机械传动在机械工程中应用广泛，主要指利用机械方式传递动力和运动的传动，一类是靠机件间的摩擦力传递动力与摩擦传动，另一类是靠主动件与从动件啮合或借助中间件啮合传递动力或者运动的啮合传动。本展品利用行星齿轮机构、摇杆机构等体现机械传动的美感。 

配合机械剖视图挂图，含与教材一致的五种机件模型，完成机械加工图的识读教学。

学生专用小型绘图模型。材质：ABS；每套38件。

环氧化合物与脂肪醇开环反应关键技术 开发了活性高选择性好的高氯酸盐固体酸类新型环氧化合物开环反应催化剂体系、连续管式反应器及绿色反应工艺等关键技术，通过催化剂、反应器和原料配比来调控反应选择性，根据市场变化自如调节主副产品比，建立3套万吨级连续管道式二元醇单烷基醚生产装置，实现装置通用化、产品系列化、主副产品综合利用。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 项目属化学工程精细化学品领域。项目原料环氧化合物主要为环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)和环氧氯丙烷(ECH)，进行开环加成、直接酯化或闭环反应，制得一系列环氧精细衍生化学品，主导产品包括二元醇单烷基醚、二元醇醚羧酸酯和脂肪族缩水甘油醚等醇醚酯类高级溶剂与环氧树脂活性稀释剂，用途广泛。因原料危险性大、技术含量高、产品品种和品质要求多，高端产品长期依赖进口。通过对其生产关键技术长达20余年的协同创新研究，取得如下自主创新成果： 1、环氧化合物与脂肪醇开环反应关键技术 开发了活性高选择性好的高氯酸盐固体酸类新型环氧化合物开环反应催化剂体系、连续管式反应器及绿色反应工艺等关键技术，通过催化剂、反应器和原料配比来调控反应选择性，根据市场变化自如调节主副产品比，建立3套万吨级连续管道式二元醇单烷基醚生产装置，实现装置通用化、产品系列化、主副产品综合利用。 2、二元醇醚羧酸酯直接酯化法绿色生产新工艺技术 开发了苯并噻唑类离子液体、Ni-Al/离子交换树脂等酯化酸催化剂体系，低毒酯类共沸脱水剂体系，连续固定床预反应串反应精馏酯化工艺。预反应系统提高了反应精馏主反应的效率；催化剂可回收、循环使用，解决了常规中和带来的操作与污染问题；酯类脱水剂低毒、高效、环境友好；GMP自动化无尘包装，产品质量指标达国际电子级要求；建立4套万吨级生产装置，实现清洁生产。 3、氯醇醚高浓度碱闭环制备脂肪族缩水甘油醚清洁生产工艺关键技术 开发了季铵盐型缩水甘油醚阳离子相转移催化剂，催化高浓度NaOH闭环反应，副产固体盐多，并消除了夹带产品问题，通过饱和盐水萃取可低成本精制固体盐；用饱和盐水热泵蒸发析盐，解决高浓度盐水污染问题；建立单、双、多缩水甘油醚等3套万吨级通用型生产装置，产品质量达国际先进水平；生物基、低氯、水溶及高品质产品填补国内空白，建成全球产能最大、品种齐全的脂肪族缩水甘油醚生产基地。 4、副产物的综合利用技术 开发了开环反应副产物的资源化利用技术。二元醇醚副产残液与碱、卤代烷进行williamson醚化反应，制得多乙二醇双醚；丙二醇醚副产残液通过中和、脱色等精制得多丙二醇单醚，用作脱硫脱碳溶剂或制动液原料。 5、废弃物的资源化利用技术 系统开发了脂肪族缩水甘油醚废弃物资源化利用技术。固体盐精制得工业盐，用作水泥磨料、制砖防冻剂等；盐水蒸发析盐过程中回收多羟基有机物制备环氧树脂增韧聚酯；减压精馏前馏分精制处理出原料和产品；精馏残液通过环氧基改性后可实现废弃物的综合利用；这些技术开发，解决了废弃物出路问题，实现了清洁生产。

截齿表面化学热处理方法有渗氮、渗碳、碳氮共渗等。渗氮与其它表面化学热处理工艺相比，主要优点在于其较低的热处理温度（500-600℃），理想温度为580℃，可在完全调质与回火的条件下对零件进行渗氮，而不会对基体的组织及主要性能造成负面影响，是一个快速便捷、灵活方便、经济高效、可控性强的工艺过程。低温渗氮的另一个优点在于降低了产生变形的可能性。这样，零件就可以通过机械加工得到最终的尺寸，而无须花费昂贵的精加工过程。因此，低温渗氮的实用性和有效性, 一直受到国内外广泛研究。

针对干喷存在的粉尘大、强度低、回弹率高等现状，先后与山东能源新巨龙煤矿、同煤集团同忻煤矿、徐工-施维英公司、中煤王家岭煤矿展开湿喷技术及配套装备研究合作，现已成熟应用。湿喷机采用防粘度技术成功解决了料腔粘料、堵管问题。在同忻煤矿首次实现了水、水泥、砂子、石子及各种添加剂全程定量的喷混凝土作业控制，能够保证喷混凝土性能稳定。为提高机械化程度，在王家岭矿首次采用喷浆机械手，通过远距离遥控器操作机械手来实现喷浆作业，解除了喷浆工人的繁重体力劳动，提高了施工效率、喷浆质量。根据不同矿井条件，设计了不同湿喷砼模式。在新巨龙矿成功应用了“地面配料+大巷搅拌站+井下湿喷”系统，研究成果获山东省煤炭科技进步二等奖；在同忻矿成功应用了“地面配料和搅拌+罐车运输+井下湿喷”系统，用防爆罐车把砼（加入水化控制剂）运至湿喷地点，接着把罐车内砼加入到湿喷机进行喷射，山西省科技厅组织有关专家对其进行了成果鉴定，研究成果获部级三等奖；在王家岭矿采用“地面配料+井下搅拌并给入湿喷机+机械手喷浆”系统，进一步提高了机械化程度。研究团队现拥有一种高强度低耗能的煤矿湿喷系统及湿喷方法（2013106765591）、喷浆机械手（2014100645459）、一种矿用螺旋式定量配水输送车（2013106812342）、一种矿井用混凝土搅拌运输罐车（2014205178627）等专利六项。

1 背景 天然气水合物是继页岩气、致密气、煤层气等之后潜力巨大的接替能源，可分为成岩型和非成岩型两类，其中非成岩型占76.5%以上。国内外天然气水合物开采技术研究和试采工程以降压法为主，但如果采用降压法开采海洋非成岩天然气水合物，水合物将无序分解且不可控，进而面临环境、装备、生产、工程以及地质等风险。为此，中国工程院周守为院士带领团队世界首创提出海洋非成岩天然气水合物固态流化开采技术，利用水合物采掘、碎化、海水引射流化、泥砂分离回填、浆体举升、平台深度分离再回填技术工艺，将非成岩不可控水合物藏转变为密闭管道内可控水合物藏，实现了“顺其自然、变害为利、变不可控为可控”的安全绿色开采。进而，团队针对海底浅表层水合物到中深层泥质粉砂水合物再到深部地层成岩型水合物以及下覆游离气的储层系统，在世界上首次创新提出深海天然气水合物固态流化～降压法一体化开发技术。 2 深海天然气水合物一体化开发模拟实验系统 发明深海天然气水合物一体化开发模拟实验方法及技术，研制成功全球首个具有完全自主知识产权的深海天然气水合物一体化开发大型物理模拟实验系统（压力0～16MPa、温度-10～60℃、可视化），实现了1500m水深固态流化～降压法一体化开发全程模拟。实验系统包括：水合物大样品快速制备、破碎及浆体调制模块，水合物浆体高效管输与分离模块，实时图像捕捉、数据采集及安全控制自动化模块。 水合物大样品快速制备、高效破碎、浆体调制“三位一体”实验方法和技术，20h内可快速制备1062L水合物样品； 水合物浆体保真运移方法和技术； 水平段56m、垂直段30m分段组合、逐点加密、多次循环、多次降压、多次升温的水合物颗粒、泥砂、分解气、配制海水复杂浆体管输模拟实验方法和技术。 首次系统开展深海天然气水合物固态流化～降压法一体化开发实验，创新形成从浅表层水合物到中深层泥质粉砂水合物再到深部地层成岩型水合物以及下覆游离气的全链条、一体化开发理论。 2017年5月，全球首次海洋非成岩天然气水合物固态流化试采在南海神狐海域成功实施。 3 应用范围 依托大型物理模拟实验系统，在全球首次系统开展深海天然气水合物固态流化～降压法一体化开发模拟实验，证明了固态流化～降压法一体化开发技术原理科学可行、开采工艺可行，为指导海洋天然气水合物和油气一体化勘探开发、研制深海天然气水合物高效开发系列装备提供了理论依据和关键参数。 4 前景及经济社会效益 通过攻关为深海泥质粉砂天然气水合物安全、高效开发提供方法与理论创新，为天然气水合物固态流化～降压法一体化高效开发评价提供重大实验系统，促进浅表层、中深层天然气水合物与下覆游离气一体化开发系列重大装备研制，推动集成该方法、理论、技术、装备成为我国引领世界天然气水合物商业开采的前沿技术。

采用有限单元法、光测弹性力学法、极限载荷测试以及链条系列产品的计算机辅助设计（CAD）等先进技术，使产品的设计水平大为提高。通过链板应力场及位移场分布特征的研究，改善了危险断面的应力水平分布，提高了产品的极限破坏载荷。 通过对产品的材质和热处理研究，提出了满足高强度要求的新材质及合理的热处理工艺，细化了晶粒，减少了表面脱碳和变形，提高了零件的高温强度和抗回火稳定性等性能。 该链条与传统产品相比，其强度提高了10—20%，使用寿命提高3—4倍，具有明显的经济效益和社会效益。 该项成果曾通过原冶金部技术鉴定，被评定为国内领先水平，并获得冶金部科技成果三等奖。其产品先后被评为冶金部优质产品及国家科委和冶金部推荐推广使用的优质产品。已在生产中应用。

成果与项目的背景及主要用途：机械镀锌是一种在常温、常压下利用化学吸 附沉积和机械冲击作用，使金属锌粉在工件表面形成镀层的工艺，它是 50 年代 初由美国 Tainton 公司的 Erith Clayton 发明的一种金属构件表面防腐涂层技术。 一般机械镀锌产品可分为两类：当镀层厚度小于 25m 时称为 mechanical plating， 主要用于替代电镀锌产品；当镀层厚度大于 25m、小于 110m 时称为 mechanical galvanizing，主要用于替代热浸镀锌产品。这两类机械镀涂层除厚度及用途上有 所区别外，镀覆工艺基本相同。 机械镀锌工艺的突出特点是没有氢脆，镀层均匀，可处理复杂表面工件，并 且可以在铁素体金属、铜合金、不锈钢及粉末烧结材料表面形成镀层。机械镀锌 可以处理电镀或热浸镀锌很难处理的螺纹构件，是替代上述工艺进行紧固件处理 的有效防护技术。由于机械镀锌所具有的突出优势，这使得机械镀锌技术在北美 洲和欧洲表面涂饰工业中获得广泛应用。目前，在国内的五金构件(如紧固件、 钢钉及连接件等)防腐加工中也在不断推广应用机械镀技术。 技术原理与工艺流程简介：机械镀锌工艺原理是在室温下，将活化剂、金属 锌粉、冲击介质和一定量的水混合为浆料，与工件一起放入一个特制的滚桶中， 在滚桶转动产生的机械能、促进剂化学作用及冲击介质机械碰撞的共同作用下， 将经活化剂活化的金属粉末不断镀覆到工件表面上，从而在金属构件表面逐渐形 成光滑、均匀、致密的具有一定厚度的防腐涂层。机械镀工艺流程包括以下步骤： (1)前处理(包括对工件表面进行除油、除锈、清洗等)；(2)镀铜(包括闪铜、清洗 等)；(3)镀锡(包括闪锡、清洗等)；(4)镀锌过程(包括逐步添加锌粉、滚动冲击等)； 126天津大学科技成果选编 127 (5)分离(包括磨光、冲洗、分离、烘干等)；(6)钝化处理(包括钝化液浸泡、清洗、 烘干等)。 技术水平及专利与获奖情况：目前该技术处于国内先进水平。 应用前景分析及效益预测：机械镀锌工艺在金属构件防腐领域具有很强的市 场竞争力，该技术具有以下突出特点；1）对工件机械性能没有影响、没有氢脆； 2）非常适合于小型金属构件和具有凸凹表面的工件表面镀覆，镀层均匀质量高； 3）生产过程耗能少、成本低。试验表明：机械镀锌的电耗仅为电镀的 5％。而 锌耗仅为热镀锌的 30%-50%，成本远低于热镀和电镀；4）环境污染少、废水容 易处理，是绿色洁净生产技术；5）工艺范围宽、镀层性能较好。现代的机械镀 锌工艺，厚度可在 l0-100mm 之间任意调节，完成全过程的时间仅需 30-40min。 机械镀锌形成的镀层外观光滑，具有色调一致的银白色，但色泽不如电镀亮。 镀层的耐蚀性能优良，相同厚度的镀层，其耐蚀性处于电镀锌与热镀锌之间，耐 中性盐雾试验 240 小时以上。机械镀的另一个优点是可以形成合金镀层及复合镀 层。由于机械镀工艺具有上述突出特点，因而在小型金属连接件、零件及紧固件 等防腐加工领域具有广泛应用。 应用领域：机械镀锌工艺适用于各种五金零件的表面涂饰和防护，如高强度 螺栓、螺钉、管件、射钉、铁链等铁基工件等，尤其适用于垫圈及弹性工件、射 钉、环链、铰链、农用暖棚搭扣、水暖管件接头等的表面防腐处理，这些五金件 主要远销美洲、澳洲、欧洲等国家和地区。 合作方式及条件：技术合作、转让和技术服务，设备销售和产品加工。