本書介紹和分析了化工設(shè)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(shè)備及反應(yīng)釜的機械設(shè)計方法等內(nèi)容。本書內(nèi)容豐富,涉及學科面廣,且結(jié)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(chǔ)和必要的設(shè)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(guān)專業(yè)作教材,也可供有關(guān)的工程技術(shù)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(chǔ)和必要的設(shè)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(shè)備的機械知識和設(shè)計能力的要求而編寫的。全書包括靜力學、材料力學、化工設(shè)備常用材料、傳動零件及減速機、常壓和低壓容器設(shè)計、化工設(shè)備常用零部件和典型化工設(shè)備的設(shè)計方法等內(nèi)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(chǔ)和必要的設(shè)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)
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)
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(zhì) (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(nèi)力分析 (37)
1.3.3 平面彎曲的應(yīng)力計算 (43)
1.3.4 平面彎曲的變形撓度和轉(zhuǎn)角 (53)
。保础〖羟信c扭轉(zhuǎn) (56)
。保矗薄〖羟袠(gòu)件的受力與變形特點 (56)
1.4.2 剪切和擠壓的實用計算 (56)
。保矗场∨まD(zhuǎn)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(zhuǎn)時橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力 (62)
。保矗贰A軸扭轉(zhuǎn)時的強度條件 (66)
。保矗浮A軸的扭轉(zhuǎn)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)
1.5.5 提高壓桿穩(wěn)定性的措施 (79)
習題1 (80)
2 化工設(shè)備材料 (87)
。玻薄¤T鐵 (87)
。玻病′摰臒崽幚 (88)
2.2.1 鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 (88)
。玻玻病〖訜帷⒗鋮s過程中鐵碳合金組織的轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)鋼 (98)
2.5 合金鋼 (99)
。玻担薄『辖鹪卦阡撝械淖饔 (100)
。玻担病『辖痄摰呐铺 (101)
2.5.3 不銹鋼 (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(shè)備的傳動裝置 (117)
3.1。謳鲃 (117)
。常保薄「攀 (117)
。常保病鲃拥幕纠碚 (119)
。常保场。謳鲃拥脑O(shè)計計算 (126)
3.1.4。謳л喌慕Y(jié)構(gòu)及張緊裝置 (129)
3.2 齒輪傳動 (133)
。常玻薄「攀 (133)
。常玻病↓X廓嚙合基本定律和漸開線齒廓的特點 (134)
3.2.3 直齒圓柱齒輪的各部分名稱及其基本尺寸 (137)
。常玻础u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)
3.3.2 蝸桿傳動的主要參數(shù) (149)
。常常场∥仐U傳動的失效、材料與結(jié)構(gòu) (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)
3.4.3 軸的材料與結(jié)構(gòu) (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)
3.5.2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)與材料 (163)
。常担场』瑒虞S承的潤滑 (166)
。常担础L動軸承的結(jié)構(gòu)、類型及代號 (168)
。常丁≥喯导皽p速機 (173)
。常叮薄「攀 (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)
。常叮怠⌒行菧p速機 (182)
習題3 (185)
4 壓力容器設(shè)計 (189)
。矗薄(nèi)壓容器設(shè)計 (189)
。矗保薄「攀 (189)
4.1.2 容器的受力分析 (192)
。矗保场(nèi)壓薄壁殼體的厚度設(shè)計 (198)
。矗保础(nèi)壓封頭的厚度設(shè)計 (212)
。矗病⊥鈮喝萜髟O(shè)計 (218)
4.2.1 概述 (218)
。矗玻病⊥鈮罕”趫A筒的厚度設(shè)計 (219)
。矗玻场⊥鈮和剐畏忸^的厚度設(shè)計 (226)
。矗玻础〖訌娙Φ脑O(shè)計 (227)
習題4 (231)
5 化工設(shè)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)
。担病⊥搀w和封頭 (234)
。担玻薄⊥搀w (234)
5.2.2 封頭 (235)
。担场》ㄌm連接 (239)
。担常薄」ぷ髟 (239)
5.3.2 法蘭的結(jié)構(gòu)與種類 (240)
。担常场》ㄌm的標準 (241)
。担础≡O(shè)備的支座 (257)
。担矗薄《街ё (257)
。担矗病≈С惺街ё (260)
。担矗场“笆街ё (261)
。担怠≡O(shè)備的開孔與附件 (263)
5.5.1 設(shè)備開孔的裝置 (264)
。担担病≡O(shè)備的開孔與補強 (270)
5.6 容器設(shè)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(shè)備總裝配圖 (274)
。担贰∪萜髟O(shè)計中的幾種強度失效準則 (274)
習題5 (276)
6 塔設(shè)備的機械設(shè)計 (277)
6.1 概述 (277)
。叮病≥d荷分析及應(yīng)力計算 (277)
。叮场∷w的強度及穩(wěn)定性驗算 (281)
。叮常薄(nèi)壓操作時的塔體(281)
。叮常病⊥鈮翰僮鲿r的塔體 (282)
。叮常场∷畨涸囼灂r的塔體 (283)
。叮础∪棺O(shè)計 (283)
6.4.1 座體 (284)
。叮矗病』A(chǔ)環(huán) (285)
。叮矗场〉啬_螺栓及螺栓座 (287)
。叮矗础」芸 (288)
6.5 蒸餾塔機械設(shè)計舉例 (288)
。叮担薄∫阎獥l件 (288)
6.5.2 設(shè)計要求 (288)
。叮担场≡O(shè)計方法步驟 (288)
。叮丁“迨剿慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計 (294)
。叮叮薄「攀 (294)
6.6.2 整塊式塔盤結(jié)構(gòu) (296)
。叮叮场》謮K式塔盤結(jié)構(gòu) (300)
。叮叮础〗庸芙Y(jié)構(gòu) (306)
。叮叮怠〕b置 (309)
習題6 (312)
7 反應(yīng)釜的機械設(shè)計 (314)
。罚薄「攀 (314)
。罚病》磻(yīng)釜的釜體設(shè)計 (316)
·4· 化工設(shè)備機械基礎(chǔ)
7.2.1 筒體的直徑與高度 (316)
7.2.2 夾套的結(jié)構(gòu) (318)
。罚玻场『穸鹊拇_定 (319)
7.2.4 蛇管的設(shè)置 (319)
。罚玻怠」に嚬芸 (320)
7.2.6 反應(yīng)釜釜體設(shè)計舉例 (321)
。罚场》磻(yīng)釜的攪拌裝置 (323)
。罚常薄嚢杵鞯男褪、特點及安裝方式 (323)
。罚常病嚢栎S系 (329)
。罚常场嚢韪郊䲟醢搴蛯Я魍 (331)
。罚础》磻(yīng)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(shè)計 (340)
。罚怠》磻(yīng)釜的軸封裝置 (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)
1.1.2 平面匯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)
。保玻场〔牧系牧W性質(zhì) (23)
。保场∑矫鎻澢 (35)
。保常薄澢冃蔚膶嵗透拍 (35)
。保常病×簭澢膬(nèi)力分析 (37)
。保常场∑矫鎻澢膽(yīng)力計算 (43)
。保常础∑矫鎻澢淖冃螕隙群娃D(zhuǎn)角 (53)
。保础〖羟信c扭轉(zhuǎn) (56)
。保矗薄〖羟袠(gòu)件的受力與變形特點 (56)
1.4.2 剪切和擠壓的實用計算 (56)
。保矗场∨まD(zhuǎn)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(zhuǎn)時橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力 (62)
。保矗贰A軸扭轉(zhuǎn)時的強度條件 (66)
。保矗浮A軸的扭轉(zhuǎn)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)
。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(shè)備材料 (87)
。玻薄¤T鐵 (87)
。玻病′摰臒崽幚 (88)
2.2.1 鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 (88)
。玻玻病〖訜、冷卻過程中鐵碳合金組織的轉(zhuǎn)變 (89)
。玻玻场〕S玫臒崽幚矸椒 (90)
。玻场√妓劁 (94)
。玻础〉秃辖鸶邚姸冉Y(jié)構(gòu)鋼 (98)
2.5 合金鋼 (99)
。玻担薄『辖鹪卦阡撝械淖饔 (100)
。玻担病『辖痄摰呐铺 (101)
。玻担场〔讳P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)
。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(shè)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(shè)計計算 (126)
。常保础。謳л喌慕Y(jié)構(gòu)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)
3.3.2 蝸桿傳動的主要參數(shù) (149)
。常常场∥仐U傳動的失效、材料與結(jié)構(gòu) (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(jié)構(gòu) (155)
3.4.4 聯(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(jié)構(gòu)與材料 (163)
。常担场』瑒虞S承的潤滑 (166)
3.5.4 滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型及代號 (168)
。常丁≥喯导皽p速機 (173)
。常叮薄「攀 (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)
。常叮怠⌒行菧p速機 (182)
習題3 (185)
4 壓力容器設(shè)計 (189)
4.1 內(nèi)壓容器設(shè)計 (189)
。矗保薄「攀 (189)
。矗保病∪萜鞯氖芰Ψ治 (192)
4.1.3 內(nèi)壓薄壁殼體的厚度設(shè)計 (198)
。矗保础(nèi)壓封頭的厚度設(shè)計 (212)
。矗病⊥鈮喝萜髟O(shè)計 (218)
。矗玻薄「攀 (218)
。矗玻病⊥鈮罕”趫A筒的厚度設(shè)計 (219)
。矗玻场⊥鈮和剐畏忸^的厚度設(shè)計 (226)
4.2.4 加強圈的設(shè)計 (227)
習題4 (231)
5 化工設(shè)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(jié)構(gòu)與種類 (240)
。担常场》ㄌm的標準 (241)
。担础≡O(shè)備的支座 (257)
。担矗薄《街ё (257)
。担矗病≈С惺街ё (260)
。担矗场“笆街ё (261)
5.5 設(shè)備的開孔與附件 (263)
。担担薄≡O(shè)備開孔的裝置 (264)
。担担病≡O(shè)備的開孔與補強 (270)
。担丁∪萜髟O(shè)計舉例 (272)
5.6.1 筒體和封頭 (273)
。担叮病“笆街ё (273)
。担叮场∪丝准把a強圈 (274)
5.6.4 管口 (274)
。担叮怠≡O(shè)備總裝配圖 (274)
5.7 容器設(shè)計中的幾種強度失效準則 (274)
習題5 (276)
6 塔設(shè)備的機械設(shè)計 (277)
。叮薄「攀 (277)
。叮病≥d荷分析及應(yīng)力計算 (277)
6.3 塔體的強度及穩(wěn)定性驗算 (281)
。叮常薄(nèi)壓操作時的塔體(281)
。叮常病⊥鈮翰僮鲿r的塔體 (282)
。叮常场∷畨涸囼灂r的塔體 (283)
。叮础∪棺O(shè)計 (283)
。叮矗薄∽w (284)
。叮矗病』A(chǔ)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(shè)計舉例 (288)
6.5.1 已知條件 (288)
。叮担病≡O(shè)計要求 (288)
。叮担场≡O(shè)計方法步驟 (288)
6.6 板式塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (294)
。叮叮薄「攀 (294)
6.6.2 整塊式塔盤結(jié)構(gòu) (296)
。叮叮场》謮K式塔盤結(jié)構(gòu) (300)
。叮叮础〗庸芙Y(jié)構(gòu) (306)
6.6.5 除沫裝置 (309)
習題6 (312)
7 反應(yīng)釜的機械設(shè)計 (314)
。罚薄「攀 (314)
。罚病》磻(yīng)釜的釜體設(shè)計 (316)
·4· 化工設(shè)備機械基礎(chǔ)
。罚玻薄⊥搀w的直徑與高度 (316)
。罚玻病A套的結(jié)構(gòu) (318)
7.2.3 厚度的確定 (319)
。罚玻础∩吖艿脑O(shè)置 (319)
。罚玻怠」に嚬芸 (320)
。罚玻丁》磻(yīng)釜釜體設(shè)計舉例 (321)
。罚场》磻(yīng)釜的攪拌裝置 (323)
7.3.1 攪拌器的型式、特點及安裝方式 (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(yīng)釜的傳動裝置 (332)
7.4.1 電動機的選用 (332)
。罚矗病p速機的選用 (334)
7.4.3 傳動裝置的機架 (337)
。罚矗础〉鬃O(shè)計 (340)
。罚怠》磻(yīng)釜的軸封裝置 (343)
。罚担薄√盍舷涿芊 (343)
。罚担病C械密封 (345)
習題7 (351)