防爆電器殼體的特殊設(shè)計(jì)要求

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(duì)防爆電器殼體設(shè)計(jì)理論的研究，對(duì)防爆電器的發(fā)展十分必要，本文對(duì)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(huì)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(duì)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(jiǎn)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