矿用隔爆型计算机机壳结构设计
矿用隔爆兼本安型计算机技术标准
矿用隔爆兼本安型计算机技术标准矿用隔爆兼本安型计算机技术标准一、引言在煤矿等易爆危险场所，安全生产一直是至关重要的问题。
为了提高煤矿作业人员的安全保障和工作效率，矿用隔爆兼本安型计算机技术标准应运而生。
本文将深入探讨这一技术标准的深度和广度，帮助读者全面了解此一重要的技术标准。
二、矿用隔爆兼本安型计算机技术标准的定义1. 什么是矿用隔爆兼本安型计算机技术标准矿用隔爆兼本安型计算机技术标准是指适用于煤矿等易爆危险场所的计算机设备所需符合的技术规范要求。
主要包括对设备外壳、防爆性能、静电放电能力、耐高温性能等方面的要求。
2. 矿用隔爆兼本安型计算机技术标准的意义矿用隔爆兼本安型计算机技术标准的制定和实施，可以有效降低煤矿等易爆危险场所的爆炸风险，提高计算机设备的安全性能，保障作业人员的生命财产安全。
三、矿用隔爆兼本安型计算机技术标准的技术要求和实施1. 矿用隔爆兼本安型计算机技术标准的技术要求根据矿用隔爆兼本安型计算机技术标准的规定，计算机设备需要具备防爆外壳、耐高温、防静电等多重技术要求，以确保设备在易爆危险场所的安全使用。
2. 矿用隔爆兼本安型计算机技术标准的实施矿用隔爆兼本安型计算机技术标准的实施需要相关煤矿企业和计算机设备供应商共同合作，确保设备的生产、销售、安装和维护等环节都能符合技术标准的要求，从而保障煤矿作业的安全生产。
四、矿用隔爆兼本安型计算机技术标准的发展现状和趋势1. 现状目前，矿用隔爆兼本安型计算机技术标准在煤矿等易爆危险场所的应用越来越广泛，相关技术和设备也在不断完善和更新。
2. 趋势随着煤矿安全生产的不断提升和技术水平的不断提高，矿用隔爆兼本安型计算机技术标准也将不断更新和完善，以满足更高的安全性能要求和作业环境需求。
五、个人观点和总结回顾矿用隔爆兼本安型计算机技术标准的制定和实施，对保障煤矿作业人员的安全起着至关重要的作用。
通过本文深入的探讨，相信读者对这一技术标准已有了更深入的了解。
基于有限元法的矿用隔爆型圆筒形外壳设计
Ａ１
． —．
１
Ｓ ｏｋ 软件进 行有 限 元分 析 ， 据分 析 结 果对 壳 体 ｗｒｓ 根
进行 改进 ， 可获得满 意 的效 果 。
１一 盖 ； 壳 ２一壳 体法 兰 ； ３一圆 筒形 壳 壁 ； ４一壳底 ；
Ｄ １一法兰内径 ； ２～法兰外径 ； 一 壁内径 ； Ｄ Ｄ 壳
圆筒 形外 壳建 模 ， 再利 用 Ｃ Ｓ Ｏ ｗ ｒｓ 件对 壳体和 壳 盖静 载 工况 的应力进 行 有 限元 分析 ， 据 Ｏ Ｍ Ｓ ｏｋ 软 根 分析 结果整体 降重后 ， 再次 计算 实体 应 力 ， 以检 测 改后 的结果 能否达 到 强度 、 刚度 要求 。
矿用隔爆型电气设备的外壳强度设计探讨
Ｉ ｌ蝣 ｚ ｚ
图 １ 圆筒形截面拉应力示 意图
２：
为了计算筒壁在各截面上的应 力 ， 可用截面法 ｐ 一爆炸压力 ，ａ Ｐ； 分别通过圆筒直径的纵 、 向截面将 圆筒截为两部 式 中： 横
Ｄ 一平均直径 ， ｍ；
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２０ 年第６ １６ １ 期
煤
矿
机
电
ｎ 一法兰外直径 ， ｍ； ６ 一法兰内直径 ， ｍ； ＾ 一法兰厚度 ， ｍ； Ｐ 一爆炸压力 ，ａ Ｐ。
・ １ ３・
６ 厚度 ， 一 ｍ；
［ 一许用应力。 ］
用上两式对圆筒型薄壁外壳进行强度校核或选 择所用材料 的壁厚。还要考 虑一定的安全系数 ｎ 、
壳的设计方法。 关键词 ： 矿用；隔爆型； 外壳； 设计 中图分类号 ：Ｈ １３ Ｔ ２ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： ０ — ８４ ２０ ）６ ０３ ０ １ １ ０ ７ （０６ ０ — ００— ４ ０
Ｅｎ ｌｓ ｒ ｒ ｎ ｔ ｓｇ ｆＭｉｉｇ Ｆａ ｃｏ ｕ ｅ Ｓｔ ｇ ｈ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｎ ｎ ｌｍｅ ｐ ｏ ｆＥ ｅ ｔｉａ ｐ ｒ ｔ ｓ ｅ — ｒ ｏ ｌｃ ｒ ｌ ｃ Ａｐ ａ ａ ｕ
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・
３ ０・
煤
矿
机
电
２０ 年第６ ０６ 期
矿用 隔爆型 电气设备 的外壳强度设计 探讨
钱松 ， 倪春 明
（ 煤炭工业上海电气防爆检验站， 上海 ２０６ ） ００２
摘 要 ： 运用材料力学原理 ， 对矿用隔爆型电气设备外壳进行受力分 析， 详细介 绍 了矿用隔爆 外
Ｄ Ｄ
， ｚ
ｏ Ｄ
， ，
隔爆外壳， 具有这种结构的电气设备称 为隔爆型电 气设备 。本文针对隔爆外壳的强度问题提出初浅看
隔爆型电气设备隔爆外壳的设计要求
隔爆型电气设备隔爆外壳的设计要求摘要：防爆型电气设备是指外壳具有隔爆能力的电气设备，这类设备不仅具有较高的使用价值，其安全性能也非常可靠，是最具实用价值的一种电气设备。
当前，许多煤矿或石油化工企业都在爆炸性环境中作业，工作人员的生命安全在这种危险环境中难以得到保障，需要借助电气设备来作业，而在这种环境中作业的电气设备至少有80%为隔爆型电气设备。
对于这类设备来说，隔爆外壳设计合理与否直接关系到设备的实用性、可靠性与安全性，本文试对隔爆外壳的设计要求进行如下分析。
关键词：电气设备；隔爆型；隔爆外壳；设计要求隔爆型电气设备主要用于石油化工或煤矿等危险环境中作业，这类设备借助其隔爆外壳来确保其作业安全，其隔爆外壳具有不传爆性与耐爆性，在隔爆结构上具有特殊的参数要求。
例如，隔爆外壳虽然存在接缝，但是为了确保具有足够的隔爆性能，隔爆外壳在接缝间隙上应小于可燃性气体在实验中的最大安全间隙，若可燃性气体在进入隔爆设备外壳之后遭遇电火花，被点燃后产生的爆炸火焰将会被严密限制在隔爆外壳之中，而不会与外壳外部环境中的可燃物混合，使外部环境发生爆炸。
可以说，隔爆外壳既能保证外部环境的安全，也能保证设备本身的安全，因此隔爆外壳的设计十分重要。
一、分析爆炸压力所谓爆炸压力，是指气体生成物在产生的那一瞬间所产生的压力，为了获得理论值，实验应该在正常温度与正常压力下进行，实验环境应该密闭的，并且具有一定容积，还需要处于绝热状态下。
假设隔爆电气设备在充满9.5%浓度甲烷气体的环境中进行实验，其爆炸瞬间的温度t将会达到2100~2200℃，而爆炸前的温度一般在15~17℃左右。
根据玻义耳-马略特定律，求得爆炸后的瞬间爆炸压力为：公式（1）在这个公式中，和分别指爆炸前的压力与绝对温度，一般为1*105Pa，为（273+）℃；T则是爆炸后的绝对温度（273+t）℃。
在隔爆外壳设计中分析爆炸压力，主要目的在于发生内部爆炸时可以避免壳体发生较大的变形或出现严重的损害。
圆筒形矿用隔爆型外壳设计
Ｋ ｙ ｒ ｓ： ｃ ｌ ｄ ｃ ｎ ｌ ｓ ｒ ；ｍｉｅ ｆ ｍｅ ｒｏ ｅ ｗｏ ｄ ｙ ｉ ｒ ａ ｅ ｃｏ ｕ ｅ ｎｉ ｌ ｎ ａ ｐｏｆ ｌ
１ 引 言
负载是 内压 ， 其失 效 主 要 是前 两 种形 式 。下 面是 关 于外壳 的强 度 、 刚度 、 盖和焊 缝高 度 的设 计 。 端
类 是螺栓 法兰 联接 。
含有瓦斯（ 甲烷） 的爆炸性气体混合物爆炸时， 产生 冲击压 力且伴 随有较 高温 度 。外壳失 效形式 同 压力容器一样有强度 、 刚度和稳定性失效 。外壳的
ｍｅ ｈ ｉｓ ｔ ｏ ｙ ｎ ｅａ ｔｃｔ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｈｅ ｒ ，ｔ ｅ ｏ ｃ ａ ｃ ｈｅ ｒ ａ ｄ ｌ ｓｉｉｙ ｎ ｃ ａ ｉｓ ｔ ｏ ｙ ｈ ｃ ｍｐｕ ａｉｎ ｆｒ ｌ ｓ ｏ ｈ ｅ ｃｏ ｕ ｅ ａ ｅ ｅ ｕ ｅ ｉ ｔｔ ａ ｏ ｍｕ ａ ｆ ｔ ｅ ｎ ｌｓ ｒ ｒ ｄ ｄ ｃ ｄ ｎ ｏｌ ｑ ａ ｔｔｔｖ ｄ ｓｇ ｕ ｉａｉｅ ｅ ｉｎ． Ｂｙ ｏ ｉ ｉ ｇ ｎ ｃ ｍｂ ｎ ｎ ｗｉ ｔ ｒ ｌｔ ｄ ｒ ｄ ｓａ ｄ ｒ ｓ， ｔ ｅ ｙｉ ｄ ｉ ａ ｅ ｃｏ ｕ ｅ ａ ｂ ｅ ｓｌ ｔ ｈｅ ｅａｅ ｔａ ｅ ｔ ａ ｄ ｈ ｎ ｈ ｃ ｌｎ ｒｃ ｌ ｎ ｌ ｓ ｒ ｃ ｎ ｅ ａ ｉ ｙ ｄ ｓｇ ｅ ｅ ｉｎ ｄ，ｗｈ ｃ ｒｖ ｄ ｓ ａ ｐ ｗｅｆ ｌｓ ｆｔ ｕ ａ ｔｅ ｆ ｒ ｄ ｓｇ ｎ ｎ ｕ ａ ｔ ｒ ｆ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｙ ｕ ｇ ａ ｉ ｇ ｍｉｅ ｉ ｈ ｐ ｏ ｉ ｅ ｏ ｒｕ ａｅｙ ｇ ａ ｎ ｅ ｏ ｅ ｉ ａ ｄ ｍａ ｆｃ ｕ ｅ ｏ ｏ ｔ ｒ ｎ ｎｕ ｕ ｌ ｐ ｒ ｄ ｎ ｎ ｅｅ ｔｉａ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｌ ｃｒｃ ｅ ｕ ｐ ｎ ． ｌ
矿用隔爆型外壳设计应注意的问题
矿用隔爆型外壳设计应注意的问题矿用隔爆型外壳零部件的设计是否合理，公差标注得是否恰当，都要满足文献［1］和文献［3］的要求。
设计者常常会遗漏掉一些参数，致使图纸设计不合格，笔者愿就这方面遇到的问题以BQZ-200隔爆型真空磁力启动器为例谈谈自己的看法。
矿用隔爆型的隔爆壳体和端盖虽然形状各异、开启方式不一，但都包括接线腔、主腔和支撑架三大部分。
按作用分类如下，标有“Δ”符号的为要阐述的部分。
1 接线腔隔爆接合面的设计1.1 腔体法兰与上盖在设计接线腔上盖与腔体法兰的隔爆接合面时，标注的尺寸应把经加工和组装后尺寸的不一致性考虑在内，以提高成品率，并达到文献［1］所规定的数值。
接线腔隔爆面参数如表1所示。
表1 标准规定参数与图纸应标注参数的比较mm项目上盖端面法兰端面间隙W净容积／cm3 L L1平面度厚度L L1平面度厚度GB3836.2-83≥25≥9≥25≥9≤0.5＞100图纸标注尺寸＞25≥100.08＞12＞25100.08＞120.3＞100例1：表1中，当外壳净容积V＞100cm3，隔爆面长度L为25mm时，接合面的间隙W≤0.5mm。
而图纸上标注的数值应小于0.5mm，否则在加工时如产生正误差，则大于0.5mm，这就是考虑到了加工的分散性，给其加工留有余量，以减少废品。
如将间隙W标注为0.3mm,再经下式计算得出：W计算=上盖平面度0.08+法兰平面度0.08+隔爆面粗糙度0.063×2=0.286mm。
0.286mm接近0.3mm值,又满足小于0.5mm的要求。
例2：如图1和表1中螺栓通孔边缘至隔爆接合面的最小有效长度L1不小于9mm，而在图纸上则应标注为10mm，就是基于上述道理。
图1 接线腔隔爆接合面1.2 接线腔上盖与腔体法兰的尺寸接线腔上盖与腔体法兰的外围尺寸以相等为好。
有些图纸把上盖尺寸做得比腔体法兰大1～2mm，理由是可以保护腔体法兰不受损伤。
其实这样遇到较大的碰撞时，易使连接螺栓受到剪切力作用，重者螺栓断裂，轻者螺纹损伤，给以后的拆卸工作造成困难。
3300V矿用隔爆兼本质安全型SVG外壳设计
４５
文 章编 号 ：１００４—２８９Ｘ（２０１６）Ｏ１—００４５—０４
３３００Ｖ矿用隔爆兼本质安全 型 ＳＶＧ外壳设 计
王俊 峰 ，王玉堂 ，李文俊 ，徐文光 （１．山西汾西机 电有 限公 司，山西 太原 ０３００２７；２．神 南张家 峁矿 业公 司，陕西 神木 ７１９３１６）
Ｍｉｎｉｎｇ ＣＯ．，ＬＴＤ，Ｓｈｅｎｍｕ ７１９３１６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｌｉｍｉｔｅｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｈｅｎ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｂｉｇ ｓｉｚｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐｒｏｏｆ ｓｈｅｌ１．Ｔｈｅ ｇｒａｓｐ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｉｓ ｎｏｔ ｖｅｒｙ ａｃｃｕｒａｔｅ．Ｓｅｐａｒａｔｅ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐａｒｔｓ，ａｎｄ ｃｏｎｖｅｒｔ ｔｈｅｍ ｔｏ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍ ｏｄｅｌｓ，ｃａｌｃｕｌａｔｅ ａｎｄ ｏｂｔａｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｄｅｓｉｇｎ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ．Ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ａ ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍｏｄｅｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｆ ｉｎｉｔｅ ｅｌｅ－ ｍｅｎｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｔｈ ａｎｄ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｓｉｚｅ，ｈｅｌｐｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｗｏｒｋ ｇｏｉｎｇ ｓｍｏｏｔｈｌｙ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐｒｏｏｆ；ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ；ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ
图 ２ 法 兰框俯视 图 图 ４ 梁 的受力 Nhomakorabea意 图
矿用软启动器隔爆结构设计研究
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
科技
・
探索・ 争Ｉ 毫
矿 用软 启动 器隔爆 结构设 计研究
崔鹏 飞
（ 天地（ 常州＞ 自动化股份有限公司 ， 江苏 常州 ２ １ ３ ０ ０ ０ ）
【 摘 要】 软启动装置启动时容 易产生 电火花 ， 这就会引起 瓦斯爆 炸的危险。做好矿 用电气设备 的防爆结构设计对 于降低爆炸事件发 生的
概率具有重要 的意义 。本文 中， 笔者结合 自身的工作 实践， 对矿 用软启 动器的隔爆结构 设计进行 了研 究与分析 ， 以期对 当前矿用软启动装置 隔 爆外 壳设计有所借鉴 【 关键词 】 启动 器； 防爆外壳 ； 设计 压力就会降到 ４ × ｌ ｏ ５ 帕。但是 ．爆炸压力与容器 的棉衣也会 有关 ， 比 如． 容积相同而散 热面积不 同时 ， 压力影响就会十分显著 。 因为散热面 积不同 ． 爆炸压 力随着容器形 状的不 同而改 变 ． 并且随着外 形散热表 面积 的增大 而使压力 降低 。 同时， 一般外壳结构都存在着间隙 ， 它也能 使压力 降低 。于间隙大小对 降低爆炸压力 的关 系 ， 可从 间隙的漏气面 积来考虑 。若 间隙大小一样 ． 而容积不同 ， 则容积愈小 ， 其单 位体积所 １ 软启 动装 置 防爆 技 术 概 述 具有 的漏气 面积愈大 ． 愈易漏气 ． 从而降低 了内部 的压力 。由此 可见 ， 间隙对压力的影响就会越显著 由于煤矿等矿藏开 采过程 中用到 的电气机械设 备比较多 ． 而且工 软启动装置 的外壳容积越小 ． ２ ） 隔爆性 。软启动装置启动时容易产生电火花 ． 这就会 引起 瓦斯 作环境 、 条件 又比较恶劣 ， 再加上一些爆炸气体 的存 在 ， 电气设 备操作 软启动装置 防爆外壳 要 使用过程 中发生爆炸 的现象时有存在 。 电动机软启动装置 以其冲击电 爆炸 的危险 。为 了避免这一危险事件的发生 ． 也就是隔爆外 壳。 隔爆外壳要具 有不传爆性 、 耐爆性 流较小 、 启动运行平稳 、 无触点 以及能耗较低等优势 ， 在各种矿 藏的开 选用特质的材料 ． 一般情况下 ． 隔爆外壳是 由具有一定强度的钢板或铸钢 、 铸铁 发过程 中得到 了广泛 的应用 。 随着防爆设计 、 防爆技术的不断发展 ， 软 的特点 并具有 一定 的抗爆 能力 ， 隔爆外壳 的不 传爆性即 内 启动装置 的防爆工作也得到 了显著的改善 将先进的防爆技术 应用 到 制成的机械结 构 ． 传 出的火焰不使外 部瓦斯发生爆 炸 ． 它是 由隔爆 面的间 隙 软启动装置的防爆控制 中． 不仅可以满足矿藏开发过程 中高压设备稳 部爆炸后 ． 隔爆外壳 的耐爆性 即内部 瓦斯爆炸 的压力 、 温度不 定、 安全运行的需要 ． 而且还能够提升防爆 型高雅设 备的控 制水平 。 从 和宽度来达 到的 ： 也不 变形 ． 它是 由材质的强度和外 壳本身机械结 构强度 当前矿用软启动装置的防爆情 况来看 ． 软起动装置的防爆主要分为矿 使外壳损坏 ． 用隔爆型 、 矿用隔爆兼本质安全型等两 种方式。隔爆外壳是 电气设备 来保证的。 ３ ） 耐爆性 。要完全避免软启动器爆炸事件 的发生是不 可能的 ． 但 防爆的一种形式 ． 合理 、 科学 的外 壳设计 能够承受通过 软启 动器外壳 通过提高软启 动器的外壳耐 爆性降低 冲击力 ． 避免发生 瓦斯等爆 任何结合 面或 结构间 隙渗透 到外壳 内部 的可燃性混合 物在 内部爆炸 是 ． 而不损 坏 常用的隔爆外 壳的隔爆形式 多为… ｄ ’ 字型 ． 软启动装置的外 炸事件却是 十分 可行 的 防爆外壳 的耐爆性主要取决于材质和机械结 而且在外部热 源的作 壳必须要具有耐爆性 ． 这 与外壳 的强度有着密切 的关 系 隔爆外壳 的 构 的强度 软启动器 的外壳要具有足够的韧性 ． 经过灼烧 、 热的影 响仍然不能遭 到损伤 。当软起 动器 内部发生短 设计要求 是当软启 动装置 内部发生爆炸肘 ， 外壳 不能够受到损坏及 变 用 下 ． 就会引起壳 内的油 、 绝缘物质分解引发气体爆 形． 不 能点燃外部环境 内的瓦斯等混合物 ． 为 了要实 现这一 目标 ， 软启 路或者电气过载现象时 ． 当火焰向外延伸 时． 由于内部各个参数对弧光短路还无法实现隔爆 动装置的外壳设计大 多选用机械强度较高 的材料 软启动装置除了要 炸 ． 做 基本 的外壳设计之外 ． 还要具备本 质安全性 ． 这 主要取决于软启 动 的目的 ．因此 ．大多采用加强 电气绝缘或者采用迷宫式结构来进行缓 比如 ， 电缆常用电子管式来实现防爆的 目标 。软启动装置内部产生 装 置的本质安全 电路 的设计 ． 只有本 质安全 电路设计 工作做好 ． 才 有 冲． 如果 能够限制在 装置 内部 ． 不让 可能将爆炸事件引起的后果降到最低 目前 ． 本质安全 电路是软启 动 电火花或者发生小型的爆炸现象 时 ． 或者即使 出现 了火焰或者金 属颗粒冲 出的情 况 ． 但是 装置 中最 常用的 、 最安全 的防爆设计形 式 ， 这种设计 即使软启动装 置 其波及到壳外 ． 已经被冷却了 ， 就有可能有效地 降低可燃性瓦斯爆炸的情况发生。 处 于故障状态下也不会引起爆 炸事件发生 ２ ． ３ 矿用软启动器外壳设计 的常用形式 ２ 矿用软启动器隔爆 结构设计 前文对软启动器装 置防爆外壳 的性能 、 参数进 行了简要的分析 ． 选择合适 的隔爆外 壳对于 矿用软启动器隔爆结构的设计必须要结合 软启动器 自身的功能特 由于不 同形状 的外壳 隔爆效果会有所不 同． 运行 点、 矿藏 的实际工作条件进行设计 ， 才能够实现软启动器 防爆的 目 标。 降低软启 动装置 的爆炸危害也具有重要的意义 在实 际的设计 、 过 程 中． 要 根据设 备、 爆炸极 限等实 际情况 ， 选择最佳 的 防爆 外壳 形 ２ ． １ 矿用软启 动器隔爆结构设计基本要求 以实现 降低爆炸事件危害的 目标。 目前 比较常见 的隔爆壳 体主要 １ ） 防爆箱体要求 体积小 ． 致使 可以利用 的容积小 ． 要求 软起动器 式 ． 有 长方 体外壳防爆壳 体、 圆柱形外壳 防爆壳体 、 正 方形 外壳防爆壳 体 的控制系统 。 主功率元件 等的体积必 须紧凑 ； 否则 ． 如果体积过 大 ， 内 这四种 防爆壳 体在容积相 同的情 况下 ． 壳体 部爆炸的威力就会增加 ． 对外壳 的冲击力也就会增加 。 ２ ） 紧凑的结构 ． 以及 圆球 防爆外壳球体 ． 显示 了同一容积 、 同温度 、 外部压力 使功率元件 和控制系统靠得很 近 ．要求解决好 系统的强 弱电隔离问 承受 的压强会有 明显的差异 表 １ 不同形状的外壳承受的内部爆炸 的冲击压力情况 。 题． 特别是控制系统 的抗干扰 问题 必须很好解决 ． 如果不能解决 好控 相 同的情况下 ， 表１ 软启动装置不 同形状容器爆炸压力对 比分析表 制 系统的运行 问题 ．软启动器 内部发生爆炸 的可能性 就会 大幅增 加。 在煤矿开采等恶劣工业工作条件下 ． 电气设备长期运营不仅会影 响到期功能 ． 甚至于操作不慎还会爆炸 ． 给工业生产 、 工人人身安全造 成难以估量的损害。 做好矿用电气设备的防爆结构设计对 于降低爆炸 事件发生的概率具有重要的意义。文中以软启 动装置的设计为例 ， 研 究分析了矿用软启动器防爆结 构设计 。
隔爆型电气设备结构与原理
隔爆型电气设备结构与原理（一）防爆原理隔爆型电气设备的防爆原理是：将电气设备的带电部件放在特制的外壳内，该外壳具有将壳内电气部件产生的火花和电弧与壳外爆炸性混合物隔离开的作用，并能承受进入壳内的爆炸性混合物被壳内电气设备的火花、电弧引爆时所产生的爆炸压力，而外壳不被破坏；同时能防止壳内爆炸生成物向壳外爆炸性混合物传爆，不会引起壳外爆炸性混合物燃烧和爆炸。
这种特殊的外壳叫“隔爆外壳”。
具有隔爆外壳的电气设备称为“隔爆型电气设备”。
隔爆型电气设备具有良好的隔爆和耐爆性能，被广泛用于煤矿井下等爆炸性环境工作场所。
隔爆性电气设备的标志为“d”。
隔爆型电气设备除电气部分外，主要结构包括隔爆外壳及一些附在壳上的零部件，如衬垫、透明件、电缆（电线）引入装置及接线盒等。
根据隔爆型电气设备的防爆原理，我们知道隔爆外壳应具有耐爆和隔爆性能。
所谓耐爆就是外壳能承受壳内爆炸性混合物爆炸时所产生的爆炸压力，而本身不产生破坏和危险变形的能力。
所谓隔爆性能就是外壳内爆炸性混合物爆炸时喷出的火焰，不引起壳外可燃性混合物爆炸的性能。
为了实现隔爆外壳耐爆和隔爆性能，对隔爆外壳的形状、材质、容积、结构等均有特殊的要求。
（二）防爆措施隔爆型电气设备主要在煤矿井下爆炸危险工作场所使用，其使用环境场地狭窄，搬运困难，并有岩石、煤块冒落、撞击的危险，其外壳不仅要具有耐爆性，还应具有足够机械强度，才能保证设备外壳在发生内部爆炸或受到外物撞击时，外壳不发生严重变形或损坏。
为此，常在煤矿井下采掘工作面工作的隔爆型电气设备的隔爆外壳必须采用钢板或铸铁构成，但其他零部件或装配后冲击不到的或容积不超过2l的电气设备，可用ht25-47灰铸铁制成。
对于i 类非采掘工作面用隔爆外壳也可以用ht25-47灰铸铁制成。
对于容积不大于2l的外壳，也可以采用工程塑料制成，这种材料具有易成型、易切削加工，比重轻、易于制造等优点，但使用这种材料作隔爆外壳时必须注意到塑料在高温下易发生分解和变形的性质。
隔爆外壳的设计
防爆电器丛书隔爆外壳的设计刘让编著二零零七年八月浙江乐清隔爆外壳的设计刘让编著一概述防爆产品的外壳设计，特别是隔爆型外壳的设计已有许多方法，本文想从理论基础说起，尽量避免繁琐的高等数学的计算，并简化计算以达到实用性强、易掌握的目的。
使防爆产品的质量有更大的提高。
本文主要针对从事防爆产品设计和防爆外壳工艺的技术人员，并具有中专学历以上的人员学习，隔爆外壳的设计包括两个方面的内容：1.隔爆参数的设计；2.外壳强度的设计。
外壳的隔爆参数主要是指隔爆结合面的形式、隔爆面间隙和结合面的宽度以及结合面的粗糙度等，这些参照G B3836 的有关内容正确选择就可以。
近年来，随着技术的发展，方壳和快开门结构使用越来越多，外壳主腔使用螺钉紧固逐渐减少(但在厂用防爆产品中仍用的较多)，矿用产品螺钉紧固方式大多用于接线箱和一些小产品中，因此新的结合面紧固方式也是外壳设计的主要部分。
外壳的强度设计，是如何用最少的材料设计出强度足够的隔爆外壳，这也是许多专家研究的课题，至今尚未见到一种成熟而又精确的计算方法，设计中采用经验数据较多，有的通过试验来验证，浪费材料和裕度过大是常见的。
二外壳设计的理论基础1 虎克定律公式△L PL EA杆受拉力纵向伸长△L=L1－L (图1)单位长度杆的纵向伸长(线应变)：ε=⊗LLP 轴向力A 杆的横截面E 弹性模量 MPaEA 杆的抗拉(压)刚度这样虎克定律的另一表达式 ε=σσ= P杆中的正应力(拉为正，压为负)E A2 低碳钢试件的拉伸图 （1）标准试样(图 2) L 工作段在这一长度内任何横截面上的应力均相同L=10d 或 L=5dL=11.3.或 L =5.65（2）低碳钢试样的拉伸图 (图 3)Ⅰ弹性阶段△L PL。
EAⅡ屈服阶段试件长度急剧变化，但负载变动小。
Ⅲ强化阶段要继续伸长，所需要克服试件中不断增长的抗力，材料在塑性变形中不断发生强化所致，这阶段塑性变形。
Ⅳ局部变形阶段试件伸长到一定程度后，负载读数反而逐渐降低，出现”颈缩”现象，横截面急剧减小，负载读数降低，一直到试件拉断。
矿用防爆开关壳体设计探讨
矿用防爆开关壳体设计探讨作者：李春雨来源：《现代商贸工业》2013年第21期摘要：分析了矿用防爆开关壳体种类及发展方向。
关键词：矿用防爆开关；壳体结构；机械联锁；发展方向中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2013）210193011概述目前，我国矿用电器的防爆机壳种类较多，但结构大体各有差异。
壳身有圆筒式和方箱式，转盖多为止口式或螺栓紧固联接。
这种结构虽然能保证隔暴间隙达到“规程要求”，但距国际先进水平存在着很大差距，而国际上箱门的打开与关闭有的已采用铰链平移转动机构；机壳与箱门的隔爆面采用卡爪连接；机械联锁设计为四连杆联动式，从机构上作了保证，在任保情况下均可避免误操作。
现举例在下面进行说明。
2QBC-80N开关、QBE-120开关、QBZ-200开关壳体结构与机械联锁2.1QBC-80N开关壳体结构及机械联锁该起动器的外壳具有可拆卸的止口式转盖，筒身为园筒式，其内部安装两块铁板，在每块板上装有接触器和熔断器，板的中间则安装变压器及隔离开关和停止按钮。
接触器具有机械联锁和电气联锁，此联锁使得两个接触器不能同时关合。
起动器的转盖与隔离开关的手柄是联锁着的，在未装隔离开关置于中点打开位置时就不能打开转盖，而隔离开关仅在接住停止按钮时才能打开。
因此在打开隔离开关时，必须先使起动器切断，在打开转盖时，隔离开关的手柄被闭锁，所以在转盖打开时，面板上已经完全没有电压，达到了安全使用，该开关转盖为双转盖。
该开关底座采用撬底座并在此上安装接地螺栓。
该开关接线箱为方箱结构，盖板与箱体的间隙应不大于0.4毫米，转盖与外壳结合面之间的间隙不大于0.4毫米。
2.2QBZ-120开，QBZ-200开关壳体结构与机械联锁该两种开关壳体结构与机械联锁结构大体相似，不同之处为该两种开关只有一侧转盖。
3KZDF-400/1140（660）矿用隔爆型真空馈电开关快开门式防爆机壳与机械联锁3.1机壳结构防爆机壳设计为矩形结构，箱门的打开与关闭采用绞链平移转动机构。
隔爆外壳的设计(供参考)
防爆电器丛书隔爆外壳的设计刘让编著二零零七年八月浙江乐清隔爆外壳的设计刘让编著一概述防爆产品的外壳设计，特别是隔爆型外壳的设计已有许多方法，本文想从理论基础说起，尽量避免繁琐的高等数学的计算，并简化计算以达到实用性强、易掌握的目的。
使防爆产品的质量有更大的提高。
本文主要针对从事防爆产品设计和防爆外壳工艺的技术人员，并具有中专学历以上的人员学习，隔爆外壳的设计包括两个方面的内容：1.隔爆参数的设计；2.外壳强度的设计。
外壳的隔爆参数主要是指隔爆结合面的形式、隔爆面间隙和结合面的宽度以及结合面的粗糙度等，这些参照GB3836的有关内容正确选择就可以。
近年来，随着技术的发展，方壳和快开门结构使用越来越多，外壳主腔使用螺钉紧固逐渐减少(但在厂用防爆产品中仍用的较多)，矿用产品螺钉紧固方式大多用于接线箱和一些小产品中，因此新的结合面紧固方式也是外壳设计的主要部分。
外壳的强度设计，是如何用最少的材料设计出强度足够的隔爆外壳，这也是许多专家研究的课题，至今尚未见到一种成熟而又精确的计算方法，设计中采用经验数据较多，有的通过试验来验证，浪费材料和裕度过大是常见的。
二外壳设计的理论基础1 虎克定律公式△PL LEA杆受拉力纵向伸长△L=L1－L (图1)单位长度杆的纵向伸长(线应变)： ε=L L∆ P 轴向力 A 杆的横截面 E 弹性模量 MPa EA 杆的抗拉(压)刚度这样虎克定律的另一表达式 ε=E σ σ=PA杆中的正应力(拉为正，压为负) 2 低碳钢试件的拉伸图 （1）标准试样(图2) L 工作段在这一长度内任何横截面上的应力均相同 L=10d 或 L=5d L=11.3.或L=5.65（2）低碳钢试样的拉伸图 (图3)Ⅰ弹性阶段△PLLEA 。
Ⅱ屈服阶段试件长度急剧变化，但负载变动小。
Ⅲ强化阶段要继续伸长，所需要克服试件中不断增长的抗力，材料在塑性变形中不断发生强化所致，这阶段塑性变形。
Ⅳ局部变形阶段试件伸长到一定程度后，负载读数反而逐渐降低，出现”颈缩”现象，横截面急剧减小，负载读数降低，一直到试件拉断。
毕业设计--一种矿用隔爆滤波型变频器隔爆柜子的结构分析
一种矿用隔爆滤波型变频器隔爆柜子的结构分析摘要随着计算机技术的高速发展，有限元技术在现代设计中应用越来越广泛。
有限元技术具有计算速度快，精度高的特点。
通过有限元分析计算，设计人员在设计阶段就能了解到构件的应力、应变及位移，同时可以方便的对构件反复修改，达到优化结构的目的。
矿用隔爆滤波型变频器隔爆柜子是放在煤矿井下的电机控制柜。
箱体必须有足够的强度和刚度，以防止变频器发生爆炸时，能承受其瞬间产生的强大爆炸力。
箱体在传统设计中，多采用类比法或凭经验设计，这样设计出来的产品，其受力情况设计者心中无数，往往造成产品不合格或材料浪费现象。
增加了制造成本，延长了制造周期。
因此，在某种有限元的支持下，对变频器箱体进行受力分析，检验其强度和刚度是否满足要求，对提高变频器箱体的技术水平，快速响应市场，降低成本具有十分重要的意义。
在此背景下，本文以山西防爆电机有限公司电设计的矿用隔爆滤波型变频器防爆柜作为研究对象，对其柜体进行有限元分析。
完成的主要工作包括：（1）认真学习研究煤炭安全标准；（2）利用三维建模软件Solidworks对箱体进行实体建模；（3）利用有限元分析软件Simulation对箱体进行静态分析，通过分析计算，显示出箱体的变形情况，同时可以得出箱体任意位置的应力值和位移值。
并针对每次计算结果，对箱体进行适时改进。
关键词：防爆柜；有限元；应力；应变；优化；AbstractWith the rapid development of computer technology, the Finite Element Method(FEM) is widely used in modern design. FEM is a method of high speed and high precision. The stress, strain and displacement can be obtained with the Finite Element Analysis (FEA) in the design stage. And it is convenient to modify and optimize the structure.Mining flame-proof filtering type transducer explosion-proof cabinet is used in coal mine. The explosion-proof cabinet should have enough strength and stiffness, and should be able to endure the tremendous blast-force during the moment gas blasts. Traditionally, the explosion-proof cabinet design always relies on analogy and experience. The designer can’t know the deformation of the the explosion-proof cabinet, and which may make the product disqualification, or wasting material or high developing cost, and longer designing and manufacturing cycle. Therefore, it has great significance to find a new approach to analyze and calculate the mechanical model of cabinet, check its strength and stiffness based on a certain FEM software. Thus it can improve the technique of cabinet design, speed up the response to the market requirement and reduce the cost.This paper investigated the explosion-proof cabinet designed by Shan Xi Explosion proof motor company. The cabinet was analyzed by FEM. The major works completed mainly included: (1) The fundamentals on FEM were discussed; (2) The solid model of the cabinet was created by 3D design software SolidWorks. (3) The Nonlinear Finite Element model was built and calculated by FEM software Simulation. Through calculation and analysis, the deformation of the transformer cabinet was obtained. Meanwhile, the stress and displacement of every element were also obtained. Based on the results of each analysis the realtime modification of the cabinet structure was achieved.Key Words: Explosion-proof cabinet; the Finite Element Method; Stress; Strain ；Optimization ；目录引言 (1)第1章有限元简介 (2)1.1 有限元的发展历程 (2)1.2 有限元法的基本思路 (2)1.3 有限元法的理论基础 (3)1.4 有限元的解题步骤： (5)1.5 有限元的发展趋势 (7)第2章防爆技术的应用与意义 (9)第3章变频器的工作原理 (9)3.1 变频器简介 (9)3.2 谐波对供电线路的影响 (10)第4章变频柜设计时应注意的问题 (11)4.1 机械负载与电机转矩特性种类 (11)4.2 电气设计工程师的设计 (12)4.3 电气工艺设计 (13)4.4 柜体钣金工艺设计 (13)第5章防爆柜设计的技术要求 (14)第6章变频调速系统结构设计 (15)6.1 柜体的布局和器件配置 (15)6.2 变频调速系统变频柜设计 (15)6.3 变频控制柜内部基本布局 (16)6.4 变频器散热及制作 (17)第7章防爆柜的三维实体模型 (18)7.1 Solidworks软件介绍 (18)7.2 三维建模步骤 (19)第8章焊接技术 (19)第9章有限元分析与Simulation在隔爆柜结构分析中的应用 (21)9.1 Simulation简介 (21)9.2 Simulation对防爆柜的结构分析步骤 (21)总结 (31)参考文献 (32)附录A 山西防爆电机公司防爆柜参考图 (34)致谢 (35)引言随着煤矿供电系统不断完善升级, 隔爆型干式变压器作为井下的重要供电设备已得到广泛应用。
隔爆型电气设备结构与原理
隔爆型电气设备结构与原理（一）防爆原理隔爆型电气设备的防爆原理是：将电气设备的带电部件放在特制的外壳内，该外壳具有将壳内电气部件产生的火花和电弧与壳外爆炸性混合物隔离开的作用，并能承受进入壳内的爆炸性混合物被壳内电气设备的火花、电弧引爆时所产生的爆炸压力，而外壳不被破坏；同时能防止壳内爆炸生成物向壳外爆炸性混合物传爆，不会引起壳外爆炸性混合物燃烧和爆炸。
这种特殊的外壳叫“隔爆外壳”。
具有隔爆外壳的电气设备称为“隔爆型电气设备”。
隔爆型电气设备具有良好的隔爆和耐爆性能，被广泛用于煤矿井下等爆炸性环境工作场所。
隔爆性电气设备的标志为“d”。
隔爆型电气设备除电气部分外，主要结构包括隔爆外壳及一些附在壳上的零部件，如衬垫、透明件、电缆（电线）引入装置及接线盒等。
根据隔爆型电气设备的防爆原理，我们知道隔爆外壳应具有耐爆和隔爆性能。
所谓耐爆就是外壳能承受壳内爆炸性混合物爆炸时所产生的爆炸压力，而本身不产生破坏和危险变形的能力。
所谓隔爆性能就是外壳内爆炸性混合物爆炸时喷出的火焰，不引起壳外可燃性混合物爆炸的性能。
为了实现隔爆外壳耐爆和隔爆性能，对隔爆外壳的形状、材质、容积、结构等均有特殊的要求。
（二）防爆措施隔爆型电气设备主要在煤矿井下爆炸危险工作场所使用，其使用环境场地狭窄，搬运困难，并有岩石、煤块冒落、撞击的危险，其外壳不仅要具有耐爆性，还应具有足够机械强度，才能保证设备外壳在发生内部爆炸或受到外物撞击时，外壳不发生严重变形或损坏。
为此，常在煤矿井下采掘工作面工作的隔爆型电气设备的隔爆外壳必须采用钢板或铸铁构成，但其他零部件或装配后冲击不到的或容积不超过2l的电气设备，可用ht25-47灰铸铁制成。
对于i 类非采掘工作面用隔爆外壳也可以用ht25-47灰铸铁制成。
对于容积不大于2l的外壳，也可以采用工程塑料制成，这种材料具有易成型、易切削加工，比重轻、易于制造等优点，但使用这种材料作隔爆外壳时必须注意到塑料在高温下易发生分解和变形的性质。
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【 摘
要】 满足一定的强度要求是矿用隔爆型计算机机壳的结构设计关键 ， 基于薄板应力理论 ， 建
立了隔爆机 壳强度设计的力学模型 ， 初步计算 出了 壳、 机 法兰板厚尺寸； 建立起机 壳三维模型 ， 利用有 限元分析方法对其进行数值仿真分析 ， 出了机壳应力分布状 态， 找 利用尺寸优化设计方法对其进行结 构优化 ， 分析 了两种优化结构的应力分布情况。对比得 出了满足强度要求且重量轻的隔爆机 壳， 充分发
挥 了材料 的力学性 能 ， 高 了企业 经济效益 。 提 关键 词 ： 隔爆 机壳 ； 度 ； 强 等效应 力 ； 优化设计 【 ｂｔａｔ Ｓｔｆｉ ｒ ｉ ｔ ｎｔ ｅｕｒｍ ｎｓ ｒ ｅ ｔ ｃｕａ ｄｓ ｎｏ ｎｎ ｆａ ｅ ｒｏ Ａ ｓｒｃ】 ａｉｙ ｇｃ ｔｎｓｅｇｈｒｑ ｉ ｅｔＷｔｋｙｉ ｓｒ ｔｒｌ ｉ ｓ ｎ ｅａ ｒ ｅ ｉ ｓ ｎ ｕ ｇ ｆｍｉｉ ｌ ｍ ｐｏ ｅ ｇ ｆ
机 械 设 计 与 制 造
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文童 编 号 ：０ １３ ９ （０ ２ ０ — ０ ４ ０ １０ — ９ ７ ２ １ ）８ ０ ３ — ３
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第 ８期 ２１ ０ ２年 ８月
矿 用隔爆型计 算机机 壳结构设计 ： Ｉ ：
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王 侃 。 康厚 清 ・ ２ 王 晓宇
（ 中煤科 工集团 重庆 研究 院 ， ， 重庆 ４ ０ ３ ）（ 瓦斯灾 害监控与应 急技术 国家重点 实验室 ， ００ ９ 重庆 ４ ０ ３ ） ０ ０ ７ （ 聚光 科技 （ 州 ） ｓ 杭 股份有 限公 司 ， 杭州 ３ ０ ５ ） ｌｏ ２
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