辖痄 (99)
2.5.1 合金元素在鋼中的作用 (100)
。玻担病『辖痄摰呐铺 (101)
。玻担场〔讳P鋼 (101)
。玻担础∧蜔徜 (107)
2.5.5 低溫用鋼 (108)
。玻担丁】箽涓g鋼 (109)
。玻担贰】沟g鋼 (109)
。玻丁∮猩饘偌捌浜辖 (109)
。玻贰》墙饘俨牧 (113)
2.7.1 無機非金屬材料 (113)
。玻罚病∮袡C非金屬材料 (114)
習題2 (115)
3 化工設備的傳動裝置 (117)
3.1。謳鲃 (117)
3.1.1 概述 (117)
。常保病鲃拥幕纠碚 (119)
3.1.3。謳鲃拥脑O計計算 (126)
。常保础。謳л喌慕Y構及張緊裝置 (129)
3.2 齒輪傳動 (133)
。常玻薄「攀 (133)
3.2.2 齒廓嚙合基本定律和漸開線齒廓的特點 (134)
。常玻场≈饼X圓柱齒輪的各部分名稱及其基本尺寸 (137)
3.2.4 漸開線齒輪的嚙合 (139)
。常玻怠↓X輪的失效形式和材料選擇 (141)
。常玻丁≈饼X圓錐齒輪傳動 (144)
3.3 蝸桿傳動 (147)
。常常薄「攀 (147)
。常常病∥仐U傳動的主要參數(shù) (149)
。常常场∥仐U傳動的失效、材料與結構 (152)
。常础≥S與聯(lián)軸器 (153)
3.4.1 概述 (153)
。常矗病≥S徑的計算 (154)
。常矗场≥S的材料與結構 (155)
。常矗础÷(lián)軸器的類型與性能 (157)
3.4.5 聯(lián)軸器的選擇 (161)
。常怠≥S承 (162)
。常担薄「攀 (162)
。常担病』瑒虞S承的結構與材料 (163)
。常担场』瑒虞S承的潤滑 (166)
。常担础L動軸承的結構、類型及代號 (168)
。常丁≥喯导皽p速機 (173)
3.6.1 概述 (173)
。常叮病《ㄝS輪系 (175)
。常叮场虞S輪系 (177)
。常叮础↓X輪和蝸桿減速機 (179)
3.6.5 行星減速機 (182)
習題3 (185)
4 壓力容器設計 (189)
。矗薄葔喝萜髟O計 (189)
4.1.1 概述 (189)
。矗保病∪萜鞯氖芰Ψ治 (192)
4.1.3 內壓薄壁殼體的厚度設計 (198)
。矗保础葔悍忸^的厚度設計 (212)
。矗病⊥鈮喝萜髟O計 (218)
。矗玻薄「攀 (218)
。矗玻病⊥鈮罕”趫A筒的厚度設計 (219)
。矗玻场⊥鈮和剐畏忸^的厚度設計 (226)
。矗玻础〖訌娙Φ脑O計 (227)
習題4 (231)
5 化工設備通用零部件 (233)
。担薄「攀 (233)
5.1.1 公稱直徑 (233)
。担保病」Q壓力 (234)
5.2 筒體和封頭 (234)
。担玻薄⊥搀w (234)
。担玻病》忸^ (235)
。担场》ㄌm連接 (239)
5.3.1 工作原理 (239)
。担常病》ㄌm的結構與種類 (240)
。担常场》ㄌm的標準 (241)
。担础≡O備的支座 (257)
5.4.1 耳式支座 (257)
。担矗病≈С惺街ё (260)
。担矗场“笆街ё (261)
。担怠≡O備的開孔與附件 (263)
。担担薄≡O備開孔的裝置 (264)
。担担病≡O備的開孔與補強 (270)
。担丁∪萜髟O計舉例 (272)
。担叮薄⊥搀w和封頭 (273)
。担叮病“笆街ё (273)
。担叮场∪丝准把a強圈 (274)
。担叮础」芸 (274)
。担叮怠≡O備總裝配圖 (274)
。担贰∪萜髟O計中的幾種強度失效準則 (274)
習題5 (276)
6 塔設備的機械設計 (277)
。叮薄「攀 (277)
6.2 載荷分析及應力計算 (277)
。叮场∷w的強度及穩(wěn)定性驗算 (281)
。叮常薄葔翰僮鲿r的塔體(281)
6.3.2 外壓操作時的塔體 (282)
。叮常场∷畨涸囼灂r的塔體 (283)
6.4 裙座設計 (283)
。叮矗薄∽w (284)
6.4.2 基礎環(huán) (285)
。叮矗场〉啬_螺栓及螺栓座 (287)
6.4.4 管孔 (288)
。叮怠≌麴s塔機械設計舉例 (288)
。叮担薄∫阎獥l件 (288)
6.5.2 設計要求 (288)
。叮担场≡O計方法步驟 (288)
6.6 板式塔的結構設計 (294)
。叮叮薄「攀 (294)
6.6.2 整塊式塔盤結構 (296)
。叮叮场》謮K式塔盤結構 (300)
6.6.4 接管結構 (306)
6.6.5 除沫裝置 (309)
習題6 (312)
7 反應釜的機械設計 (314)
。罚薄「攀 (314)
7.2 反應釜的釜體設計 (316)
·4· 化工設備機械基礎
。罚玻薄⊥搀w的直徑與高度 (316)
。罚玻病A套的結構 (318)
。罚玻场『穸鹊拇_定 (319)
7.2.4 蛇管的設置 (319)
。罚玻怠」に嚬芸 (320)
。罚玻丁》磻w設計舉例 (321)
。罚场》磻臄嚢柩b置 (323)
。罚常薄嚢杵鞯男褪健⑻攸c及安裝方式 (323)
。罚常病嚢栎S系 (329)
7.3.3 攪拌附件擋板和導流筒 (331)
。罚础》磻膫鲃友b置 (332)
7.4.1 電動機的選用 (332)
。罚矗病p速機的選用 (334)
。罚矗场鲃友b置的機架 (337)
7.4.4 底座設計 (340)
。罚怠》磻妮S封裝置 (343)
。罚担薄√盍舷涿芊 (343)
7.5.2 機械密封 (345)
習題7 (351)1 零部件受力分析 (1)
。保薄×Φ暮铣膳c平衡條件 (1)
1.1.1 約束、約束反力與受力圖 (1)
。保保病∑矫鎱R交力系的合成和平衡條件 (5)
。保保场∑矫媪ε枷档暮铣珊推胶鈼l件 (7)
。保保础∑矫嬉话懔ο档暮铣珊推胶鈼l件 (10)
。保病±炫c壓縮 (13)
。保玻薄×悴考休d的基本概念 (13)
。保玻病±旌蛪嚎s (17)
1.2.3 材料的力學性質 (23)
。保场∑矫鎻澢 (35)
1.3.1 彎曲變形的實例和概念 (35)
。保常病×簭澢膬攘Ψ治 (37)
。保常场∑矫鎻澢膽τ嬎 (43)
。保常础∑矫鎻澢淖冃螕隙群娃D角 (53)
。保础〖羟信c扭轉 (56)
1.4.1 剪切構件的受力與變形特點 (56)
。保矗病〖羟泻蛿D壓的實用計算 (56)
。保矗场∨まD變形的概念 (59)
。保矗础鲃虞S外力矩的計算 (60)
。保矗怠〖兗羟屑羟泻硕 (61)
1.4.6 圓軸扭轉時橫截面上的內力和應力 (62)
。保矗贰A軸扭轉時的強度條件 (66)
1.4.8 圓軸的扭轉變形與剛度條件 (69)
。保怠簵U的穩(wěn)定性 (70)
。保担薄簵U穩(wěn)定性的概念 (70)
。保担病∨R界壓力的確定歐拉公式 (72)
1.5.3 歐拉公式的適用范圍中長桿和粗短桿的計算 (73)
。保担础簵U穩(wěn)定性的實用計算 (75)
。保担怠√岣邏簵U穩(wěn)定性的措施 (79)
習題1 (80)
2 化工設備材料 (87)
。玻薄¤T鐵 (87)
2.2 鋼的熱處理 (88)
。玻玻薄¤F的同素異構轉變 (88)
。玻玻病〖訜、冷卻過程中鐵碳合金組織的轉變 (89)
。玻玻场〕S玫臒崽幚矸椒 (90)
2.3 碳素鋼 (94)
。玻础〉秃辖鸶邚姸冉Y構鋼 (98)
。玻怠『辖痄 (99)
2.5.1 合金元素在鋼中的作用 (100)
。玻担病『辖痄摰呐铺 (101)
2.5.3 不銹鋼 (101)
。玻担础∧蜔徜 (107)
。玻担怠〉蜏赜娩 (108)
。玻担丁】箽涓g鋼 (109)
2.5.7 抗氮化腐蝕鋼 (109)
。玻丁∮猩饘偌捌浜辖 (109)
2.7 非金屬材料 (113)
。玻罚薄o機非金屬材料 (113)
2.7.2 有機非金屬材料 (114)
習題2 (115)
3 化工設備的傳動裝置 (117)
。常薄。謳鲃 (117)
。常保薄「攀 (117)
。常保病鲃拥幕纠碚 (119)
3.1.3。謳鲃拥脑O計計算 (126)
。常保础。謳л喌慕Y構及張緊裝置 (129)
。常病↓X輪傳動 (133)
。常玻薄「攀 (133)
3.2.2 齒廓嚙合基本定律和漸開線齒廓的特點 (134)
。常玻场≈饼X圓柱齒輪的各部分名稱及其基本尺寸 (137)
3.2.4 漸開線齒輪的嚙合 (139)
。常玻怠↓X輪的失效形式和材料選擇 (141)
3.2.6 直齒圓錐齒輪傳動 (144)
。常场∥仐U傳動 (147)
。常常薄「攀 (147)
。常常病∥仐U傳動的主要參數(shù) (149)
。常常场∥仐U傳動的失效、材料與結構 (152)
。常础≥S與聯(lián)軸器 (153)
。常矗薄「攀 (153)
。常矗病≥S徑的計算 (154)
。常矗场≥S的材料與結構 (155)
。常矗础÷(lián)軸器的類型與性能 (157)
。常矗怠÷(lián)軸器的選擇 (161)
。常怠≥S承 (162)
。常担薄「攀 (162)
3.5.2 滑動軸承的結構與材料 (163)
。常担场』瑒虞S承的潤滑 (166)
3.5.4 滾動軸承的結構、類型及代號 (168)
。常丁≥喯导皽p速機 (173)
3.6.1 概述 (173)
。常叮病《ㄝS輪系 (175)
。常叮场虞S輪系 (177)
3.6.4 齒輪和蝸桿減速機 (179)
。常叮怠⌒行菧p速機 (182)
習題3 (185)
4 壓力容器設計 (189)
4.1 內壓容器設計 (189)
。矗保薄「攀 (189)
。矗保病∪萜鞯氖芰Ψ治 (192)
4.1.3 內壓薄壁殼體的厚度設計 (198)
。矗保础葔悍忸^的厚度設計 (212)
4.2 外壓容器設計 (218)
。矗玻薄「攀 (218)
。矗玻病⊥鈮罕”趫A筒的厚度設計 (219)
。矗玻场⊥鈮和剐畏忸^的厚度設計 (226)
。矗玻础〖訌娙Φ脑O計 (227)
習題4 (231)
5 化工設備通用零部件 (233)
5.1 概述 (233)
。担保薄」Q直徑 (233)
。担保病」Q壓力 (234)
5.2 筒體和封頭 (234)
。担玻薄⊥搀w (234)
。担玻病》忸^ (235)
5.3 法蘭連接 (239)
。担常薄」ぷ髟 (239)
。担常病》ㄌm的結構與種類 (240)
。担常场》ㄌm的標準 (241)
5.4 設備的支座 (257)
。担矗薄《街ё (257)
5.4.2 支承式支座 (260)
。担矗场“笆街ё (261)
5.5 設備的開孔與附件 (263)
。担担薄≡O備開孔的裝置 (264)
5.5.2 設備的開孔與補強 (270)
。担丁∪萜髟O計舉例 (272)
。担叮薄⊥搀w和封頭 (273)
。担叮病“笆街ё (273)
5.6.3 人孔及補強圈 (274)
。担叮础」芸 (274)
5.6.5 設備總裝配圖 (274)
。担贰∪萜髟O計中的幾種強度失效準則 (274)
習題5 (276)
6 塔設備的機械設計 (277)
。叮薄「攀 (277)
。叮病≥d荷分析及應力計算 (277)
。叮场∷w的強度及穩(wěn)定性驗算 (281)
。叮常薄葔翰僮鲿r的塔體(281)
6.3.2 外壓操作時的塔體 (282)
。叮常场∷畨涸囼灂r的塔體 (283)
。叮础∪棺O計 (283)
。叮矗薄∽w (284)
6.4.2 基礎環(huán) (285)
。叮矗场〉啬_螺栓及螺栓座 (287)
。叮矗础」芸 (288)
。叮怠≌麴s塔機械設計舉例 (288)
。叮担薄∫阎獥l件 (288)
。叮担病≡O計要求 (288)
。叮担场≡O計方法步驟 (288)
。叮丁“迨剿慕Y構設計 (294)
6.6.1 概述 (294)
。叮叮病≌麎K式塔盤結構 (296)
。叮叮场》謮K式塔盤結構 (300)
。叮叮础〗庸芙Y構 (306)
。叮叮怠〕b置 (309)
習題6 (312)
7 反應釜的機械設計 (314)
。罚薄「攀 (314)
。罚病》磻母w設計 (316)
·4· 化工設備機械基礎
。罚玻薄⊥搀w的直徑與高度 (316)
。罚玻病A套的結構 (318)
。罚玻场『穸鹊拇_定 (319)
。罚玻础∩吖艿脑O置 (319)
7.2.5 工藝管口 (320)
。罚玻丁》磻w設計舉例 (321)
7.3 反應釜的攪拌裝置 (323)
。罚常薄嚢杵鞯男褪健⑻攸c及安裝方式 (323)
。罚常病嚢栎S系 (329)
。罚常场嚢韪郊䲟醢搴蛯Я魍 (331)
7.4 反應釜的傳動裝置 (332)
。罚矗薄‰妱訖C的選用 (332)
。罚矗病p速機的選用 (334)
。罚矗场鲃友b置的機架 (337)
7.4.4 底座設計 (340)
。罚怠》磻妮S封裝置 (343)
。罚担薄√盍舷涿芊 (343)
7.5.2 機械密封 (345)
習題7 (351)