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    防爆電器殼體的特殊設計要求

    更新時間:2014-07-25      點擊次數:1377

    防爆電器的防爆特性,主要是由殼體的特殊設計來實現的,開展對防爆電器殼體設計理論的研究,對防爆電器的發展十分必要,本文對防爆電器殼體的強度設計作一探討。

    1 引言

    防爆電器的工作環境,例如用于煤礦的防爆電器是工作在含有大量甲烷的空氣混合氣體中,當甲烷含量達到5%-16%時遇700℃的火源將發生爆炸,當甲烷含量在9.5%時爆炸力zui大達7.4大氣壓,因此殼體設計就以技術條件所要求的8kg/cm3內壓為依據,分析殼體受力情況和強度。

    2 殼體設計理論依據

    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、穩定性能的三種形式中,zui重要的是強度問題,即在一定的壓力下容器不會發生破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分析

    如圖1中所示:σm—軸向應力;σQ—切向應力;σr—徑向應力。

    因為在防爆電器薄壁容器中σr相對于σm、σQ較小,故可忽略。

    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—容器所承受的內壓力;t—容器壁厚。因為薄壁容器中Dn、Dw相差不大,可用平均值D代替,所以上式簡化為

    πDtσm=(πD2)/4×P得σm=PD/4t          

    切向應力(σQ)計算:

    如圖1中所示:PsinQdQ·D/2·L=σQ2Lt

    σQ=(PDL·4σQL)∫π0sinQdQ

    得:σQ=PD/2t               

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