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防爆箱防爆特性介绍

时间:2021-01-28 浏览次数:590

防爆箱的防爆特性,主要是由壳体的特殊设计来完成的,展开对防爆开关壳体设计理论的研讨,对防爆开关的开展非常必要,本文对防爆开关壳体的强度设计作一讨论。 1 引言防爆配电箱的工作环境,例如用于煤矿的防爆开关是工作在含有大量甲烷的空气混合气体中,当甲烷含量到达5%-16%时遇700℃的火源将发作爆炸,当甲烷含量在9.5%时爆炸力zui大达7.4大气压,因而壳体设计就以技术条件所请求的8kg/cm3内压为根据,剖析壳体受力状况和强度。 2 壳体设计理论根据防爆配电箱在压力容器设计中,容器在工作失效时所表现的强度性能、刚度性能、稳定性能的三种方式中,zui重要的是强度问题,即在一定的压力下容器不会发作决裂或过量的塑性变形。常用防爆壳体外径为600mm左右,壁厚为36mm,在工业设计计算压力容器中属于薄壁容器。 2.1 容器在内压下的受力剖析如图1中所示:σm—轴向应力;σQ—切向应力;σr—径向应力。由于在薄壁容器中σr相关于σm、σQ较小,故可疏忽。轴向应力(σm)计算:π(Dn+Dw)/2×tσrm=(πD2m)/4×P式中Dn—容器内径;Dw—容器外径;P—容器所接受的内压力;t—容器壁厚。由于薄壁容器中Dn、Dw相差不大,可用均匀值D替代,所以上式简化为πDtσm=(πD2)/4×P得σm=PD/4t (1)切向应力(σQ)计算:如图1中所示:PsinQdQ·D/2·L=σQ2LtσQ=(PDL·4σQL)∫π0sinQdQ得:σQ=PD/2t (2)1 圆筒形容器受力剖析2.2 防爆配电箱强度计算强度理论又称为“失效原则"或“失效判据"。由式 ( 2) 再思索焊缝削弱及附加量等要素,可得:圆柱壳体 t≥(PDm/2[σ]φ-p)+C (3)椭球封头 t≥(PDm/2[σ]φ-p)·K+C (4)式中:P—设计压力,kg/cm2;[σ]—资料在设计温度下的许用应力;φ—焊缝系数或应力折减系数(<1);C—壁厚附加量cm;K—椭球封头外形系数,见图(2)K=1/6[2+(Dm/2hm)2]2 椭球封头2.3 平安系数与许用应力确实定2.3.1 平安系数关于炭钢:资料断裂平安系数nb=3.0 ;资料屈从极限的平安系数nb=1. 652.3.2 许用应力确实定:根本许用应力: [σ]g=σb/nb、或[σ]g=σb/nb设计许用应力: [σ]=Y[σ]g,其中y为毛坯质量系数,钢板的毛坯质量系数为1。 2.4 强度设计中的相关问题2.4. 1 zui高工作压力与设计压力。设计压力应为zui高工作压力的1.1-1.25倍。作为防爆开关外壳,防爆规程规则设计压力为1.5倍工作压力。2.4.2 焊缝系数。焊缝系数φ是思索焊接对容器强度的削弱,用以降低设计许用应力的一个系数,φ的大小取决于焊缝坡口方式,焊接办法,焊接工艺及焊接检验探伤严厉性,关于双面焊的对接焊缝,又经水压实验φ=O.8。2.4.3 壁厚附加量。壁厚附加量C=C1+C2+C3C1为钢板的负公差,根据板厚、取值在0.2-0.5mm;C2为加工中的工艺减薄量,由于防焊壳体为冷卷,冷校,故Cl=O;C3为腐蚀裕量,由于壳体不装腐蚀物体,故C3=0。 3 防爆箱壳体设计归结如前所述,薄壁容器的壁厚可由(3).(4)式得出:由于普通壳体封头中Dn/2hn接近于2,K 接近1,所以(3),(4)式可归结为一式t≥[PDn/(2[σ]φ-P)]+C防爆配电箱依据防爆壳体的根本特性(φ=0.8—0.9,C可取0.2—0.5mm,这样得:t≥[PDn/(1.6[σ]-P)]+0.4又对A3钢板[σ]可取1450kg/cm2;对矿用防爆开关P=1.5×爆炸力,即P=12kg/cm2.则t≥(12Dn/2308)+0.4=(Dn/192)+0. 4 (5)因而可将(5)式做为设计防爆壳体壁厚的参考公式,该式已在多项设计中得到了考证

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