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防爆電器殼體的特殊設(shè)計(jì)要求

更新時(shí)間:2014-07-25      點(diǎn)擊次數(shù):1055

防爆電器的防爆特性,主要是由殼體的特殊設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的,開展對防爆電器殼體設(shè)計(jì)理論的研究,對防爆電器的發(fā)展十分必要,本文對防爆電器殼體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)作一探討。

1 引言

防爆電器的工作環(huán)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(dāng)甲烷含量達(dá)到5%-16%時(shí)遇700℃的火源將發(fā)生爆炸,當(dāng)甲烷含量在9.5%時(shí)爆炸力zui大達(dá)7.4大氣壓,因此殼體設(shè)計(jì)就以技術(shù)條件所要求的8kg/cm3內(nèi)壓為依據(jù),分析殼體受力情況和強(qiáng)度。

2 殼體設(shè)計(jì)理論依據(jù)

在壓力容器設(shè)計(jì)中,容器在工作失效時(shí)所表現(xiàn)的強(qiáng)度性能、剛度性能、穩(wěn)定性能的三種形式中,zui重要的是強(qiáng)度問題,即在一定的壓力下容器不會發(fā)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(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算壓力容器中屬于薄壁容器。

2.1 容器在內(nèi)壓下的受力分析

如圖1中所示:σm—軸向應(yīng)力;σQ—切向應(yīng)力;σr—徑向應(yīng)力。

因?yàn)樵?/span>防爆電器薄壁容器中σr相對于σm、σQ較小,故可忽略。

軸向應(yīng)力(σm)計(jì)算:π(Dn+Dw)/2×tσrm=(πD2m)/4×P

式中Dn—容器內(nèi)徑;Dw—容器外徑;P—容器所承受的內(nèi)壓力;t—容器壁厚。因?yàn)楸”谌萜髦蠨n、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(yīng)力(σQ)計(jì)算:

如圖1中所示:PsinQdQ·D/2·L=σQ2Lt

σQ=(PDL·4σQL)∫π0sinQdQ

得:σQ=PD/2t               

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