第一部分 机电工程技术

第一章 机电工程项目常用材料及工程设备

第一节 机电工程项目常用材料

★考点预测

1.黑色金属材料的类型及应用，如表1-1所示。

2.有色金属的类型及应用，如表1-2所示。

3.常用电气材料的类型及应用，如表1-3所示。

4.常用非金属材料的类型及应用，如表1-4所示。

★答疑教室

1.碳素结构钢、低合金结构钢、特殊性能低合金高强度钢都有什么特点和用途？

答：碳素结构钢具有良好的塑性和韧性，易于成型和焊接。机电工程中常见的各种型钢、钢筋、钢丝等，优质的碳素钢还可以制成钢丝、钢绞线、圆钢、高强螺栓及预应力锚具等。板材中、低压锅炉的汽包材料常为专用的锅炉碳素钢。低合金结构钢具有较好的综合力学性能。主要适用于锅炉汽包、压力容器、压力管道、桥梁、重轨和轻轨等制造。高压锅炉的汽包材料常用低合金钢制造。特殊性能低合金高强度钢能够满足特殊需要的钢类。耐候钢、耐海水腐蚀钢、表面处理钢材、汽车冲压钢板、油及天然气管线钢、連镐耪产汽军冲庄钢板、石油及天然气管线钢、工程机械，钢与可焊接高强度钢、钢筋钢、低温用钢以及钢轨钢等。电站锅炉钢架的立柱通常采用宽翼缘H型钢。刚性梁一般每隔3m左右装设一层，其大部分采用强度足够的工字钢制成。锅炉水冷壁和省煤器用的无缝钢管一般采用优质碳素钢管或低合金钢管。

2.VV、VV22、VV32、VV59电缆分别有什么特点和用途？

答：VLV型、VV型电力电缆不能受机械外力作用，适用于室内、隧道内及管道内敷设。VLV22型、VV22 型电缆能承受机械外力作用，但不能承受大的拉力，可敷设在地下。VLV32 型、VV32型电缆能承受机械外力作用，且可承受相当大的拉力，可敷设在竖井内、高层建筑的电缆竖井内，且适用于潮湿场所。YFLV型、YJV型电力电缆主要是高压电力电缆，随着下标的变化与前述各型电缆相同，说明可敷设的场所。

3.非金属风管材料有哪些类型？分别有什么特别的应用？

答：酚醛复合风管适用于低、中压空调系统及潮湿环境，但对高压及洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统不适用；聚氨酯复合风管低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境，但对酸碱性环境和防排烟系统不适用；玻璃纤维复合风管适用于中压以下的空调系统，但对洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统，以及相对湿度90%以上的系统不适用；硬聚氯乙烯风管适用于洁净室含酸碱的排风系统。

★真题趋势

1.锅炉的高压无缝钢管是用（　）制造的。【2006】

A.普通碳素钢

C.普通低合金钢

B.优质碳素钢

D.低温合金钢

E.合金结构钢

【答案】BDE

【解析】锅炉水冷壁和省煤器使用的无缝钢管一般采用优质碳素钢管或低合金钢管，但过热器和再热器使用的无缝钢管根据不同壁温，通常采用15CrM0或12CrlMoV等钢材。

2.低合金钢主要用于（　）。【2011】

A.锅炉汽包

B.压力容器

C.起重机轨道

D.压力管道

E.高强螺栓

【答案】ABCD

【解析】低合金结构钢也称为低合金高强度钢，有八个强度等级：Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690。用于锅炉汽包、压力容器、压力管道、桥梁、重轨、轻轨。

3.现场中电焊机至焊钳的连线一般不采用（　）型的导线。【2009】

A.YJV

B.BX

C.RV

D.KVV

E.BLX

【答案】ABDE

【解析】（1）电线：①BLX型、BLV型：铝芯电线，通常用于架空线路尤其是长途输电线路；②BX、BV 型：一般家庭和办公室照明通常采用；③RV 型：铜芯软线主要采用在需柔性连接的可动部位，电焊机至焊钳的连线；④BVV型；（2）电缆：①VLV型、VV型电力电缆：不能受机械外力作用，室内、隧道内、管道内敷设；②VLV22型、VV22型电缆：能承受机械外力作用，但不能承受大的拉力，可敷设于地下；③VLV32型、VV32型电缆：能承受机械外力作用，且可承受相当大的拉力，且适用于潮湿场所；④YFLV型、YJV型电力电缆：主要是高压电力电缆；⑤KVV型控制电缆：适用于室内各种敷设方式的控制电路中。

4.常用的建筑排水管是（　）材料。【2010】

A.聚四氟乙烯

B.聚丙烯

C.硬聚氯乙烯

D.高密度聚乙烯

【答案】C

【解析】常用管道及制造材料：（1）水管主要采用聚氯乙烯制作；（2）煤气管采用中、高密度聚乙烯制作；（3）热水管目前均用耐热性高的氯化聚氯乙烯或聚丁烯制造；（4）聚乙烯塑料管：无毒，可用于输送生活用水；（5）ABS工程塑料管：耐腐蚀、耐温及耐冲击性能均优于聚氯乙烯管，使用温度为−20～70℃，压力等级分为B、C、D三级；（6）聚丙烯管（PP管）：用于流体输送，按压力分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，其常温下的工作压力为：Ⅰ型为0.4MPa、Ⅱ型为0.6MPa、Ⅲ型为0.8MPa；（7）硬聚氯乙烯排水管及管件：硬聚氯乙烯排水管及管件用于建筑工程排水。

5.玻璃纤维复合风管适用于（　）。【2011】

A.洁净空调系统

B.酸性环境空调系统

C.防排烟空调系统

D.中压以下空调系统

【答案】D

【解析】非金属风管材料的类型及应用，如表1-5所示。

★强化自测

一、单项选择题（每题的备选答案中只有一个最符合题意） 1.碳质量分数小于且接近2%的钢材是（　）。

A.低碳钢

B.中碳钢

C.高碳钢2.无机非金属硅酸盐材料包括水泥、玻璃、（　）等。A.橡胶

B.陶瓷

C.塑料3.高压锅炉的汽包材料常用（　）制造。A.碳素结构钢

B.低合金钢

C.优质碳素钢

D.纯铁

D.涂料

D.特殊钢

4.适应于低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境，但对酸碱性环境和防排烟系统不适用的非金属风管材料是（　）。

A.酚醛复合风管

B.聚氨酯复合风管

C.玻璃纤维复合风管

D.硬聚氯乙烯风管

5.机电工程施工中使用的起重机就是（　）型钢制造的。

A.Q295

B.Q345

C.Q390

D.Q460

6.机电工程中常见的各种型钢、钢筋、钢丝等，均属于（　）。

A.低合金结构钢

B.低合金高强度钢

C.特殊性能低合金高强度钢

D.碳素结构钢

7.机电工程现场中的电焊机至焊钳的连线多采用（　）聚氯乙烯绝缘平形铜芯软线，因为电焊位置不固定，多移动。

A.RV型

B.BLX型

C.BLV型

D.BVV型

8.普通传统应用广泛的非金属材料是指（　）。

A.碳化硅材料

B.半导体材料

C.铁电材料

D.压电材料

9.建筑大楼常用的排水管及管件是（　）。

A.聚乙烯塑料管

B.硬聚氯乙烯

C.聚丙烯管（PP管）

D.ABS工程塑料管

10.适用于低、中压空调系统及潮湿环境，但对高压及洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统不适用的风管，一般用（　）制成。

A.聚氨酯复合板材

B.玻璃纤维复合板材

C.无机玻璃钢板材

D.酚醛复合板材

二、多项选择题（每题的备选答案中有两个或两个以上符合题意）

11.板材按其材质划分有（　）等。

A.重金属板

B.低合金结构钢板

C.不锈钢板

D.镀锌钢薄板

E.普通碳素钢板

12.设备基础按基础的组成材料不同分为（　）。

A.素混凝土基础

B.钢筋混凝土基础

C.绝热层基础

D.砂垫层基础

E.构架式基础

13.疲劳断裂的特征有（　）。

A.交变载荷作用

B.较大衡力作用

C.发生突然脆性断裂

D.断裂前预兆明显

E.断裂时应力较低

14.酚醛复合风管适用于（　）。

A.低、中压空调系统

B.潮湿环境

C.高压及洁净空调系统

D.酸碱性环境

E.防排烟系统

15.下列关于VLV型、VV型电力电缆的适应条件，叙述正确的是（　）。

A.不能受机械外力作用

B.适用于室内

C.适用于隧道内

D.可敷设在地下

E.能承受机械外力作用

三、答案与解析

1.C【解析】本题考核的是工程中以2%碳质量分数分类钢与生铁的分类依据和材料与含碳量间的关系。碳素钢的碳质量分数含量小于2%，越接近2%钢的碳质量分数越高。

本题的知识点：（1）黑色金属材料是按碳质量分数不同分为生铁和钢。碳质量分数含量小于2%的为钢，碳质量分数含量大于 2%为生铁。（2）合金钢按合金元素的多少，可分为低合金钢、中合金钢、高合金钢。

2.B【解析】无机非金属材料分类如下。

（1）硅酸盐材料，包括水泥、玻璃、耐火材料和陶瓷。

（2）高分子材料具有电绝缘体、难导热体，热膨胀较大，耐热温度低，低温脆性；耐水，大多数能耐酸、碱、盐等特点；高分子材料有塑料、橡胶、纤维和涂料等。

3.B【解析】中、低压锅炉的汽包材料常为专用的锅炉碳素钢；高压锅炉的汽包材料常用低合金钢制造；锅炉水冷壁和省煤器使用的无缝钢管一般采用优质碳素钢；特殊钢，是指具有特殊化学成分、采用特殊工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类，主要包括：耐候钢、耐海水腐蚀钢、表面处理钢材、汽车冲压钢板、石油及天然气管线钢、工程机械用钢与可焊接高强度钢、钢筋钢、低温用钢以及钢轨钢等。

4.B【解析】非金属风管材料的类型有：酚醛复合板材，聚氨酯复合板材，玻璃纤维复合板材，无机玻璃钢板材，硬聚氯乙烯板材。聚氨酯复合风管材料适用于低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境，但对酸碱性环境和防排烟系统不适用。

5.B【解析】低合金结构钢也被称为低合金高强度钢，按照国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T1591—2008，根据屈服强度划分，其共有 Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620和Q690八个强度等级。机电工程施工中使用的起重机就是Q345型钢制造的。

6.D【解析】碳素结构钢又称为普碳钢，其具有良好的塑性和韧性，易于成型和焊接，其钢号对应为Q195、Q215、Q235、Q255和Q275，使用极为广泛。例如，机电工程中常见的各种型钢、钢筋、钢丝等，优质的碳素钢还可以制成钢丝、钢绞线、圆钢、高强螺栓及预应力锚具等。

7.A【解析】BLX型、BLV型是铝芯电线，由于其重量轻，通常用于架空线路，尤其是长途输电线路。BVV型可用在电气设备内配线，较多的出现在家用电器内的固定接线。只有RV型铜芯软线主要用在需柔性连接的可动部位。

8.A【解析】半导体材料、铁电材料和压电材料是特种的、新型的无机非金属材料，主要是氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物及各种无机非金属化合物经特殊的先进工艺制成的，具有特殊性质和用途的材料。只有碳化硅材料属于广泛应用的普通传统非金属材料。

9.B【解析】硬聚氯乙烯排水管及管件：用于建筑工程排水，在耐化学性和耐热性能满足工艺要求的条件下，此种管材也可用于工业排水系统。

10.D【解析】（1）酚醛复合风管：适用于低、中压空调系统及潮湿环境，但对高压及洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统不适用；（2）聚氨酯复合风管：适用于低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境，但对酸碱性环境和防排烟系统不适用；（3）玻璃纤维复合风管：适用于中压以下的空调系统，但对洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统以及相对湿度90%以上的系统不适用；（4）硬聚氯乙烯风管：适用于洁净室含酸碱的排风系统。

11.BCDE【解析】板材通常由黑色金属打造，低合金结构钢板、不锈钢板、镀锌钢薄板和普通碳素钢板属于此类，重金属属于有色金属，通常不用做板材。

12.ABD【解析】设备基础按组成材料分为：（1）素混凝土基础；（2）钢筋混凝土基础；（3）砂垫层基础；（4）金属构架基础。

13.ACE【解析】根据疲劳断裂的概念：在交变载荷长时间作用下突然断裂的现象，故选A。

根据疲劳断裂的特点：断裂前没有明显的特征，发生突然脆性断裂，故选C。

根据疲劳断裂的特点：发生突然脆性断裂是由于应力远低于抗拉强度，断裂时应力较低，故选E。

14.AB【解析】酚醛复合风管适用于低、中压空调系统及潮湿环境，但对高压及洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统不适用；聚氨酯复合风管适用于低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境，但对酸碱性环境和防排烟系统不适用；玻璃纤维复合风管适用于中压以下的空调系统，但对洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统及相对湿度90%以上的系统不适用；硬聚氯乙烯风管适用于洁净室含酸碱的排风系统。

15.ABC【解析】注意对比三种电力电缆的用途。

（1）V LV型、V V型电力电缆：不能受机械外力作用，适用于室内、隧道内及管道内敷设。

（2）VLV22型、VV22型电缆：能承受机械外力作用，但不能承受大的拉力，可敷设在地下。

（3）VLV32型、VV32型电缆：能承受机械外力作用，且可承受相当大的拉力，可敷设在竖井内、高层建筑的电缆竖井内，且适用于潮湿场所。

第二节 机电工程项目常用工程设备

★考点预测

1.风机的分类和性能，如表1-6所示。

2.压缩机的分类和性能，如表1-7所示。

3.金属切削机床的分类和性能，如表1-8所示。

4.电动机的分类和性能，如表1-9所示。

5.高压电器和低压电器及成套装置的分类和性能，如表1-10所示。

6.电工测量仪器仪表分为指示仪表和比较仪器，测量对象包括：电流、电压、功率、频率、相位、电能、电阻、电容、电感等电参数，以及磁场强度、磁通、磁感应强度、磁滞、涡流损耗、磁导率等参数。

7.静置设备包括：反应设备，换热设备，分离设备，过滤、干燥设备，容器，工业炉，金属储罐，气柜，氧舱，工艺金属结构等。

8.专用设备主要包括：发电设备，锅炉设备，冶金设备，矿业设备，石油化工设备，轻工、纺织设备，建材设备，其他专用设备。

★答疑教室

1.泵、风机、压缩机的性能参数不太容易记忆，可以总结一下吗？另外，金属切削机床加工精度内容，机床静态、动态特性是什么？

答：机电工程设备是指归业主所有、为满足合同要求、组成工程实体的各种设备。泵的性能由其工作参数加以表述，常用的参数有：流量、扬程、功率、效率、转速等。风机的性能参数主要有：流量（又称为风量）、风压、功率、效率、转速、比转速。压缩机按压缩气体方式可分为容积型和速度型两大类。压缩机的性能参数包括：容积、流量、吸气压力、排气压力、工作效率。金属切削机床的技术性能由加工精度和生产效率加以评价。加工精度包括被加工工件的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面质量和机床的精度保持性，生产效率涉及切削加工时间和辅助时间，以及机床的自动化程度和工作可靠性，这些指标取决于机床的静态特性（如静态几何精度和刚度）和机床的动态特性（如运动精度、动刚度、热变形和噪声）。

2.同步、异步、直流电动机有什么具体的区分特点？另外，如何区分高压、低压电器？

答：同步电动机常用于拖动恒速运转的大、中型低速机械。其缺点是：结构较复杂、价格较贵、启动麻烦。异步电动机是现代生产和生活中使用最广泛的一种电动机。其优点是：它具有结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、维护方便、坚固耐用等；缺点是：与直流电动机相比，其启动性和调速性能较差；与同步电动机相比，其功率因数不高，在运行时必须向电网吸收滞后的无功功率，对电网运行不利。直流电动机具有较大的启动转矩和良好的启动、制动性能，其缺点是：结构复杂，价格高。

★真题趋势

1.泵的性能由其工作参数加以表述，包括（　）。【2011】

A.流量

B.功率

C.容积

D.效率

E.转速

【答案】ABDE

【解析】泵按介质在旋转叶轮内部流动方向可分为：离心式、轴流式、混流式。性能包括：流量、扬程、功率、效率、转速。

2.结构简单、坚固耐用、运行可靠、维护方便、启动容易、成本低，但调速困难、功率因数偏低的电动机应是（　）。【2007】

A.同步电动机

B.直流电动机

C.单相电动机

D.异步电动机

【答案】D

【解析】同步电动机、交流异步电动机、直流电动机的优缺点，如表1-11所示。

3.高压成套装置是指由一个或多个高压开关设备和相关的（　）等设备组成的组合体。【2010】

A.控制

B.测量

C.信号

D.指挥

E.保护

【答案】ABCE

【解析】低压成套装置是指由一个或多个低压开关设备和相关的控制、测量、信号、保护等设备，以及所有内部的电气、机械的相互连接与结构部件完全组合好的一种组合体。

★强化自测

一、单项选择题（每题的备选答案中只有一个最符合题意）

1.在设备交付现场安装前，由（　）负责与业主或供货商共同按设备装箱清单和设备技术文件对安装的机械设备逐一清点、登记和检查。

A.监理方

B.总承包方

C.分包方

D.设计方

2.滑动轴承与滚动轴承相比，（　）。

A.易于交换

B.承载能力强

C.效率高

D.润滑容易

3.关于可移动式刚性联轴器，下列说法正确的是（　）。

A.可补偿两轴的相对位置

B.在机器工作中，可方便地分离压缩机和电动机的轴

C.主要分为牙嵌式和摩擦式两类

D.具有吸收振动和缓和冲击的能力

4.不适用于距离较远的两轴之间传动的传动方式为（　）。

A.齿轮传动

B.带传动

C.链传动

D.轮系

5.三相四线制低压架空线路的排列相序应符合面向负荷从左至右为（　）。

A.L1、N、L2、L3

B.L1、L2、N、L3

C.L1、L2、L3、N

D.N、L1、L2、L3

6.具有挠性牵引件的输送设备包括（　）。

A.螺旋输送机

B.滚柱输送机

C.气力输送机

D.带式输送机

7.金属切削机床的静态特性包括（　）。

A.运动精度

B.热变形

C.刚度

D.噪声

8.高压电器及成套装置的性能由其在（　）中所起的作用来决定。

A.电路

B.保护

C.供电

D.通断

9.指示仪表能够直读被测量的大小和（　）。

A.数值

B.单位

C.变化

D.差异

10.根据三相异步电动机的工作特性，下面正确的说法是（　）。

A.输出功率越大，电动机转速越高

B.输出功率越大，功率因数越低

C.电动机的效率会随着输出功率的变化出现最大值

D.输出功率越大，定子电流越小

二、多项选择题（每题的备选答案中有两个或两个以上符合题意）

11.静置设备的性能主要由其功能来决定，其主要作用有（　）。

A.均压

B.交换

C.贮存

D.反应

E.过滤

12.冶金设备中的轧制设备包括（　）。

A.拉坏机

B.结晶器

C.中间包

D.矫直机

E.选别设备

13.控制阀校准和试验要求包括（　）。

A.其校准和试验结果应符合技术文件的规定 B.阀体密封性试验

C.阀座压力试验

D.验证合格证明

E.验证试验报告

14.进口设备应提供质量合格证明、检测报告及安装、使用、维护说明书等文件资料，还应提供（　）。

A.产地证明

B.商检证明

C.出厂证明

D.验收证明

E.检测证明

15.对于解体机械设备的装配，正确的表述有（　）。

A.装配先从组合件开始

B.装配从小到大，从简单到复杂

C.应先进行组装再将底座就位固定

D.由组合件装配成部件

E.由部件进行总装配

三、答案与解析

1.B【解析】在设备交付现场安装前，由总承包方负责与业主（或其代表）或供货商共同按设备装箱清单和设备技术文件对安装的机械设备逐一进行清点、登记和检查，对其中的重要零部件还需按质量标准进行检查验收，查验后，双方签字鉴证、移交。

2.B【解析】滑动轴承适用于低速、高精度、重载和结构上要求剖分的场合。在低速而有冲击的场合，也常采用滑动轴承。

滚动轴承与滑动轴承相比，具有摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便和易于更换等优点。它的缺点是：抗冲击能力较差、高速时出现噪声、工作寿命不如液体润滑的滑动轴承长。

3.A【解析】对于轴与轴之间的联接可以采用刚性联轴器，也可以采用弹性联轴器，其区别是对变形的补偿大小不同。

（1）固定式刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移；（2）可移动式式刚性联轴器能补偿两轴的相对位移；（3）弹性联轴器包含弹性元件，能补偿两轴的相对位移，并有吸收振动和缓和冲击的能力。

本题考核的对象是对联轴器功能特性的掌握程度。

4.A【解析】本题考核的是传动方式的选择依据。而依据两轴间的距离选择传动方式是选择机械传动方式的依据之一，相对于皮带和链条传动，齿轮不适用于距离较远的两轴之间传动。

本题的扩展是，选择传动方式确定依据：传动比、工作环境、传动精度、成本结构紧凑性。

5.A【解析】架空线路的排列相序应符合下述规定。

（1）高压线路：面向负荷从左至右为L1、L2、L3；

（2）低压线路：面向负荷从左至右为L1、N、L2、L3。

6.D【解析】题中的题干关键词是“挠性牵引件”，如果非机械制造专业的应考者，只要能理解关键词，就可较易地排除干扰项。

7.C【解析】金属切削机床不工作时的状态称为静态，而工作时为动态，题中的干扰项均为工作时所产生的现象，只要理解什么是静态，必然能找到正确选项。

8.A【解析】高压电器及成套装置的性能由其在电路中所起的作用来决定，主要有通断、保护、控制和调节四大性能。

9.B【答案】指示仪表应向读表人直接显示数值及度量单位，便于人们明确地判断系统或装置运行是否正常，是否要采取措施做出调整。而记录仪表是描述运行的过程，有些示值还要进行简单的换算。

10.C【答案】本题考察三相异步电动机的工作特性。

11.ABDE【解析】静置设备是置于基础上且不能移动的设备，除少数有搅拌装置外，很少有运转部件，因其不能作贮存工具，所以这题的干扰项是显而易见的。

12.ABCD【解析】正确选项均为炼钢、轧钢用的冶金设备，而干扰项E为矿山选矿设备，不属于冶炼范畴。

13.ADE【解析】考察常用设备阀门。

14.AB【解析】考察机电工程项目常用设备。

15.ABDE【解析】解体机械设备装配的一般步骤如下。

（1）熟悉设备装配图、技术说明和设备结构，清扫好装配用的场地，了解设备的结构、配合精度，确定装配方法，准备好工器具和材料。

（2）对零部件的收集和检查包括外观检查和配合精度检查，检查应做好记录，如齿轮啮合、滑动轴承的侧间隙、顶间隙检查等。

（3）清洗零部件并涂润滑油（脂）：设备装配配合表面必须洁净并涂润滑油（脂）（有特殊要求的除外），这是保证配合表面不容易生锈、便于拆卸的必要措施。

（4）组合件的装配：装配先从组合件开始，从小到大，从简单到复杂。

（5）部件的装配：由组合件装配成部件。

（6）总装配：由部件进行总装配，先主机后辅机。