机械工程基础实验指导书

机械工程基础实验指导书北京联合大学生物化学工程学院建筑环境与设备工程教研室2009年8月1实验要求一、学生必须按组、按时到实验室做实验，否则不能参加本门课程的期末考试，也不能参加重考。二、实验前必须充分预习，明确实验目的、内容原理、方法和步骤，做好预习思考题。三、实验时做好记录，认真书写实验报告。2目录1、阀门的拆装………………………………32、中央空调水压试验…………………………73、机构运动简图的测绘和分析………………184、渐开线齿轮范成…………………………235、减速器拆装………………………………263实验一阀门的拆装一、实验目的l.掌握相关阀门的名称、规格、型号。2.掌握相关阀门的构造特点及工作原理。3.掌握相关阀门的作用以及用途。二、设备和工具实验所需的阀门有：闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、弹簧式安全阀各1-2只。三、实验步骤1.实验任务完成方式：（1）实验分小组进行；（2）实验前预习有关阀门内容；（3）实验时，按照要求认真观察阀门的外观结构等特点；（4）实验后及时完成实验报告。2.实验报告要求：按照北京联合大学实验报告的统一要求书写。四、步骤和要求1.首先观察阀门外形、规格、型号、构造。2.阀门的解体（1）解体前做好配合记号。（2）解体时阀门应处于开启状态。（3）注意拆卸顺序。（4）不要损伤零部件。3.阀门的组装（1）阀门组装时，阀门应处于开启状态。（2）按配合顺序组装。4（3）补充润滑剂。（4）调整闸板与阀座的接触面积。（5）均匀紧固各部连接件。（6）检查各部间隙。五、考核标准结合实验的现场表现（操作、思考和提问情况）以及实验报告综合评定成绩。其中：1.实验表现占总成绩的50%。2.实验报告占总成绩的50%。六、实验报告1.列出实验所用阀门的具体名称、各个阀门的优缺点,以及各个阀门所使用的场合。2.列出实验中未涉及的其它阀门的具体名称、各个阀门的优缺点,以及各个阀门所使用的场合。七、阀门的简单介绍1.闸阀闸阀是指关闭件（闸板）沿通路中心线的垂直方向移动的阀门。闸阀在管路中主要作切断用。2.截止阀截止阀是关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门。截止阀在管路中主要作切断用。53.节流阀节流阀是指通过改变通道面积达到控制或调节介质流量与压力的阀门。节流阀在管路中主要作节流使用。最常见的节流阀是采用截止阀改变阀瓣形状后作节流用。但用改变截止阀或闸阀开启高度来做节流用是极不合适的，因为介质在节流状态下流速很高，必然会使密封面冲蚀磨损，失去切断密封作用。同样用节流阀作切断装置也是不合适的。4.旋塞阀旋塞阀是指关闭件（塞子）绕阀体中心线旋转来达到开启和关闭的一种阀门。旋塞阀在管路中主要用作切断、分配和改变介质流动方向的。旋塞阀是历史上最早被人们采用的阀件。由于结构简单，开闭迅速（塞子旋转四分之一圈就能完成开闭动作），操作方便，流体阻力小，至今仍被广泛使用。目前主要用于低压，小口径和介质温度不高的情况下。旋塞阀的塞子和塞体是一个配合很好的圆锥体，其锥度一般为1：6和1：7。5.球阀球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门，只有它的关闭件是个球体，球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。蝶阀66.蝶阀蝶板在阀体内绕固定轴旋转的阀门，叫蝶阀。蝶阀的结构蝶阀主要由阀体、蝶板、阀杆、密封圈和传动装置组成。蝶阀的结构见图。（1）阀体阀体呈圆筒状，上下部分各有一个圆柱形凸台，用于安装阀杆。蝶阀与管道多采用法兰连接；如采用对夹连接，其结构长度最小。（2）阀杆阀杆是蝶板的转轴，轴端采用填料函密封结构，可防止介质外漏。阀杆上端与传动装置直接相接，以传递力矩。（3）蝶板蝶板是蝶阀的启闭件。7.安全阀安全阀是防止介质压力超过规定数值起安全作用的阀门。弹簧式安全阀：利用压缩弹簧的力来平衡阀瓣的压力并使之密封。弹簧式安全阀靠调节弹簧的压缩量来调整压力。它的优点在于比重锤式安全阀体积小、轻便，灵敏度高，安装位置不受严格限制；缺点是作用在阀杆上的力随弹簧变形而发生变化。同时必须注意弹簧的隔热和散热问题。7实验二中央空调水压试验一、实训目的1．熟悉水压试验的设备。2．熟悉一般水压试验的试压方案（含国家标准、水压试验的压力规定、制定合理的试压水路、水压试验的方法步骤等）要点。3．掌握实训室分体式风冷冷水机组—室内机（型号：YSAC06HA101G）及YGFC风机盘管机组冷煤水系统水压试验的试压方案和操作过程。二、设备和工具1）分体式风冷冷水机组—室内机（型号：YSAC06HA101G,制冷量6.5KW制热量7.1KW，水流量1.1m3/h,水泵功率：340W）及空调系统1台2)YGF风机盘管机组2台3）手动试压泵1台（压力0--1.6MPa）4）压力表3只（1.6Mpa、精度不低于1．5级）5）试压用管件、管子、阀门等6）工具：管子钳2把、活板手2把等常用五金工具、铅油、麻丝或聚四氟乙稀生胶带若干。密封垫片（材料待定）、橡胶橡皮管（规格：DN25）若干米、安全带安全帽若干，脚手架若干。三、相关理论和技能（一）我国国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》要求1．冷热水及冷却水系统应在系统冲洗，排污合格(目测：以排出口的水色和透明度与入水口对比相近，无可见杂物)，再循环试运行2h以上，且水质正常后才能与制冷机组、空调设备相贯通。2．管道系统安装完毕，外观检查合格后，应按设计要求进行水压试验。当设计无规定时，应符合下列规定：（1）冷热水、冷却水系统的试验压力，当工作压力小于等于1MPa时，为1.5倍工作压力，但最低不小于0.6MPa；当工作压力大于1MPa时，为工作压力加0.5MPa。8（2）对于大型或高层建筑垂直位差较大的冷(热)媒水、冷却水管道系统宜采用分区、分层试压和系统试压相结合的方法。一般建筑可采用系统试压方法。（3）分区、分层试压：对相对独立的局部区域的管道进行试压。在试验压力下，稳压l0min，压力不得下降，再将系统压力降至工作压力，在60min内压力不得下降、外观检查无渗漏为合格。（4）系统试压：在各分区管道与系统主、干管全部连通后，对整个系统的管道进行系统的试压。试验压力以最低点的压力为准，但最低点的压力不得超过管道与组成件的承受压力。压力试验升至试验压力后，稳压l0min，压力下降不得大于0.2MPa，再将系统压力降至工作压力，外观检查无渗漏为合格。3.各类耐压塑料管的强度试验压力为1.5倍工作压力，严密性工作压力为1.15倍的设计工作压力。4．凝结水系统采用充水试验，应以不渗漏为合格。检查数量：系统全数检查。检查方法：旁站观察或查阅试验记录。（二）中国建筑工程总公司《通风空调工程施工工艺标准》要求该标准是根据国家2002年3月《建筑工程质量验收统一标准》而制定的行业标准。该标准中空调水系统管道与设备安装施工工艺标准指出：1.水压试验1)连接安装水压试验管路根据水源的位置和管路系统情况，制定出试压方案和技术措施。根据试压方案连接试压管路。2)灌水前的检查①检查试压系统中的管道、设备、阀件、固定支架等是否按照施工图纸和设计变更内容全部施工完毕，并符合有关规范要求。②对于不能参与试验的系统、设备、仪表及管道附件是否已采取安全可靠的隔离措施。③试压用的压力表是否已经校验，其精度等级不得低于1.5级，表盘的最大刻度值应符合试验要求。9④水压试验前的安全措施是否已经全部落实到位。3)水压试验：①打开水压试验管路中的阀门，开始向系统注水。②开启系统上各高处的排气阀，使管道内的空气排尽。待灌满水后，关闭排气阀和进水阀，停止向系统注水。·③打开连接加压泵的阀门，用电动或手动试压泵通过管路向系统加压，同时拧开压力表上的旋塞阀，观察压力表升高情况，一般分2～3次升至试验压力。在此过程中，每加压至一定数值时，应停下来对管道进行全面检查，无异常现象方可再继续加压。④系统试压达到合格验收标准后，放掉管道内的全部存水，填写试验记录。2.系统冲洗1)冲洗前应将系统内的仪表加以保护，并将孔板、喷嘴、滤网、节流阀及止回阀的阀芯等拆除，妥善保管，待冲洗合格后复位。对不允许冲洗的设备及管道应进行隔离。2)水冲洗的排放管应接人可靠的排水井或沟中，并保证排水畅通和安全，排放管的截面积不应小于被冲洗管道截面积的60％。3)水冲洗应以管内可能达到的最大流量或不小于1．5m／s的流速进行。4)水冲洗以出口水色和透明度与人口处目测一致为合格。（三）本实训室《约克冷水机组说明书》要求整个管路系统内应清洁，无锈渣污物，以防堵塞管路，配管完毕后应以7.5Kgf/cm2水压试漏，并保压24小时，确保整个管路系统无渗漏现象，然后再包保温层。(注:配管管路应单独试压，千万不可与冷水机组一起试压)。风机盘管空调系统进行系统试压之前，首先要制定试压方案，选择合适的试压泵，制定合理的试压水路。在试压的过程中要认真记录试压状况，随时监控系统压力的变化，制定试压方案时要注意以下几点:1）向盘管加水前必须打开集水头上的放气阀，待盘管内的空气排尽后关闭阀门。2）水压试验应在5℃以上的气温条件下进行，否则应有防冻10措施。3）水压试验要分段升压，升压时要缓慢均匀，待水泵停止运转水压稳定后仔细检查各连接处是否漏水。不得带水压进行修补工作。4）向系统内加水必须分层加水，分层排气，逐层试验操作。5）确认系统管路无泄露后，最后按照设计方案对管路进行保温处理。制定系统试压的方案时应遵循水流由低向高，逐层溢入的原则。并且一定要遵循以上几点，否则有可能对风机盘管机组和系统管路造成结构性破坏。（四）《空调通风工程识图与施工》要求空调管道系统安装完毕，正式运行之前必须进行试压。试压的目的是检查管路的机械强度与严密性。为了便于查找泄漏之处，一般采用水泵试压。空调系统试压可以分段，也可整个系统进行。试验压力按设计要求定。如果设计无明确要求，对空调冷热媒系统，试验压力为系统顶点工作压力加0．1MPa，同时系统顶点试验压力不小于0．3MPa。高层建筑如果低处水压大于风机盘管或空调箱所能承受的最大试验压力时要分层试压。试压在管道刷油、保温之前，以便进行外观检查和修补。试压用手摇泵或电泵进行。关闭所有的排水阀，打开管路上其他阀门(包括排气阀)。一般从回水干管注入自来水，反复充水、排气，检查无泄漏后，关闭排气阀和注自来水的阀门，再使压力逐渐上升。在五分钟内压力降不大于0．02MPa为合格。如有漏水处应标好记号，修理好后重新加压，直至合格为止。试压时应邀请建设单位参加并在试压记录上签字。管道试压时要注意安全．加压要缓慢，事后必须将系统内的水排尽。管路使用前必须进行清洗,以去除杂物。管路清洗可在试压合格后进行。清洗前应将管路上的流量孔板、滤网、温度计、止回阀等部件拆下，清洗后再装上。空调冷热媒系统用清水冲洗，如系统较大，管路较长，可分段冲洗，清洗到排水处水色透明为止，水冲洗应以管内可能达到的最大流量或不小于1．5m／s的流速进行。11空调冷热媒系统的试运转在试压合格并经过清洗后进行。水源、电源要保证正常供给，修理、排水等工具要齐备。打开最高处放气门，从回水总管充水，当放气门见水后可将充水用的进水处阀门关小，注意反复排气，充水，使系统中真正充满水后再开启冷(热)源设备。（五）《中央空调工程设计与施工》空调水系统的压力试验要求对于管路较长或管路标高差很大的系统，水压试验可分段或分层进行。分段分层进行水压试验时，应用盲板(堵板)将试验管段与其他部分临时隔开。四、实训步骤为了检查水系统管路的机械强度与严密性，空调冷水系统在安装完毕外观检查合格后，都应进行水压试验。采用水作试压介质，可便于查找泄漏之处。冷水系统的水压试验应在管道和设备保温及安装天花之前进行。为确保给水管道畅通，必须清除滞留或掉入管道内的灰土和污物，避免在供水时造成管道堵塞和水质污染。检查试压系统中的管道、设备、阀件、固定支架等是否按照施工图纸和设计变更内容全部施工完毕，并符合有关规范要求。严密性试验压力取表压0．6MPa(6kgf／cm2)。本实训只进行严密性试验，严禁进行强度试验，以保护设备。（因为安装时已进行过强