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    防爆箱防爆特性介紹

    時間:2021-01-28 瀏覽次數:424

    防爆箱的防爆特性,主要是由殼體的特殊設計來完成的,展開對防爆開關殼體設計理論的研討,對防爆開關的開展非常必要,本文對防爆開關殼體的強度設計作一討論。 1 引言防爆配電箱的工作環境,例如用于煤礦的防爆開關是工作在含有大量甲烷的空氣混合氣體中,當甲烷含量到達5%-16%時遇700℃的火源將發作爆炸,當甲烷含量在9.5%時爆炸力zui大達7.4大氣壓,因而殼體設計就以技術條件所請求的8kg/cm3內壓為根據,剖析殼體受力狀況和強度。 2 殼體設計理論根據防爆配電箱在壓力容器設計中,容器在工作失效時所表現的強度性能、剛度性能、穩定性能的三種方式中,zui重要的是強度問題,即在一定的壓力下容器不會發作決裂或過量的塑性變形。常用防爆殼體外徑為600mm左右,壁厚為36mm,在工業設計計算壓力容器中屬于薄壁容器。 2.1 容器在內壓下的受力剖析如圖1中所示:σm—軸向應力;σQ—切向應力;σr—徑向應力。由于在薄壁容器中σr相關于σm、σQ較小,故可疏忽。軸向應力(σm)計算:π(Dn+Dw)/2×tσrm=(πD2m)/4×P式中Dn—容器內徑;Dw—容器外徑;P—容器所接受的內壓力;t—容器壁厚。由于薄壁容器中Dn、Dw相差不大,可用均勻值D替代,所以上式簡化為πDtσm=(πD2)/4×P得σm=PD/4t (1)切向應力(σQ)計算:如圖1中所示:PsinQdQ·D/2·L=σQ2LtσQ=(PDL·4σQL)∫π0sinQdQ得:σQ=PD/2t (2)1 圓筒形容器受力剖析2.2 防爆配電箱強度計算強度理論又稱為“失效原則"或“失效判據"。由式 ( 2) 再思索焊縫削弱及附加量等要素,可得:圓柱殼體 t≥(PDm/2[σ]φ-p)+C (3)橢球封頭 t≥(PDm/2[σ]φ-p)·K+C (4)式中:P—設計壓力,kg/cm2;[σ]—資料在設計溫度下的許用應力;φ—焊縫系數或應力折減系數(<1);C—壁厚附加量cm;K—橢球封頭外形系數,見圖(2)K=1/6[2+(Dm/2hm)2]2 橢球封頭2.3 平安系數與許用應力確實定2.3.1 平安系數關于炭鋼:資料斷裂平安系數nb=3.0 ;資料屈從極限的平安系數nb=1. 652.3.2 許用應力確實定:根本許用應力: [σ]g=σb/nb、或[σ]g=σb/nb設計許用應力: [σ]=Y[σ]g,其中y為毛坯質量系數,鋼板的毛坯質量系數為1。 2.4 強度設計中的相關問題2.4. 1 zui高工作壓力與設計壓力。設計壓力應為zui高工作壓力的1.1-1.25倍。作為防爆開關外殼,防爆規程規則設計壓力為1.5倍工作壓力。2.4.2 焊縫系數。焊縫系數φ是思索焊接對容器強度的削弱,用以降低設計許用應力的一個系數,φ的大小取決于焊縫坡口方式,焊接辦法,焊接工藝及焊接檢驗探傷嚴厲性,關于雙面焊的對接焊縫,又經水壓實驗φ=O.8。2.4.3 壁厚附加量。壁厚附加量C=C1+C2+C3C1為鋼板的負公差,根據板厚、取值在0.2-0.5mm;C2為加工中的工藝減薄量,由于防焊殼體為冷卷,冷校,故Cl=O;C3為腐蝕裕量,由于殼體不裝腐蝕物體,故C3=0。 3 防爆箱殼體設計歸結如前所述,薄壁容器的壁厚可由(3).(4)式得出:由于普通殼體封頭中Dn/2hn接近于2,K 接近1,所以(3),(4)式可歸結為一式t≥[PDn/(2[σ]φ-P)]+C防爆配電箱依據防爆殼體的根本特性(φ=0.8—0.9,C可取0.2—0.5mm,這樣得:t≥[PDn/(1.6[σ]-P)]+0.4又對A3鋼板[σ]可取1450kg/cm2;對礦用防爆開關P=1.5×爆炸力,即P=12kg/cm2.則t≥(12Dn/2308)+0.4=(Dn/192)+0. 4 (5)因而可將(5)式做為設計防爆殼體壁厚的參考公式,該式已在多項設計中得到了考證

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