摘要
罗茨真空泵近年来在国内外得到较快的发展，在冶炼、石油化工、电工等行业得到广泛应用，主要是用于输送石油及石油产品和工厂输送各种油类和液体。
本文主要设计罗茨真空泵的结构设计，重点研究罗茨真空泵的结构特点，在研读了诸多相关文献资料的基础上，分析罗茨真空泵国内外研究理论和现状，进行了罗茨真空泵的整体方案及设计，对相关技术参数进行了设计，利用solidworks软件设计图纸。
关键词：真空泵，转子，solidworks
Abstract
Roots vacuum at home and abroad in recent years rapid development, smelting, petrochemical, electrical and other industries are widely used, mainly used to transport oil and petroleum products and plant transport all kinds of oils and liquids.
In this paper, the design structure design Roots vacuum pump, Roots vacuum focus on the structural characteristics of the study the basis of many of the relevant literature, theory and research status at home and abroad Roots vacuum pumps, vacuum pumps for the overall program and Roots design and related technical parameters were designed using solidworks software design drawings. Keywords: vacuum pumps, rotors, solidworks
目录
绪论 ............................................................................................. 错误！未定义书签。第一章真空设备获得 . (3)
1.1需要不断扩大的真空领域 (3)
1.2真空技术在能源方面的应用 (5)
1.3真空泵市场各类泵设备发展现状 (7)
1.4真空泵技术进展趋势 (9)
1.5对真空技术未来发展的期望 (12)
第二章罗茨真空泵的介绍 (13)
2.1罗茨真空泵的术语和定义 (13)
2.2罗茨真空泵的型式和气冷式罗茨真空泵型线分析 (13)
2.3罗茨真空泵的技术要求 (18)
第三章罗茨真空泵的总体设计 (19)
3.1罗茨真空泵的总体构成 (20)
3.2电动机的选择 (22)
3.3总体传动结构设计 (23)
3.4斜齿圆柱齿轮传动设计计算 (24)
3.4.1 按齿面接触强度设计 (24)
3.4.2按齿根弯曲强度设计 (26)
3.4.3 齿轮几何尺寸计算 (26)
3.5渐开线型转子型线的确定 (27)
3.6轴的结构设计计算 (34)
3.6.1 按扭转强度条件计算 (34)
3.6.2按刚度条件计算 (34)
3.6.3 精确校核轴的疲劳强度 (35)
3.7轴承选取设计计算 (38)
3.7.1 轴承的设计参数 (38)
3.7.2 轴承的当量动载荷计算 (38)
第四章罗茨真空泵的三维设计 (40)
4.1 SOLIDWORKS的简介 (40)
4.2 SOLIDWORKS的创建和发展 (41)
4.3 SOLIDWORKS的功能和特征 (41)
4.4罗茨真空泵零部件三维模型设计 (42)
4.5罗茨真空泵三维装配图 (42)
结论 (43)
参考文献 (44)
谢辞 (45)
绪论
真空泵的分类：
真空泵利用机械、物理、化学、物理化学等方法对容器进行抽气，以获得和维持真空的装置。真空泵和其他设备（如真空容器、真空阀、真空测量仪表、连接管路等）组成真空系统，广泛应用于电子、冶金、化工、食品、机械、医药、航天等部门。按真空泵工作原理，基本上分为气体输送泵和气体捕集泵两种类型。气体输送泵包括：1、液环真空泵2、往复真空泵3、旋片真空泵4、定片真空泵5、滑阀真空泵6、余摆线真空泵7、干式真空泵8、罗茨真空泵9、分子真空泵10、牵引真空泵11、复合式真空泵12、水喷射真空泵13、气体喷射泵14、蒸汽喷射泵15、扩散泵等气体捕集泵包括：吸附泵和低温泵等。
首先介绍几种常见泵及其特点：
2SK、2SK-P1系列双级水环式真空泵
主要用来抽除空气和其他有一定腐蚀性、不溶于水、允许含有少量固体颗粒的气体。广泛用于食品、纺织、医药、化工的行业的真空蒸发、浓缩、浸渍、干燥的工艺过程中。该泵具有真空度高、结构简单、使用方便、工作可靠、维护方便的特点。
2XZ型旋片式真空泵
具有结构紧凑、体积小、重量轻、噪音低、振动小等优点。它适用于作扩散泵的前级泵，而且更适用于精密仪器配套和实验室使用。例如:质谱仪器、冰箱流水线、真空冷冻干燥机等。
XD型旋片式真空泵
可以在任意入口压强下工作，已普遍应用于食品的真空包装，塑料工业的真空吸塑成形。印刷行业的纸张输送、真空夹具、以及真空吸引等。SZ、SK系列水环式真空泵主要用于粗真空、抽气量大的工艺过程中。它主要用来抽除空气和其他无无腐蚀、不溶于水、含有少量固体颗粒的气体，以便在密闭容器中形成真空。所吸气体允许混有少量液体。它广泛应用于机械、医药、=食品、石油化工
等行业中。
罗茨真空泵是一种旋转式变容真空泵须有前级泵配合方可使用在较宽的压力范围内有较大的抽速对被抽除气体中含有灰尘和水蒸气不敏感广泛用于冶金、化工、食品、电子镀膜等行业。
本次设计的罗茨真空泵是根据我国的实际生产情况以及现有的技术水平，综合国内外同类产品的优点，本着高效率，低成本的原则，自行设计的。广泛应用与真空冶金、真空脱气、真空镀膜以及空间模拟、低密度风洞等装置中抽除非腐蚀性气体，还可用与医药、食品、电子、化工等工业的蒸馏、蒸发、干燥等生产过程。
该机器的主要机构为：主轴电动机带动主轴旋转，轴上有一对“8”字型转子在泵壳中作等速反向旋转而产生吸气和排气作用。由于此次设计缺少大量资料给设计制造了巨大困难，对于这次设计的不足希望各位老师提出宝贵的意见。
在本次设计中得到了宋爱平老师的悉心指导，对此表示衷心的感谢！同时也对在设计过程中给与我大力帮助和指导的各位老师一并表示感谢！
第一章真空设备获得
1.1 需要不断扩大的真空领域
在21世纪，真空的需求是增长还是减少?今后的发展趋势又将如何?这主要取决于真空应用的领域是否增加，需求是否增长。
在20～30年前，真空书籍中就指出：真空技术的应用，一是靠压力差，二是通过空间的电子或分子排除干扰，三是降低粒子撞击表面的次数。用于各自的需求不同，所需的真空度当然也就不同了。所谓排除空间障碍物，即粒子的平均自由程要比装置的特征尺寸长。真空蒸发、电子管和加速器就是利用了真空的这一特点。除大功率的电子管外，其他大部分做成固体元件，这样就不再需要真空了。暖水瓶是真空技术在人们日常生活中的重要应用，如果以后能生产出优良的绝热材料，且很便宜，那么真空在暖水瓶的生产过程中将会失去作用。从降低表面粒子入射频率的必要性看，超高真空技术定会得到发展，它可使表面长时间地维持其清洁。目前，真空技术的应用的特点是：利用真空环境来研制一些新材料和新工艺。使真空应用领域得到进一步扩大，例如超微粉和纳米颗粒的制作以及固体元件的工艺开发。另一个应用领域是为了减少化学反应过程和核聚变反应中的不纯物，有时也要利用真空。真空室的器壁本身与反应过程有着极其密切地关系。
人们对真空的需求将会扩大。如日本三井物产公司把铅掺入铝中，然后用高温使铝蒸发，利用这种方法炼铝就会扩大对真空泵的需求。因此，对于真空设备厂来说将会有一个很大的真空泵的销售市场。过去炼铝采用电解法，现正在研究熔炉还原法。在熔炉内还原时，由于耐火材料与铝的混合，使分离非常困难。如果把熔炉中出现的含有铝的不纯物溶解于铅溶液中就可以对含铝的铅和不纯物进行分离。利用真空可以分离由此形成的铝铅混合物。由此可见，新工艺的出现，就会直接影响到真空行业，对真空的需求也会随之急剧增加。前几年我国真空炼镁工艺的出现，曾一度使真空设备厂产的滑阀泵和罗茨泵供不应求。造成畸形发展。但这也说明一个问题，即新工艺、新材料等出现，势必要带动真空产业等发展。
在2l世纪，表面处理在内的表面技术成为相当大的一个真空应用领域。因为人们对材料可靠性的要求，尤其对表面技术的应用定会有所增长。现在人们都喜欢用防锈、防氧化的材料。铝合金虽己生产出来了，但就原有工艺稍加改进，就会在性能上大有改观，如用氧化膜将材料与大气隔开，就能满足用户上述的要求。这种情况，只要提示一下与真空厂家合作就能开拓一个相当可观的市场。又如过去作超纯铝箔的方法很费事，又要把真空设备应用到这个项目的生产过程中去，就一定会产生更好地超纯铝箔来。如果真空厂家能积极地参与到这一应用领域中去，人们对真空的需求自然会大大加强。
今后电子技术领域对真空的需求也会继续有所增长。由于真空是个很纯净的空间，而电子元件的生产工艺也需要纯净，因此真空是制作电子元件的理想环境。如分子束外延，半导体产品多是在真空状态中进行的。
搞分子束外延似乎都在以超大规模集成电路为目标。要想达到这一目标就要求有非常微细的结构。在这种情况下，最大的障碍就是灰尘。如果一系列的操作都能在真空中进行，从底片进入真空室到最终处理完成也在真空中进行是最理想的。如何去掉灰尘，首先是避免人与元件的直接接触。但真空设备不一定都是干净的。一般认为放气、排气或者切换开关时就会扬起灰尘，所以还是存在一定的问题。有时也需要给装置搞一个清洁的表面，清洁的表面是极其容易受污染对，当必须使表面维持清洁状态的时候，有一个受到控制的气体环境往往比处于超高真空状态更为理想。为了充入某种气体以保证清洁度，就要在充分处理本底之后，再充入干净的气体。例如在溅射成膜时的真空度并不高。然而充入气体之前的本底压力则对膜的质量有很大的影响，所以溅射装置必须给创造一个良好的本底真空度。
有时由于充入其它气体，而使得真空度略有下降，但就在这种真空度稍有改变的情况下，也可以进行同样的操作。真空技术不仅仅建立狭义上的真空，而且制作高纯气体，再受控制的环境下维持所需表面，这也是真空技术的应用。如果这样考虑，真空技术的应用也就更广泛了。
真空设备似乎可以作为工具使用。人们随着对高级产品的需求，也迫切需要真空技术更加简便，并可应用于高新技术领域。因此，在21世纪真空技术将会继续得到发展。
1.2 真空技术在能源方面的应用
最近，人们对能源危机的关注已逐渐淡薄，但如何根本问题并没有得到解决。能源问题是一个长期地、不容乐观地重要问题。从长远的观点看，要研究用新能源代替旧能源。如太阳能利用技术，在不久的将来，有可能达到实用化。日本曾提出到1990年，总能源的需要量的2％将由新能源代替。将核聚变装置列为2l 世纪达到实用化的目标。现在各国都在进行太阳热利用技术。典型的太阳热利用技术即对太阳热发电系统的研究。
日本于1981年在香川县建成了第一座1MW的太阳热实验发电厂。采用塔式聚光和曲面聚光两种方式。这两种方式的额定输出均为1000kW。在美国、法国、俄罗斯、德国、西班牙及意大利等国都将太阳热发电厂的研究开发列入了国家计划。这些工厂的容量为500kW～10MW，并已建成应用。
太阳热发电系统是由聚热装置、热传输管、蓄热装置、发电机和计量控制装置所组成。
太阳热发电的聚热温度范围很宽，约为150～550℃。要想获得150℃以上的热能，就必须有聚光装置。聚光的方式有很多种，但多数都采用反射镜。镜面材料多使用银和铝等。表面镜由于膜面暴露在大气之中，受氧化和摩擦等因素的影响，会使反射率较低。黑面镜的缺陷是在于基板和膜面的界面上，发生污染。
近来，由于高分子材料制作的软镜具有重复性好、透过率高、能大量生产、成本低等特点，而倍受重视。
选择吸收面对有效利用太阳能极为重要。在选择吸收面的制作上，采用了真空技术。高温聚热装置中采用了聚热管。为防止由聚热管造成的对流损失，用透明玻璃管覆盖在聚热管外面，玻璃管内保持真空状态。
下面将按原理把选择吸收面的光吸收选择性，分类说明如下：
(1)利用半导体膜的谱带之间的迁移而产生基础吸收。
在红外线领域具有高反射率的金属表面上，涂上一层吸收波长为1～3μ的
半导体膜，就制成了选择吸收面。用Si、Cu、PbS、Ge、CuO、Cr
2O
3
等材料作为
半导体膜。这种结构的膜，它可吸收阳光转变为热能；对红外线则呈透明体。由
于金属表面的作用使得辐射率变小，可以更有效地利用太阳能。由于Si、Ge对太阳光的折射率高，涂上SiO
2
等材料的减反射膜，对太阳光的吸收率变好。
(2)利用薄模干涉形成减反射效应。
在基板上制成具有高反射率的金属膜，在膜上叠加干涉滤光镜。干涉滤光镜由电介质膜+半透明金属膜+电介质膜所组成。像这样结构的膜，可见光在电介质膜中被吸收，而红外线透过干涉滤光镜被金属膜面反射而使辐射率变小。
采用这种方式的选择吸收面的例子如：Al
2O
3
/MO／Al
2
O
3
／MO基板，及利用光
干涉效应的单层膜一耐温性极好的金属碳化物，金属氮化物，如ZrCx、HfCx等。做成槽型抛物面镜收集器(带有ZrCx／Zr选择吸收面)。
(3)利用表面和膜结构形成的反射特性与波长的相互关系。
在加工成深沟和棱角的表面上，垂直入射的太阳光，在沟与棱角的间隙中，经多次反射而被吸收。
这种面会因高温加热而引起性能劣化，其原因可能由于蒸发、热分解、热膨胀造成的剥离和表面成份变化，紫外线照射引起的化学反应或机械损伤等因素造成的。
太阳光利用技术，也就是利用太阳光来发电，它是通过太阳电池吸收阳光，先变为直流电再转换为交流电加以利用的。
太阳电池就是将阳光直接转变为电能的元件。
这种太阳光利用技术，过去仅被用在宇宙卫星、台灯电源和边远地区的通讯电源。现在的价格仍较高(日本资料报道于1984年时其价格为3000日元／瓦)，所以应用范围有限。
如能在太阳能电池的主体材料上加以研究和改进，降低太阳能电池的成本，改进制作太阳电池生产的工艺，这种技术是会得到进一步发展的。如日本曾在对3Kw的个人住宅，20Kw集体住宅，200Kw学校用装置，lOOKw工厂用装置以及1000Kw集中的大容量装置等进行了研究。这些装置的大部分电力，最终将联接到电力系统上去，同现有发电厂组合运行，向形成综合电力调配系统方向发展。
非晶硅太阳电池的制造，如辉光放电分解法，反应溅射法，真空蒸发法等，多采用真空技术。
辉光放电分解法：将被稀释的氢和氩等加入到硅烷等低压气体中引起辉光放
电，在等离子区分解硅烷，可使非晶硅堆积在低温基板上。
另一种是反应溅射法：把结晶硅作为阴极，在10-3～10-1托非活性气体中，加上高压使其放电。因放电产生正离子轰击阴极，阴极材料就被溅射出来。如果在阴极附近安置一块低温基板，基板上将堆积起非晶硅膜。
太阳电池不仅要求高效、廉价和大面积等特点，而且要求暴露在自然条件下具有良好的稳定性。
非晶硅的优点很多，能在玻璃、不锈钢、塑料等基板上作成大面积廉价的薄膜；比结晶硅光吸收系数大，能带宽度比结晶硅宽。
核聚变是人类未来的可靠能源，它的实现是全世界人们的愿望。目前，世界上最先进的磁场封闭式托卡马克型核聚变装置，很多国家都在开发研制。美国正在研制TFTR型，欧洲共同体制作JET型，俄罗斯研制T—15型，日本研制JT-60型的托卡马克型核聚变装置。
大型聚变装置的建造和运行，大大推动了高新技术的开发，特别是真空技术、低温技术、磁体技术、大功率脉冲电源技术和射频加热技术以及遥控处理技术等。
核聚变装置的真空室用来长时间包容高温等离子体。例如欧洲联合环JET 真空室是一个全焊接的双层壁结构的环型容器。总容积为200m3，焊缝总长达8000m。这种真空室漏气率很低，在室温和500℃时要满足3000余年渗入真空室l升气体的极微小的漏率。可控聚变装置用的高真空泵采用涡轮分子泵和低温泵，前者用于检漏，后者则用于抽排聚变反应废气的主泵。工作于4.5K的具有活性炭吸附剂的低温泵，所吸留的废气中，除了氘氚核反应产物氦灰外，还有大量未能参与核反应的氘和氚。把回收后的氘和氚再注入到大环真空室中，把除氚外的杂质气体按环保要求排放出去。
这种装置的研究，可通过国际合作攻关，人类有望在2l世纪中期建成氘一氚核聚变示范电站，最终目标是提供市场销售用电的核聚变发电站，为2l世纪的新能源和经济发展做出应有的贡献。
等离子体科学技术和真空科学技术将会得到协同发展，并将为探索宇宙结构和物质起源等重大基础科学研究中起着重要的作用。
1.3 真空泵市场各类泵设备发展现状
真空泵是一个量大面广的产品，产量很大，产值不高，但它确实是一个直接影响到真空成套设备性能质量的必不可少的基础产品。真空泵的市场根据用户的需要而发生动态变化。市场增长的主要驱动力来自于半导体工业的迅速发展以及干泵和分子泵应用领域的日益扩大。
目前，全球真空泵市场的年销售额约20亿美元，年增长率在7%左右。
我国生产真空泵的厂家很多，全部真空泵的年销售额大约在1.5亿元左右，仅相当于美国Kinney公司一家真空泵的年销售额。通过对全球真空泵市场的分析我们可以看出，各类真空泵的市场及应用领域都在不断变化和发展。我国真空泵制造业有着悠久的历史和雄厚的基础，国产真空泵已经在各个不同领域得到应用并经过验证，有些泵还出口国外，得到国外用户的认可并受到好评，应该说我国真空泵制造业在国内外市场仍然有着巨大的发展空间。
1.水环真空泵
虽然水环真空泵属于粗真空泵，但在我国的石油、化工、电力、轻纺、造纸、医药等领域仍然有着很大的市场。在国外，水环泵的销售额占全部真空泵市场的14%，仅次于干泵，所以Nash、Seimems和Kinney等公司都在我国投资建厂或建立销售网络，不断扩大在我国的市场份额。由于水环泵大部分是铸件，加工要求也不高，属劳动密集型产品，所以国产水环泵在价格上有竞争优势，关键是要改进设计，缩小体积，减轻重量，提高效率，降低能耗。
2.滑阀泵
滑阀泵是油封式真空泵的一种。由于滑阀泵比较耐用、可靠，国内外各种真空炉、镀膜机以及干燥、浸渍等设备都是用滑阀泵作为前级泵，但是滑阀泵铸件重，加工工作量较大，所以国外各真空厂都在中国寻找合作伙伴。为了使国产滑阀泵能够进入国际市场，必须进一步降低泵的振动噪声，杜绝喷油和漏油，提高滑阀泵长期运行的可靠性。
3.直联旋片泵
随着真空技术在各个应用领域的不断扩大，直联旋片泵的需求量越来越大。由于这种泵数量很多，加工装配工作量很大，价格又很低，所以有的国外真空厂商在中国建立专业厂。国产中小型直联旋片泵在技术上已经过关，价格又远比国
外的泵便宜，所以国产泵仍然有竞争优势，关键是要解决轴封漏油以及旋片材料和真空泵油的性能质量问题，确保直联泵在高速、高温下性能稳定和运行可靠，同时还要进一步提高国产直联旋片泵抽除水蒸气的能力。
4.分子泵
分子泵在国外半导体领域里的许多工艺场合是用来代替低温泵，尤其是溅射、刻蚀和LCVD等装置都采用复合分子泵和牵引泵作为主泵。
由于分子泵对水蒸气的抽速仅为同口径低温泵抽速的四分之一，所以分子泵的排气时间比低温泵长。为了提高抽速，国外在分子泵的入口侧装一个-130℃～-150℃的低温冷板，称之为低温分子泵，水蒸气被低温板捕获，其他气体则由分子泵抽走。这种低温分子泵在真空镀膜装置上应用，既提高了生产效率又改善了膜层质量。随着我国半导体工业、薄膜产业和科学研究事业迅速发展，分子泵应该是我国真空泵制造业发展的重点。首先，分子泵要从小到大建立完整系列，并研究开发各种复合分子泵、牵引泵和低温分子泵，以满足不同场合的需要。
5.干式机械真空泵
国外干式机械真空泵市场的不断增长，其主要驱动来自于半导体行业、化学工业、薄膜产业的迅速发展。在日本，半导体行业已全部用干式真空泵代替油封式机械泵，欧美半导体行业45%以上用干式真空泵代替了油封式机械泵，大大提高了产品的性能和质量。为了满足不同应用领域和不同工况的要求，国外有多级罗茨真空泵、多级爪式真空泵、螺杆式真空泵、涡旋式真空泵、往复式活塞真空泵以及涡轮式无油真空泵等。极限压力从10Pa～10-2Pa，抽速从20m3/h～500m3/h。据统计，目前国产干泵的应用还不足1%，国内半导体工业用的干泵全部从国外进口，其价格十分昂贵。所以，我国应大力研究开发干泵，使干泵成为我国真空工业新的经济增长点。
1.4 真空泵技术进展趋势
技术发展的原动力在于市场的需求。由于真空技术领域的扩展和迅速成长的高新技术，国内真空泵市场对真空泵的技术水平提出了更高的要求。真空泵的生产企业必须通过技术创新和产品结构的调整两个途径来保住原有市场，进而继续扩大市场占有率。
提高真空泵的可靠性，降低振动、噪声，注重真空泵的综合水平。过去的若干年，生产厂注重真空泵的主要性能指标，比如，极限压力、抽速等，而忽视真空泵的综合性能。而现在，产品的可靠性、性能的稳定性以及对环境不造成污染逐渐成为用户购买产品时考虑的主要因素。对于旋片泵、罗茨泵、滑阀泵等而言要将成熟的可靠性设计理念运用到真空泵的设计中，在可靠性设计、可靠性实验等方面下工夫，以大幅度提高真空泵的可靠性、稳定性和寿命，保证真空泵能够在各种工况下长期可靠的运行。同时通过采用新技术、新材料、新工艺、新结构来降低振动、噪声，解决泵的喷油、漏油问题，还用户一个清洁环保的工作环境。
企业面对的永远是变化的市场，而我们的真空泵产品却千篇一律的雷同。产品和市场的不衔接，使我们丢掉了许多机会。真空泵的下一步发展应该面向个性化和多样化。所谓个性化和多样化就是针对不同用户的不同需求，设计针对某一用户的特定场合的产品，使产品在这一场合应用，其特性的发挥恰倒好处。
尽快形成分子泵和干泵的规模生产。根据预测，到2010年我国将成为世界上第二大半导体集成电路市场，总需求量约1000 亿块，达到1000亿美元以上的总金额，需要建30多条大生产线才能满足需求。30条生产线所需干式真空泵大约15000台，是目前我国真空泵年产量的1／10左右。
国内目前真空获得设备仍然以传统的真空泵为主，主要为旋片真空泵、滑阀真空泵、罗茨真空泵、蒸汽流泵、水环真空泵等，且全部用于传统产业，我国生产的真空泵用于电子信息产业不足1％，与日本、欧美等国相比差距巨大。
我国干式真空泵的生产处于刚刚起步阶段，在全国200多家生产真空泵的企业中，能够生产干式真空泵的企业不足10家，年产量不足1000台。没有形成批量生产。目前国内生产的干泵绝大多数用于实验室及化学、医药等领域，用于半导体行业的很少。
国内飞速发展的电子信息产业没有有效的刺激国内干式真空泵发展，而却成为国际上真空工业发达国家的扩张之地。目前国内建成的半导体集成电路生产线，几乎所有的干式真空泵(包括其它真空设备)均为进口，主要来自英国、日本、德国、美国等。国内生产的干式真空泵进入该领域十分艰难，使得干式真空泵这个未来真空获得设备的主导产品在我国处于十分困难的境地。
造成此状况的主要原因为干式真空泵在我国的起步较晚，刚一起步即面临国外已经发展成熟的产品大量进入我国市场，国内产品除了价格低外，在加工制造、技术水平、质量状况等各方面不含有优势，国外各国的产品经过几年的较量，已经基本瓜分了国内市场，并且站稳了脚，国内的干式真空泵生产由于失去了市场的激励，没有了发展的动力，进步缓慢。
业内专家一致认为干式真空泵是真空获得设备发展的方向，也是真空获得手段的“尖端”技术，我国的真空泵产业必须在此领域有所作为，首先进入食品、化工、医药等行业。经过这些市场的培育和锻炼，进而打入半导体行业。才能使整个行业与时俱进的发展。
目前国内分子泵应健全系列并开发多品种，如低温分子泵、复合分子泵等，逐渐扩展市场。
引进国外先进技术，提升我国产品的科技含量在其他行业有成功的经验。在发展真空获得设备的高端产品中引进国外技术，并很好的消化吸收，将宅誉速改变我国产品技术含量低、质量和技术水平不能满足市场需求的现状。但苎引进国外技术，应特别注意两点：一是重在消化吸收，在此基础上培育企业的自主知识产权和创新能力。二是不要重复盲目引进，要瞄准国际上当代最新技术，避免引进一代，落后一代。引进国外技术不是目的，而是手段，通过引进技术最终打造国产自主品牌。
传统的真空设备我们生产了几十年，在全国范围内形成了产品分布的稳定格局。但是随着经济的高速发展，信息技术、航空航天、纳米科学等高科技弓 I 导了当今科学技术发展的潮流。而这些高新技术的发展离不开真空获得设备这个基础装备。目前国内的状况是真空泵生产企业仍然以生产传统产品为主'在传统应用领域占领90％以上的市场份额。在高科技领域，国内产品在技术水平和质量上不能满足要求，90％以上市场份额由国外产品占领。国内真空获得产品与高新技术的发展严重脱节，产品结构不尽合理。多数企业期望只靠已有的老产品，不断增加产量而逐年增加利润，这种可能性在市场竞争日益激烈的今天会越来越小。在今天的国内外市场格局面前，尽快调整产品结构，使其适应市场需求才是最明智的选择。
产品结构的调整一是要不断推出市场需要的对路产品，对真空泵市场来说，
就是要加快各种干式泵、分子泵以及其他高端产品的研制生产，尽快形成批量。二是全行业要形成高、中、低端产品的合理布局，并随着市场的变化，不断调整，始终保持比较合理的产品结构状态。
尽管2003年真空行业取得了令人瞩目的成绩，但目前的真空泵技术发展状况却并不乐观。全行业要认真分析形势，总结经验教训，团结一致，为行业的发展和技术进步开出一条道路，为我国的经济建设做出全行业应有的贡献。
1.5 对真空技术未来发展的期望
对未来真空技术的期望，首先希望厂家能研制出方便耐用的设备，朝着用户与厂家相互满足的方向努力。操作要方便，要缩短运转时间或生产周期。因为花费在抽真空上的时间非常长，所以要加以解决。
真空装置和仪表要高级化，提高设备的寿命和精度。希望在太空中建立真空应用的工厂。空间站和飞船也会释放出自身的气体，真空并不理想，在空间飞船后100米以外的地方才能获得理想的超高真空。要利用微重力条件下宇宙真空环境，为人类服务。
铝合金真空装置可能代替不锈钢。实现真空装置铝合金化，硬度问题利用离子镀就可以达到实用化。
今后的发展方向，一是向微小化领域(纳米科技和固体元件的研制)，另一个是向巨大化的领域(如核聚变的研究)，其中在巨大化装置和使用多种气体的真空装置方面，希望能研制出能够用于从粘滞流领域到超高真空的宽域型真空泵。希望能研制出不经烘烤的超高真空装置或者烘烤100℃就可以了。总之要以方便用户的操作为出发点，得到全世界用户对欢迎。
我们希望21世纪中真空科学与技术取得更新的成就。真空行业得到更大的发展。
第二章 罗茨真空泵的介绍
2.1罗茨真空泵的术语和定义
（1）抽气速率
当泵装有标准试验罩并按规定条件工作时，从试验罩流过的气体流量与在试验罩上指定位置测得的平衡压力之比，简称抽速，单位L/s 。
（2）极限压力
泵装有标准实验罩并按规定条件工作，在不引入气体正常工作的情况下，趋向稳定的最低压力，单位为Pa 。
（3）最大允许压差
最大允许压差是指泵入口压力等于或低于Pa 3101 时，连续运转1h ，不发生故障所允许的出口压力与入口压力差值的最大值，单位为Pa 。
（4）零流量最大压缩比
零流量压缩比0K 就是关闭进气管路、气体流量为零时，前级真空管路中的压力与入口压力之比，该压缩比的最大值用max 0K 表示。实验气体为非可凝性气体，一般指空气。
2.2罗茨真空泵的型式和基本参数
（1）普通罗茨真空泵的型式
图2-1 型号示意图
（2）标记示例
1）名义抽气速率为150L/s的罗茨真空泵，标记为：ZJ-150：
2）名义抽气速率为300L/s的带溢流阀罗茨真空泵，标记为：ZJP-300 3）名义抽气速率为600L/s的气冷式罗茨真空泵，标记为：ZJQ-600 （3）基本参数
一般型及带溢流阀型泵的基本参数应符合表2-1
表2-1 泵的基本参数
气冷式泵的基本参数符合表2-2
表2-2 气冷式泵的基本参数
（4）ZJQ600/400低噪声气冷罗茨真空泵的简介
在各个行业中为了实现无污染的真空获得环境，需要把多台气冷罗茨真空泵与普通罗茨真空泵组合起来进行抽气。但气冷罗茨真空泵及由其组成的机组在运行时噪声较大，影响了一些模拟实验的进行以及工作人员的身心健康。
ZJQ600/400低噪声气冷罗茨真空泵通过研究一种保证在工作过程中既要使排出口及两侧返冷气口的高压气体在回流是对低压气体的冲击小又能保证有充分的反冷气时间的转子线型以及控制由于转子在工作过程中的热膨胀和轴承游隙引起的转子径向和轴向的列和间隙。如图2-4、图2-5所示，ZJQ600/400低噪声气冷罗茨真空泵采用如下扭叶转子型线，转子的截面型线由圆弧- 摆线- 渐开线- 圆弧- 圆弧等多段曲线组成，以达到具有高压缩比的效果；并通过确定合理的转子扭角以及转子导程，以达到合适的返冷气时间，提高高压差下的工作稳定性；同时，采用两扭叶转子，可缩小其轴向错位，以保证转子在工作过程中的安全、高效、可靠。
图2-2 转子扭转角的确定 图2-3 三维参数化造型
（5）两叶与多叶转子气冷式罗茨真空泵型线分析
气冷式罗茨真空泵的型线可以由渐开线、圆弧、摆线或由其组合而成。虽然渐开线型的容积利用系数稍大于圆弧摆线，但从泵的抽数和实际利用效率来看，则圆弧摆线型转子要高一些。本文研究的则是两叶、三叶、四叶圆弧排线转子的型线。
本文先建立摆线的参数方程来确定转子的形状（如图2-4，图2-5所示）。并且通过对不同叶数下的容积利用系数λ的分析，来确定二者之间的关系。就圆弧摆线转子来说，叶数越多，c 值越大，容积利用系数λ越大，则理论抽速就越大，泵的效率也就越高（三种叶片的λ-c 曲线见图2-6）。同时，叶数增加，封闭工作腔的容积会变小，进气及反流产生的噪声也就越小。
其中
A S A /=λ,2m R A π=（图2-5）
R R c m
= m R 为转子外圆半径（图2-5），R 为摆线形成的节圆半径（图
2-5）。
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目录 一. NHD 脱硫法的技术机理 (2) 1.1 NHD 的理化特性 (2) 1.2 NHD脱硫以及再生的机理 (3) 二. NHD脱硫装置设计 (3) 2.1 NHD脱硫工艺流程 (3) 2.2 脱硫塔设计 (4) 2.2.1 筒体设计 (5) 2.2.2 喷淋塔封头的设计 (6) 2.2.3法兰盘的选择 (7) 三.液流参数确定及泵的选取 (8) 3.1进液管 (8) 3.2 排液管 (8) 3.3 进液泵与排液泵的选择 (9) 3.4 法兰所用螺栓的选择及校核 (9) 3.5 喷淋塔支座 (10) 3.5.1 支座的选择 (10) 四. 结论 (10) 五. 结束语 (11)
热电厂烟道气中的SO2和CO2脱除回收设计 摘要:随着全球变暖、臭氧减少和酸雨三个污染议题日益受到重视，人们环保研究开发意识的增强，环保研究也日益兴旺。而我国煤炭资源丰富，所以产生了很多的火电厂。火力发电是依靠煤炭的燃烧来产生热能从而转变成动能推动发电机，再将动能转化成电能。但是由于在现有条件下，煤炭不能充分燃烧，许多电厂一方面为了节约资金，另一方面由于技术的不成熟，没有完全燃烧的烟道气经过简单的过滤或者没有进行任何处理就排入大气，因而造成了很大的污染。造成酸雨，光化学烟雾等危害，如果长期吸入这种空气会造成肺气肿，呼吸道感染等疾病。因此，降低粉尘的含量，减少粉尘对大气的污染，治理酸雨，控制二氧化硫、二氧化碳的排放成为环保的首要问题。控制二氧化硫和二氧化碳的排放、治理酸雨以及控制温室效应是火电厂环保工作的中心任务之一。火电厂烟道气中二氧化硫和二氧化碳的处理和利用, 可带给我们巨大的益处。主要论述了NHD( 聚二醇二甲醚) 的特性、及利用它对火电厂烟道气中二氧化硫进行脱除和回收的方法。 关键词:热电厂；NHD；除硫除碳；回收 引言:根据国家环保局1999年中国环境状态公报,全国城市二氧化硫年日均浓度的平均值为105Lg/mm3，南方和北方城市年日浓度分119Lg/mm3，193Lg/mm3， 均超过国家大气质量二级标准。因此, 控制二氧化硫和酸雨污染一直是我国环保工作的中心任务之一。全球矿物燃料燃烧每年约产生200亿吨CO2, 仅利用了不到1亿吨。市场对CO2的需求量很大,如可用于生产干冰、食品CO2气、焊接保护气、烟丝膨胀剂、强化石油开采( EOR) 等方面。在化学工业中, CO2已大量用于生产甲醇、尿素、纯碱等产品。因此, 从环保和碳源利用的角度考虑, 开发经济、实用的CO2回收新技术十分必要。 一. NHD 脱硫法的技术机理 NHD 全名是聚二醇二甲醚,其国内代号叫NHD,它是由美国联合化学公司开发的新型物理吸收剂,在国外与其类似的商品为SELEXOL,主要用于合成气,天然气等脱硫脱碳工艺,我国在1991 年引进和改进之后用于化肥工业生产和甲醇生产工业中的脱碳、脱硫,至今已经是比较成熟的技术,但是,这种技术一直没有用来回收烟道气中的二氧化硫。 1.1 NHD 的理化特性 NHD回收二氧化硫的工艺过程正是它理化特性的应用,因此,认识它的理化特性对于理解和应用NHD技术是很有必要的,它的理化特性如下。 (1) 低蒸气压不易挥发,所以挟带的损失小；
毕业设计 建筑设计 1.前言 如今，钢结构建筑在人们的生活中被广泛应用；钢结构的高层建筑、大型厂房、大跨度桥梁、造型复杂的新式建筑物等如雨后春笋般的出现在世界各地，这足以表明钢结构的发展趋势和美好的未来。 钢结构建筑相比于混凝土结构在环保、节能、高效等方面具有明显优势，且具有材料强度高、重量轻、材质均匀、塑性韧性好、结构可靠性高、制作安装机械化程度高、抗震性能良好、工期短、工业化程度高、外形多样美观等优点，并符合可持续发展的要求。目前，国内大约每年有上千万平米的钢结构建筑竣工，国外也有大量钢结构制造商进入中国，市场竞争日趋激烈，为此通过该项设计，达到能够理论联系实际地将学到的专业理论做一次全面的应用目的。 毕业设计是这大学四年来对所学土木工程知识的一次系统的、全面的考察和总结，是大学重要的总结性教育。通过做毕业设计，使我对钢结构的学习和研究更为的深入，深化了我对土木工程专业知识的认知和理解。在做毕设的过程中通过查阅各种文献资料、规范案例，不仅拓展了我的知识面，也培养了我独立思考、查阅资料的能力。 2.设计概况 本工程为青岛市华原纺织厂职工宿舍楼，采用钢结构框架支撑体系，共5层，各层层高均为3.5m，采用造型时尚的四坡屋顶，建筑结构总高度为19.7（加屋顶），每层建筑面积约为619.92㎡，总建筑面积3099.6㎡，维护结构采用ALC板（150mm）；本建筑设计采用横向8跨，9根柱；纵向2跨，3根柱的柱网布置；室内外高差为0.45m，建筑主要功能为集体居住。 总平面图见图2-1。 图2-1 总平面布置图 3.设计条件
3.1 工程地质条件 （1）拟建场地地型平坦，自然地表标高36.0m 。 （2）地基基础方案分析：宜采用天然地基，全风化角砾岩、强风化角 砾岩或中风化角砾岩为地基持力层，建议采用-1.0m ～-3.0m 柱下独立基 础；其中全风化角砾岩，土层平均厚度 2.1m ，地基承载力特征值 kPa ak f 220 ，可 作为天然地基持力层。 （3）抗震设防烈度为6度，拟建场地土类型为中硬场地土，场地类别为 Ⅱ类。 3.2 气象条件 （1）降水。平均年降雨量777.4mm ，年最大降雨量1225.2mm ；雨量集中期： 7月中旬至8月中旬，月最大降雨量140.4mm ；基本雪压：0.6kN/㎡。 （2）主导风向：夏季为东南风，冬季为西北风；基本风压：0.6kN/㎡。 3.3 楼面基本荷载 荷载一组。恒载：5.0kN/㎡，活载：2.0kN/㎡。 荷载二组。恒载：5.5kN/㎡，活载：2.0kN/㎡。 3.4 其他技术条件 建筑等级：耐久等级、耐火等级均为Ⅱ级，采光等级为Ⅲ级。 4 设计方案 4.1.1柱网布置 本方案采用横向3排柱形式，共两跨且不对称；纵向9排柱，柱距分 两种，即3.6m 和7.2m ，纵向柱网对称布置。该方案主要采用大柱距且3 排两跨的柱网，充分节约钢材以及发挥钢结构宜于应用到大跨度的优点； 并且结构形式简单，计算简图简单，受力分析简便，合理可行。（柱网布置 见图4-1-1）。 图4-1-1 结构柱网布置图 4.1.2 建筑结构形式分析选定 多层钢结构房屋的体系有纯框架体系、框架支撑—-支撑体系、框架剪力墙体系、
罗茨真空泵技术规范书-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
皖能合肥发电有限公司 #5机组凝汽真空系统高效节能改造 技术规范书 编写 审核 批准 皖能合肥发电有限公司 2015年9月
目录 一、总则 (3) 二、改造范围及供货周期 (4) 三、技术要求与性能保证 (5) 四、供货界限及接口规则 (13) 五、供货清单及设备规范 (14) 六、清洁，油漆，包装，装卸，运输与储存 (15) 七、性能验收试验 (15) 八、技术服务 (16) 九、质量保证 (17) 十、设备交货进度 (18) 十一、施工组织管理 (18) 技术规范书 一、总则 1、本规范书适用于皖能合肥发电有限公司#5机组真空系统优化工程。它提出了提出了对采购罗茨真空泵及配套设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
2、本规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术要求作出详细规定，也未充分引述有关标准及规范的条文。投标方应保证提供符合本规范书和相关的国际、国内工业标准的优质产品。 3、如投标方没有对本规范书提出书面异议，招标方则可认为投标方提供的产品完全满足本规范书的要求。 4、如招标方有除本规范书以外的其他要求，应以书面形式提出，经招、投标双方讨论、确认后，载于本规范书。 5、本规范书所引用的标准若与投标方所执行的标准发生矛盾时，按较严格的标准执行。 6、本规范书经招、投标双方共同确认和签字后作为订货合同的技术附件，与订货合同正文具有同等效力。 7、在合同签定后，招标方有权因规范、标准、规程发生变化而提出一些补充要求。 二、改造范围及供货周期 1 、皖能合肥发电有限公司#5机组为东方汽轮机有限公司制造的超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机，额定功率为1× 630MW，#5机配置三台真空泵，型号：2BW4 353-OEK4，生产厂家为广东佛山水泵厂，正常运行电流198A ，为保证机组抽真空系统设备的安全、可靠、节能运行，通过调研拟在#5机组增加二套维持真空泵。 2 、本次真空系统优化拟增加真空泵不改变原抽真空系统的设备及功能，在抽真空母管上并接一套高效真空泵组，蒸汽和不凝结气体进入罗茨泵，加压后经冷却器冷凝进入下级水环泵，由于提高了水环泵的入口压力，可保证水环泵高效稳 定运行。系统采用DCS控制，可实现远程和就地操作。在机组启动建立真空期间，使用原抽真空设备快速启动真空，在正常运行期间，使用罗茨-水环高效真空机组维持真空。 1）水环泵工作水来自除盐水，经自动补水阀进入分离罐，分离罐起汽水分离的作用；
JIANG YIN TIANTIAN V ACUUM EQUIPMENT.CO.,LTD. ZJ型 ZJP 型罗茨真空泵 安装 使用 维护 手册 中华人民共和国 江阴天田真空设备制造有限公司 地址：中国江阴云亭工业区B区松文头路19号邮编：214422 电话: 86-0510-******* 销售直线：86-0510-******* 传真: 86-0510-*******
目录 A.安全警告-------------------------------------------------------------------------3 B.概述----------------------------------------------------------------------------4 C.主要技术参数------------------------------------------------------------------ 6 D.安装说明-------------------------------------------------------------------------7 E.使用说明-------------------------------------------------------------------------8 F.维护检查及产品维修--------------------------------------------------------- 9 G.故障原因与消除方法----------------------------------------------------------17 H.易损件表-------------------------------------------------------------------------15 -------------------------------------------------------- 16
页脚内容1 《钢结构设计原理》 三. 连接 3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值N=1500kN ，钢材Q345-A ，焊条E50型，手工焊，焊缝质量三级。 解： 三级焊缝 查附表1.3：2w t N/mm 265=f ，2w v N/mm 180=f 不采用引弧板：m m 4801025002w =?-=-=t b l 3 2w 2t w 150010312.5N/mm 265N/mm 48010 N f l t σ?===>=?，不可。 改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取θ=56°，斜缝长度： m m 58320)829.0/500(20)56sin /500(2)sin /(w =-=-?=-='t b l θ 32w 2t w sin 1500100.829213N/mm 265N/mm 58310 N f l t θσ??===<='? 32w 2w cos 1500100.559144N/mm 180N/mm 58310 v N f l t θτ??==≈<='? 设计满足要求。 方法二：以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。 3.9 条件同习题3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。
页脚内容 2 解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。 查附表1.3：2w f N/m m 200=f 试选盖板钢材Q345-A ，E50型焊条，手工焊。设盖板宽b =460mm ，为保证盖板与连接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度： 1250010 5.4mm 22460 A t b ?≥==?，取t 2=6mm 由于被连接板件较薄t =10mm ，仅用两侧缝连接，盖板宽b 不宜大于190，要保证与母材等强，则盖板厚则不小于14mm 。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面围焊。 1) 确定焊脚尺寸 最大焊脚尺寸：t h t ==m ax m m 6f ，mm 最小焊脚尺寸：7.4105.15.1min f =?==t h mm 取焊脚尺寸h f =6mm 2）焊接设计： 正面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N 94281620022.146067.027.02w f f f 3=?????=?=f b h N β 侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N 557184942816101500331=-?=-=N N N 所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有4条侧缝）： mm 172620067.045571847.04f w f f 1f w =+???=+?=+=h f h N h l l 取侧面焊缝实际长度175mm L=175×2+10(盖板距离)=360mm 。
目录 第一部分编制综合说明 (3) 1、工程概况 (3) 2、现场施工平面布置 (3) 3、编制依据 (4) 第二部分施工方案 (5) 1、施工顺序与流向 (5) 2、地基基础工程施工方案 (5) 2.1地基基础的施工流向 (5) 2.2基坑降水 (5) 2.3基础混凝土要求 (5) 2.4施工机械配备 (6) 2.5土方外运及渣土垃圾处置措施 (6) 3、地下一层结构和上部主体工程施工方案 (6) 3.1测量方案 (6) 3.2模板工程 (7) 3.3钢结构工程 (8) 3.4混凝土工程 (11) 3.5砌块工程 (13) 3.6上部结构屋面防水施工 (13) 3.7脚手架工程 (14) 4、装饰工程施工方案 (14)
4.1施工步骤 (14) 4.2装饰施工 (15) 5、质量保证措施 (16) 6、安全保证措施 (19) 7、文明施工 (20) 第三部分施工进度计划编制 (20) 1、基础工程 (20) 2、主体工程双代号网络图 (22) 第四部分施工平面布置图 (22) 第五部分鸣谢 (24) 第一部分编制综合说明 1.工程概况 本工程为一钢结构工业厂房，该厂房平面外轮廓总长为48m、总宽为30m，层高4.2m,厂房分上下两层，总建筑面积1440m2，其中，在厂房的南、北、西各有两个
入口，由坡道进入厂内，厂房四周有散水。建筑结构安全等级为二级，计算结构可靠度采用的设计基准期为50年，建筑设计使用年限50年。建筑类别属于三类；耐火等级为二级；设计抗震烈度为8度；屋面防水等级Ⅲ级。 主要建设内容：本工程为一钢结构工业厂房。地上一层，主要采用双坡门式轻型钢架结构，采用独立柱基础。 本工程为一般工业建筑物，主结构采用双坡门式刚架轻型钢结构。1、采用轻型彩色型钢板作为维护材料，以焊接H型钢变截面钢架作为承重体系。2屋盖体系--C 型钢檀条及十字交叉圆钢支撑组成的屋面横向水平支撑。柱系统--柱为H型焊接实腹柱。地上标准层高为0.000m，截面框架柱主要有是500×500，上部结构主要墙体厚有:300mm、200mm、100mm。上部结构主要楼板厚分别为100mm和120mm。 基础类型--钢下架采用C20钢筋混凝土独立基础，墙下采用C15毛石混凝土条形基础。 厂房采用一般标准装饰,具体施工做法详见装饰施工。 2、现场施工平面布置 2.1临建项目安排 为保证施工场地周围区域的宁静、卫生，使用围墙与周围环境分隔开来，形成独立的施工场地。根据场地特点，施工现场设办公室、会议室及材料、工具堆放场等。 办公室及会议室等办公用房采用彩板房或者帐篷。钢筋加工区、木工加工区各两个与材料堆放场地均用40厚砼硬化,主路采用100厚C20混凝土硬化。 2.2 主要施工机械的选择： 在砼框架结构施工阶段，因工期短，用钢量大，钢筋工、木工均配备两套机械，汽车砼输送泵一台（30米），履带式塔吊2台，其它详见施工机械设备计划表。
罗茨真空泵产品结构原理及安装 一、ZJY型罗茨真空泵实际抽速计算 对应罗茨泵的入口压力P，测取罗茨泵出口（亦为前级泵入口）压力Pv，并根据前级泵入口压力Pv查前级泵抽速特性曲线，得出前级泵在Pv入口压力下的抽速Sv，查出罗茨泵在出口压力Pv时的零流量压缩比Kv，即可通过以下公式算出罗茨泵在入口压力为P时的实际抽速S，即S=S N K V/（K V+（S N/S V）-( S V/S N)3/2） 式中：S ——罗茨泵实际抽速，L/sS N——罗茨泵几何抽速，L/sS V——前级泵在入口压力下的抽速，L/sK V——罗茨泵在Pv出口压力的零流量压缩比 二、ZJY型罗茨真空泵使用说明 1、润滑 1.1润滑系统用油应采用1号真空泵油 1.2查看油位，齿轮箱测油位应以浸没4~5个全齿高度为宜；电机测油位应以浸没2/3油窗高度为宜；用以润滑油封的油杯处不应断油，油位不应低于1/3油杯高度，不宜加油过多，避免泵运转时溢出油杯外。风冷泵油位要高于水冷泵的油位。 2、冷却 冷却水进口温度≤25℃。避免因冷却水温度高，使泵体发热，而引发异响、轴承损坏。风冷泵要通风散热，避免泵体温度过高烫伤人，使用温度≤80℃. 3、启动 当泵较长时间停用后再次使用时，应先点动1、2次，使润滑油进入轴承内，然后再正式起动，否则将缩短轴承及泵的使用寿命。 4、停泵
停泵时，应先停罗茨泵，待电机停转后，在停前级泵，否则会导致罗茨泵出口压力升高、负荷增大，而引起返油、污染真空管路和泵腔、甚至烧坏罗茨泵电机。 三、ZJY型罗茨真空泵维护和保养 1、保持泵的清洁，以利于通风散热。 2、每月至少检查一次油质情况，当发现油质明显变色、变稀、乳化等情况，应立即换油。 3、换油时，罗茨泵最好先运转一小时，使油温变热变稀后，在停泵并向泵内放气后再放油加油。加油时，润滑油中不得混入柴油、煤油、汽油、水等其他饱和蒸汽压较高的介质，以免影响泵的极限压力。 4、拆洗泵及泵内零件时，应使用纱布擦拭；当必须清洗时，可用丙酮或者汽油清洗，但必须注意防火安全，洗完后必须用纱布擦干后方可重新装配。 5、当发现泵有异常声响时，应立即停泵检查或与供应商联系。
3 罗茨鼓风机具体设计计算 3.1 风叶设计 圆弧线叶型 3.1.1基本尺寸关系 叶轮横断面图形上，凸起部分称为叶峰，凹人部分称为叶谷。叶峰的对称线称为长轴，叶谷的对称线称为短轴。两叶轮相互对滚时，一个叶轮的叶峰与另一叶轮的叶谷相啮合，相当于有两个半径相等的圆相互作纯滚动。这样的圆称为节圆，两节圆的切点称为节点。 圆弧线叶型的叶峰为圆弧线，叶谷为圆弧包络线。叶峰位于节圆以外，叶谷位于节圆以内，两者在节圆处相接。标准圆弧线叶型的叶峰，其圆心位于长轴之上简称圆弧线叶型。 二叶型圆弧线叶型示意图3—1 设叶轮头数为Z，外圆半径为R m，叶峰半径为r，两叶轮中心距为2a，叶峰圆心到叶轮中心的距离为b。这些数之间的关系为:
b r R m -= (3—1) r b a Z ab 2 2 2 2cos 2=--π （3—2） 联立以上两式，得: ? ?? ? ? --= Z a b R a R m m 2cos 22 2π (3—3) = r R R g 1. ? ?
(2)叶谷的理论型线方程。如 图3-2所示，以叶轮 o 1，为参照物建立坐标系y x o 1，当叶轮o 1,沿顺时针方，向转过角度 a (即两叶轮中心连线 o o 2 1 绕点o 1沿逆时针方向转 过角度a 1时)，叶轮o 2绕轴心 o 2 :沿逆时针方向自转角度 a 。 叶峰 B A 2 2 :与叶谷 B C 1 1 相互啮合，设啮合点为G(x,y)。两共扼曲线在G 点的公法线必定通过节 点P,并经过叶峰B A 22的圆心o 3，因此G,P, o 3:三点落在同一条直线上。 过点 o 1作 的平行线，交o o 32的延长线于点M, 与轴成夹角 。 过点o 2作 轴的平行线，交轴于点D 。过点o 3作 轴的平行线，交 于点Q 。过点M 作轴的平行线交的延长线于点E ，作 轴的垂直线MF 。 过点G 作 轴的平行线，交的反向延长线于点N 。点P 是线段 的中点， 可以写出: 故：
潍坊学院本科毕业设计（论文） 目录 目录 (Ⅰ) 摘要及关键词 (1) Abstract and Keywords (2) 前言 (3) 1、结构设计基本资料 (4) 1.1 工程概况 (4) 1.2 设计基本条件 (4) 1.3 本次毕业设计主要内容 (6) 2、结构选型与初步设计 (7) 2.1 设计资料 (7) 2.2 网架形式及几何尺寸 (7) 2.3 网架结构上的作用 (9) 2.3.1静荷载 (9) 2.3.2活荷载 (9) 2.3.3地震作用 (10) 2.3.4荷载组合 (10) 3、结构设计与验算 (11) 3.1 檩条设计 (11) 3.2 网架内力计算与截面选择 (18) 3.3 网架结构的杆件验算 (20) 3.3.1 上弦杆验算 (20) 3.3.2 下弦杆验算 (21) 3.3.3 腹杆验算 (23) 3.4 焊接球节点设计 (24) 3.5 柱脚设计 (27) 3.6 钢柱设计与验算 (29) 3.7钢筋混凝土独立基础设计 (32) 3.8网架变形验算 (39)
潍坊学院本科毕业设计（论文） 结束语 (41) 参考文献 (43) 附录（文献翻译） (44) 谢辞 (49)
摘要及关键词 摘要本次毕业设计为合肥地区加油站钢结构设计，此次设计主要进行的是结构设计部分。本次设计过程主要分为三个阶段： 首先，根据设计任务书对本次设计的要求，通过查阅资料和相关规范确定出结构设计的基本信息，其中包括荷载信息、工程地质条件等。 然后，根据设计信息和功能要求进行结构选型并利用空间结构分析设计软件MST2008进行初步设计。本次设计主体结构形式采用正放四角锥网架结构，节点形式采用焊接球节点，支撑形式采用四根钢柱下弦支撑，基础形式采用柱下混凝土独立基础。 最后，通过查阅相关规范和案例进行檩条、节点、支座等部分的设计，并通过整理分析得出的数据，进行了杆件、结构位移等的相关验算，最终确定了安全、可行、经济的结构模式。 关键词结构设计，网架结构，构件验算
罗茨真空泵维护检修规程 1.总则 1.1适用范围 本规程适用于MDI装置罗茨真空泵的维护与检修。 1.2结构简述 罗茨真空泵由机壳、转子组件、轴承和齿轮箱等主要部件组成，由电动机直接驱动。 1.3设备性能 部分罗茨真空泵的主要性能见表1。 2.设备完好标准 2.1零部件 2.1.1零部件完整，齐全，符合图样要求。 2.1.2各部连接螺栓，螺母齐全满扣，连接牢固，无锈蚀，螺栓丝扣外露1～3扣。 2.1.3安全防护装置齐全可靠。 2.1.4压力表、温度计等装置灵敏准确，并定期校验。 2.1.5阀门及附属管线安装合理，涂色符合规定。 2.1.6基础坚固完整。 2.2运行性能 2.2.1油路畅通，润滑良好，油质符合规定，实行“五定”、“三级过滤”。 2.2.2压力、流量平稳，各部温度正常，电流稳定。 2.2.3运转平稳，无异常振动、杂音等。 2.2.4达到设备设计能力。 2.3技术资料 2.3.1总装置图、主要零件图、易损件图以及使用说明书齐全。 2.3.2设备档案、运行记录、缺陷与事故记录和检修记录齐全、准确。 2.3.3操作规程、安全规程及维护检修规程齐全。 2.4设备及环境 2.4.1机体及管线清洁，表面无灰尘、结垢，无跑、冒、滴、漏。 2.4.2基础整洁，表面及周围无积水、杂物，环境整齐清洁。 3.设备的维护
3.1日常维护 3.1.1严格执行操作规程。 3.1.2严格执行“设备润滑管理规定”，坚持“五定”、“三级过滤”。 3.1.3定时检查轴承温度是否正常，滚动轴承最高温度不能超过70℃。 3.1.4经常注意设备运行情况，如发现不正常的声响或振动时，应及时停车检查其原因，并加以消除。 3.1.5长期停用时，应拆开清洗、擦干，在转子面涂以防锈油，装配好后，妥善保管，并定期盘车。 3.2定期检查 3.2.1每三个月分析一次齿轮箱润滑油，根据分析结果更换或补充。 3.3常见故障及处理方法 常见故障及处理方法见表2。
罗茨真空泵技术及装配 一、罗茨真空泵工作原理 罗茨真空泵（以下简称罗茨泵）是通过一对相互作用同步反向旋转的“8”字形转子实现抽气功能的。当转子和泵体形成吸气腔时，两个转子相互之间始终保持密封，从而确保排气口的气体不返流到进气口，以此实现抽气的功能。 转子的反向同步旋转是通过一对安装在转子轴上的齿轮实现的。由于在泵腔里面没有摩擦，罗茨泵能以每秒1500~3000转的高速运转而无须在泵腔内进行润滑，另外，要保持罗茨泵在高转速下平稳运行，要对转子进行良好的动平衡。高速旋转的转子间、转子和泵体间没有任何直接的接触，各运动部件之间均保持一定的间隙。 罗茨泵在进排气口间设置了一内置溢流阀，其作用是：当进排气口的压差达到一定值时，溢流阀就自动打开，排气口的部分气体通过打开的溢流阀返流到进气口，这就大大降低了高压差下罗茨泵和前级真空泵（以下简称前级泵）的运行负荷。同时因为打开的溢流阀有强大的泄流作用，可以确保罗茨泵和前级泵可以同时启动而不会使罗茨泵和前级泵过载，并可以提高高入口压力下罗茨泵机组的抽速。 二、罗茨真空泵主要用途 罗茨泵被广泛地应用于真空获得的各个方面，它延伸了油封机械真空泵在较低入口压力下的工作范围，具有小体积大抽速的特点，在1~100pa入口压力范围内具有大抽速，特别适合于低入口压力下需要大抽速的真空系统中使用，例如电力变压器、电力电容器、电力互感器的真空干燥、真空浸渍处理、真空热处理、真空冶炼的排气、真空镀膜设备的预抽，大型试验风洞的抽气及照明灯具生产线的排气等等。
如果选用合适的前级泵，罗茨泵还可以在食品、化工、医药、轻纺等行业的真空蒸馏、浓缩、干燥等的工艺过程中得到广泛的应用。 三、罗茨真空泵主要技术性能指标（见下表）
按构造要求确定焊角高h f 为 h fmin =1.5t =1.5?10=4.74mm mm t h fmsx 77.51==,取h f =6mm 取盖板截面为260?6mm 2,则端缝承载力为 w t f e f B h b N ???=21 查表1－4得f w t =160 N/mm 2
则 kN N 8.42631616022.167.026021=?????= 接缝一侧一条焊缝需要长度 ()mm f h N N L w t f W 57516067.0410975.40955057.043 1=+????-=+???-= 取L W =60mm.则盖板全长为： mm L L W 130********=+?=+?= 3-3．图3-73所示焊接工形截面梁，在腹板上设置一条工厂对接焊缝，梁拼接处承受内力为m kN M ?=2500，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，二级质量标准，试验算拼接焊缝强度。（提示：剪力V 可假定全部由腹板承担，弯矩按刚度比分配，即M I I M w w = ） 解：查得2/215mm N f w t =，2/215mm N f w c =，2/125mm N f w v = 计算焊缝截面特征值 () 4237393605953601440006124021200.1121 cm I =+=???+??= 431440001200.112 1 cm I w =??= 21201120cm A w =?= 验算正应力 m kN M I I M w w ?=?== 9.486739360 1440002500
2 24 6/215/9.202600/10144000109.486mm N mm N W M w w w <=??==σ满足 验算剪应力 222 3 /125/7.411012010500mm N mm N A V w w <=??==τ满足 验算折算应力 222222/2362151.1/4.2157.4139.2023mm N mm N w w =?<=?+=+τσ 满足要求 3-4．图3-74所示一柱间支撑与柱的连接节点，支撑杆承受轴拉力设计值 kN N 300=，用2L80×6角钢做成，钢材均为Q235钢，焊条为E43型，手工焊。 (1) 支撑与节点板采用角焊缝相连，焊脚尺寸见图，试确定焊缝长度。 (2) 节点板与端板用两条角焊缝相连，试演算该连接焊缝强度。 解：查附表1-4得2/160mm N f w f = (1) 采用两边围焊，肢背、肢尖的受力为 kN N K N 2103007.011=?=?= kN N K N 903003.022=?=?= 据题设焊脚高度为 mm h f 81=，mm h f 62= 计算肢背、肢尖所需焊缝长度为
第 1 章鼓风机房的设计 (2) 1.1 设计目的与任务 (2) 1.1.1 设计目的 (2) 1.1.2 设计任务 (2) 1.2 工艺流程浅析 (3) 1.3 设计计算及选型 (3) 1.3.1 曝气沉砂池所需风量计算 (3) 1.3.2 曝气池鼓风机选型 (3) 1.3.3 SBR池所需风量计算 (4) 1.3.4 供气量计算 (5) 1.3.5 空气管路计算 (7) 1.3.6 空压机选择 (7) 1.3.7 鼓风机房设计 (8) 1.4 消声、通风及采暖 (9) 1.4.1 消声 (9) 1.4.2 通风 (9) 1.4.3 采暖 (10) 第 2 章心得体会 (11) 致谢 (13) 参考文献 (14)
第 1 章鼓风机房的设计 1.1 设计目的与任务 1.1.1 设计目的 本设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。通过课程设计使学生获得以下几方面能力，为毕业设计打基础。 1、进一步巩固和加深学生所学一门或几门相关专业课（或专业基础课）理论知识，培养学生设计、计算、文献查阅、报告撰写等基本技能； 2、培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际问题的能力； 3、培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。 1.1.2 设计任务 根据工艺流程和设备参数进行鼓风机房的设计，包括风量计算、空气管路计算、空压机选择等。
1.2 工艺流程浅析 图1-1 工艺流程图 需要鼓风部分：曝气沉砂池、SBR池 1.3 设计计算及选型 1.3.1 曝气沉砂池所需风量计算 每小时所需空气量 每立方米污水的曝气量为0.2 m3空气 q=3600?Q最大?d (1-1) =3600?0.390?0.2=280.8 m3/h 1.3.2 曝气池鼓风机选型 选择GM 35型鼓风机两台分别提供空气量，每台Q=310 m3/h。
毕业设计总结 为期十三周的毕业设计即将结束，在老师的指导下我独立完成 了门式刚加轻型钢结构单层工业厂房建筑、结构施工图的设计。通过这段时期的学习，我对整个钢结构门式钢架单层工业厂房的设计有了一个较为全面的理解，毕业设计作为大学教育的最后一个环节，也是最重要的实践教学环节，既是所学理论知识巩固深化的过程，也是理论与实践相结合的过程。 毕业设计的目的是培养我们的独立学习能力和综合运用所学知 识和技能，分析与解决工程实际问题的能力，使我们受到工程技术 和科学技术的基本训练以及工程技术人员所必需的综合训练，建立 扎实的工程专业理论和实践能力，并相应地提高其他相关的能力， 如调查研究、理论分析、设计计算、绘图、试验、技术经济分析、 撰写论文和说明书等。在设计中进一步加强工程制图、理论分析、 结构设计、计算机应用、文献检索和外语阅读等方面的能力，毕业 设计还使我进一步熟悉和掌握道路设计的方法和步骤，从中掌握了 建筑平立面设计，结构上的檩条、墙梁、抗风柱、吊车梁、牛腿、刚架、节点、基础、支撑等设计，以及CAD、天正制图BIM建模等技术。 经过此次毕业设计，我掌握了工程设计的基本程序和方法，具有调查研究、中外文献检索、阅读、翻译的能力。依据使用功能要求、经济技术指标、工程地质和水文地质等条件，具有综合运用专业理论与知识分析、解决实际问题的能力。能够设计与制定工程和试验方案，
选择、安装、调试、测试仪器设备，计算并处理工程数据，具有定性、定量相结合的独立研究与论证实际问题能力。掌握施工图纸和试验图形的绘制方法，具有逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达的能力，包括使用计算机的能力。具有设计、施工中对各种因素进行权衡、决策的能力和创新意识。能对研究结果进行综合分析和解释，得出有效结论，并应用于工程实践。能够利用现代技术、资源和工具对复杂工程问题进行模拟与预测，并对结果的有效性和局限性进行分析。能够适应行业发展，具有主动提出问题、跟踪土木工程专业学科前沿的能力 毕业设计的经历对我日后的工作、学习将会起到很大的帮助。 通过毕业设计，我获益匪浅，使我初步形成经济、环境、市场、管 理等大工程意识，培养实事求是、谦虚谨慎的科学态度和刻苦钻 研、勇于创新的科学精神。提高了我综合分析解决问题的能力、搜 集和查阅相关工程资料的能力、组织管理和社交能力，使我在独立 工作能力方面上一个新的台阶。
多级罗茨真空泵概述及价格 一、多级罗茨真空泵概述： 双段罗茨真空泵(罗茨泵)，是在2ZJ系列单级罗茨泵的基础上，经过精心研究研发成功的新一代更新换代产品，各项指标均达到国外同类产品水平。 目前在国内，罗茨真空机组获得高真空的主要方式是多台罗茨泵串联再加前级泵，多台罗茨泵串联虽然比较灵活，但是管路连接复杂，设备组成复杂，增加了泄漏点和维修成本，随着罗茨真空泵的广泛应用和相关产业技术要求的提高，人们越来越需要一种使用及维护简便、运行可靠的新式罗茨真空泵提高自己的生产效率，降低生产成本。 双段式罗茨真空泵将两台串联的单级罗茨真空泵集成为一体，将设备的使用，双段式罗茨真空泵的研制成功，优化了机组的结构组成，降低了使用成本。 二、多级罗茨真空泵主要结构及原理： 1、转子:转子为罗茨真空泵的核心部件，设计加工要求高，经精密数控机床加工而成，每台共四个，装在一对平行的轴上，每根轴上装配尺寸不同，两个转子; 2、壳体：根据一定的抽速比例，壳体由中大小不一的两个腔，也即高低真空腔; 3、同步齿轮：齿轮为罗茨真空泵的核心部件之一，它用来保证两转子的同步旋转及保持转子之间的间隙，齿轮表面经高频淬火，然后由特殊的高精度磨削而成; 4、被抽气体从吸气口先进入高真空腔，再通过中壁的气通进入低真空腔，最后经排口进入下一真空泵。 三、多级罗茨真空泵主要特点： 1、抽气腔内无油无水，无二次污染; 2、与两台单级泵串联相比，结构紧凑，占用空间小;
3、零部件少，便于维护维修，降低了使用成本; 4、高低真空腔之间内部连接，减少了两泵间连接管路的泄漏量，提高了机组的性能指标; 5、内部结构的优化，提高了真空泵的效率，降低了功耗; 6、整套机组的控制系统更加简洁方便; 7、减少了机组辅助管件，更利于机组的制作与维护;
2011年课程考试复习题及参考答案 钢结构设计原理 一、填空题： 1.钢结构计算的两种极限状态是和。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 4.钢材的破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则 常采用的方法来解决。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 7.角焊缝的计算长度不得小于 40 ，也不得小于 8hf ；侧面角焊缝承受静载时，其 计算长度不宜大于 60hf 。 8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。 9.钢结构的连接方法有、和。 10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。 11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为，均布荷载的弯矩图为，跨中 央一个集中荷载的弯矩图为。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。 13.钢结构设计的基本原则是、、 和。 14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为、、 和等。 15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为和；组合截面可分为 和。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 1.承载能力极限状态，正常使用极限状态 2.加强受压翼缘，减少侧向支承点间的距离（或增加侧向支承点） 3.螺栓材质，螺栓有效面积 4.塑性破坏，脆性破坏 5.限制宽厚比，设置加劲肋 6.性能等级，螺栓直径
7.8h f，40mm，60 h f 8.钢号，截面类型，长细比 9.焊接连接，铆钉连接，螺栓连接 10.应力集中，应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构），应力循环次数 11.矩形，抛物线，三角形 12.弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲 13.技术先进，经济合理，安全适用，确保质量 14.普通缝，平坡缝，深熔缝，凹面缝 15.热轧型钢，冷弯薄壁型钢，实腹式组合截面，格构式组合截面 16.荷载类型，荷载作用点位置，梁的截面形式，侧向支承点的位置和距离，梁端支承条件 二、问答题： 1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 2.焊缝可能存在哪些缺陷？ 3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。 4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？ 5.什么是钢材的疲劳？ 6.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？ 8.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？ 10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？ 11.轴心压杆有哪些屈曲形式？ 12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？ 14.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 15.对接焊缝的构造有哪些要求？ 16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影 响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 17.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施 是什么？ 18.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 19.螺栓的排列有哪些构造要求？ 20.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？
内部编号：AN-QP-HT606 版本/ 修改状态：01 / 00 In Order T o Standardize The Management, Let All Personnel Enhance The Executive Power, Avoid Self- Development And Collective Work Planning Violation, According To The Fixed Mode To Form Daily Report To Hand In, Finally Realize The Effect Of Timely Update Progress, Quickly Grasp The Required Situation. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 环境工程实习报告通用范本
环境工程实习报告通用范本 使用指引：本报告文件可用于为规范管理，让所有人员增强自身的执行力，避免自身发展与集体的工作规划相违背，按固定模式形成日常报告进行上交最终实现及时更新进度，快速掌握所需了解情况的效果。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 一、实习目的： 生产实习是学生大学学习很重要的实习环节。实习是每一个大学毕业生必的必修课，它不仅让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识，还使我们开阔了视野，增长了见识，为我们以后更好把所学的知识运用到实际工作中打下坚实的基础。通过生产实习使我更深入地接触专业知识，进一步了解环境保护工作的实际，了解环境治理过程中存在的问题和理论和实际相冲突的难点问题，并通过撰写实习报告，使我学会综合应用所学知识，提高分析和解决专业问题的能力。
浅谈钢结构 现在，钢以一种或者形式逐渐成为全球应用最广泛的建筑材料。对于建筑构架，除了很特殊的工程之外，钢材几乎已经完全取代了木材，总的来说，对于桥梁和结构骨架，钢也逐渐代替了铸铁和炼铁。 最为现代最重要的建筑材料，钢是在19世纪被引入到建筑中的，钢实质上是铁和少量碳的合金，一直要通过费力的过程被制造，所以那时的钢仅仅被用在一些特殊用途，例如制造剑刃。1856年贝塞麦炼钢发发明以来，刚才能以低价大量获得。刚最显著的特点就是它的抗拉强度，也就是说，当作用在刚上的荷载小于其抗拉强度荷载时，刚不会失去它的强度，正如我们所看到的，而该荷载足以将其他材料都拉断。新的合金又进一步加强了钢的强度，与此同时，也消除了一些它的缺陷，比如疲劳破坏。 钢作为建筑材料有很多优点。在结构中使用的钢材成为低碳钢。与铸铁相比，它更有弹性。除非达到弹性极限，一旦巴赫在曲调，它就会恢复原状。即使荷载超出弹性和在很多，低碳钢也只是屈服，而不会直接断裂。然而铸铁虽然强度较高，却非常脆，如果超负荷，就会没有征兆的突然断裂。钢在拉力（拉伸）和压力作用下同样具有高强度这是钢优于以前其他结构金属以及砌砖工程、砖石结构、混凝土或木材等建筑材料的优点，这些材料虽然抗压，但却不抗拉。因此，钢筋被用于制造钢筋混凝土——混凝土抵抗压力，钢筋抵抗拉力。 在钢筋框架建筑中，用来支撑楼板和墙的水平梁也是靠竖向钢柱支撑，通常叫做支柱，除了最底层的楼板是靠地基支撑以外，整个结构的负荷都是通过支柱传送到地基上。平屋面的构造方式和楼板相同，而坡屋顶是靠中空的钢制个构架，又成为三角形桁架，或者钢制斜掾支撑。 一座建筑物的钢构架设计是从屋顶向下进行的。所有的荷载，不管是恒荷载还是活荷载（包括风荷载），都要按照连续水平面进行计算，直到每一根柱的荷载确定下来，并相应的对基础进行设计。利用这些信息，结构设计师算出整个结构需要的钢构件的规格、形状，以及连接细节。对于屋顶桁架和格构梁，设计师利用“三角剖分”的方法，因为三角形是唯一的固有刚度的结构。因此，格构框架几乎都是有一系列三角形组成。钢结构可以分成三大类：一是框架结构。其构件包括抗拉构件、梁构件、柱构件，以及压弯构件；二是壳体结构。其中主要是轴向应力；三是悬挂结构。其中轴向拉应力是最主要的受力体系。