（全套CAD）软起动隔爆箱体结构设计与计算（终稿）

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《（全套CAD）软起动隔爆箱体结构设计与计算（终稿）》修改意见稿

1、“.....对防爆电气设备的技术要求都要符合相应的国家标准.。.爆炸性电气设备的分类在爆炸危险场所使用的防爆设备也根据需求划分成类级或组别，以便与使用的场所相对应，有利于对号选用。划分的方法和场所是相同的，煤矿用设备表示为Ⅰ类工厂用设备表示为Ⅱ类，Ⅱ类设备中还划分为ⅡⅡⅡ三级与六个组别。防爆电气设备在粉尘场所使用时，依据电气设备的外壳的防护能力可以分为两个等级如表所示表电器设备防护能力等级结构防护能力使用区域级尘密结构型，区级防尘结构型，区存在有非导电粉尘的地方。.隔爆型电气设备的主要功能防止故障状态下或正常工作时的设备可能出现电火花，需将它们放入个或分放在几个隔爆箱体中。有隔爆性能是隔爆型电气设备的基础功能，并且它还要有定的结构强度，在各个零部件之间的连接中也需要有定的结构尺寸。当壳内部的电火花电弧引爆了从外部环境中进入壳内的爆炸性甲烷等空气的混合物时，应该使外壳不会被爆炸，防止破坏壳体破坏和不会引爆壳外的甲烷等混合物气体。.对隔爆型电气设备的外壳间隙接合面和压力重叠等多个技术参数都做了详细的规定。经过实践论证......”。

2、“.....完全满足生产实际的要求，并能防止电火花引起爆炸事故。.隔爆箱的隔爆原理把矿用电气设备的带电部件放入特制的隔爆箱的箱体内，该箱体拥有将箱体内部由于少许电气部件发出的火花或电弧并与箱体外部四周的爆炸性气体粉尘等阻隔开来或不足以引燃和引爆的功用，并且能经受起经受箱体的各个接触面或间隙进入壳体内部的爆炸性介质被壳体内部电气设备引起的火花电弧引起爆时所产生的爆炸压力，以便不使箱体被损坏并且能同时能阻止箱体内部气体爆炸的生成物向箱体外的爆炸性介质传播。就可以根据上述的原理来设计隔爆型电气设备。大部分都釆用钢板焊接式结构或铸铁来构成隔爆型电气设备的外壳。般在隔爆型箱体的设计过程中，主要考虑的因素包括强度和刚度。过去，隔爆箱的箱体进行初步的设计时，般釆用的是经验法和类比法，即依据已经通过的水压试验并获得经过认证的定型产品，在了解已有定型产品所釆用的材料板厚法兰形式外形形式等已知条件下进行比对依据经验来设计，但设计中的依据并不够充分。.外壳的变形允许值静压试验时外壳产生塑性和弹性变形......”。

3、“.....如果在出厂试验时进行静压试验，隔爆接合面的变形将造成隔爆接合面间隙超过允许值，造成外壳不合格。国内起动,箱体,结构设计,计算,毕业设计,全套,图纸本课题研究的主要内容及意义矿用隔爆电器设备壳体隔爆要求.爆炸性电气设备的分类.隔爆型电气设备的主要功能.隔爆箱的隔爆原理.外壳的变形允许值.本章小结壳体强度刚度的理论计算.隔爆外壳设计概述.箱体结构的设计计算弹塑性力学的理论公式壳体壁厚的设计各面板的最大扰度和应力结果门法兰和盖板法兰变形设计计算结果讨论.连接螺钉的强度及数量.优化方案设计.本章小结基于的隔爆箱体外壳的三维建模.软件.隔爆软起动器各箱体及组件.三维建模.本章小结隔爆软起动器的有限元分析.有限元简介.简介技术特点平台.隔爆软起动器的有限元建模几何建模材料的设置网格划分静力分析.分析结果隔爆箱体的静力分析门扣的静力分析门面板的静力分析法兰的静力分析.结果分析与优化.本章小结结论谢辞参考文献绪论目前，用于煤矿井下爆炸性气体环境中的控制箱类型主要有本安型隔爆型和增安型等......”。

4、“.....本论文涉及的隔爆起动器箱体主要由隔爆壳体接线腔内部连接件引入装置箱门腔盖和螺钉等组成，还要有专门的箱门和透明件给有观察器件或者频繁开箱检测的箱体做准备。矿用隔爆型控制箱主要根据国家标准.爆炸性环境用电气设备第部分，隔爆型和.爆炸性环境用电气设备第部分，通用要求设计与制造的。本论文对隔爆原理防爆起动器的壳体进行设计和优化作了介绍。.课题的提出石化工业及煤炭工业的迅速发展，提高了人类的工业水平及生活水平的，不过也会带来悲惨的爆炸灾害，在这些工业发展的初期，超过半的爆炸事故是由电气设备的电火花，电弧产生的高温引起的。矿用隔爆型起动器设备主要用于有煤尘和甲烷混合气体等有爆炸可能的矿井下。箱体要求可以承受住通过结构间隙或外壳任何接合面渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部发生的爆炸，而不会点燃外部的爆炸性气体。在有瓦斯环境中的煤矿井下的动力设备，如电动机开关和控制设备等，因为火花或其他事故会引起瓦斯爆炸，为了避免这种危险，需要把设备设计成有防爆结构的特殊外壳，使其具有耐爆性和不传爆性......”。

5、“.....设计要满足产品外壳定的强度和刚度。以前国内设计隔爆电箱体时，大多采用类比法或经验设计计算，在试制样机时如果隔爆外壳通过水压试验则合格，否则需增加外壳上强度或刚度薄弱的部分，然后再通过样机试验来验证设计是否达到要求。随着工业科技的迅速发展，矿用电器设备技术也不断获得进展，在煤矿得到广泛应用的壳类电器开关出现了从低压向高压大容量，升级的发展趋势。根据这种需要，在设计生产过程中虽有些理论分析，但并未对其进行理论研究，诸如根据隔爆电气设备箱体壁厚的理论计算，有限元分析验算等。并且在设计中，随着壳体的大小不同，多次重复的进行相同或相似的绘图，增加了设计时间影响了出图效率。为了确保隔爆设备的设计科学可靠经济及合理，这里选用螺钉，取个数为。.优化方案设计通过上面的理论分析，可以发现，板的厚度与实物的厚度有定的差距。在理论设计过程中，没有考虑加强筋对板的加固作用。因此，在优化设计中，可增加加强筋，并减小板的厚度。根据实物考察，可作出以下设计在侧面板后面板箱门及盖板增加加强筋......”。

6、“.....分析并比较不同厚度下的临界值，从中选取最优值。对于该设计可通过有限元分析来验证其可行性。由于各面板的形状趋于矩形，因此加强筋的布局以侧面板为例，采用如图.所示来布局。各面板采用相同的布局。图.侧面板加强筋的分布图.本章小结本章简单介绍了本论文研究的隔爆起动器外壳根据小扰度理论，推算出了各个主要受力面板的理论尺寸根据计算公式，对重要的零部件进行了扰度和应力的理论分析和设计总结计算数值，对箱体进行了理论的优化设计。基于的隔爆箱体外壳的三维建模.软件本课题采用对矿用隔爆兼本质安全型交流软起动器进行三维建模。是的缩写，这是个交互式计算机辅助设计与计算机辅助制造系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着硬件的发展和个人用户的迅速增长，在上的应用取得了迅猛的增长，已经成为模具行业三维设计的个主流应用。的开发始于年，它是基于语言开发实现的。是个在二和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具......”。

7、“.....因此软件可对许多不同的应用再利用。个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域自然科学或工程数学分析和数值数学及计算机科学的知识。然而，所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。最终软件的实现变得越来越复杂，以致于超出了个人能够管理的范围。些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网格加密和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究，同时随着计算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供个灵活的可再使用的软件基础。来自的使企业能够通过新代数字化产品开发系统弯矩的关系.是绕轴的弯矩。应用上述公式，通过计算可以得到四边固定支撑的矩形板的最大挠度出现在板的中心位置，大小为是短边长度，结果与长边长度无关。最大应力数值发生在板的上下表面上的固支边长边的中点。当泊松比取.时，中心弯矩和边界中点的最大弯矩分别为负号指以上两者是反向的......”。

8、“.....其值为.通过上面应力与弯矩的关系式，可以解得最大应力。壳体壁厚的设计外壳壳壁分别焊接在由主向梁和交叉梁组成的网格上，且设定两方向梁有足够的强度。因此，可将壳体壁板每面的平板化小，即由两向梁组成的长方格作为支撑，来校核网格内平板的强度。此长方格内平板受力模型可简化为四边简支，受均布载荷设计压力作用，如图.所示根据弹性小扰度理论，四边简支板的最大应力在板中央，即.式中应力系数见表设计压力，矩形板短边长度，矩形板厚度，。图.壳壁受力图表应力系数当满足.时可达到设计要求。式中板材的许用应力，板材的屈服极限，安全系数，对于塑性材料为。将式.代入式.求得壳壁的厚度或者.对于隔爆箱体，组成的四边简支板有三种尺寸.，，，.单位。材料选用，。.查表.，利用插值法，取.。则壳壁厚度.查表.，利用插值法，取.。则壳壁厚度.查表.，利用插值法，取.。则壳壁厚度综合上诉三种简支板，取三种板厚的最大值，实际取板厚.，即可满足上述要求......”。

9、“.....把式.板最大弯矩带入式.得到板固支边中点的最大应力由弯矩公式，得到板中心点的最大应力设定为简支边界条件由式.得到板中心点最大扰度.由式得到板中心点最大应力两个侧面板的尺寸为。由于基于简支的计算结果偏于保守，有利于结构安全，以下仅企业般是在半精加工后进行水压试验，然后进行精加工，消除压力试验产生的永久塑性变形。因此隔爆接合面只允许弹性变形，不允许有永久塑性变形，保证精加工后次切削达到粗糙度和平面度要求为准。.第.条规定压力试验后，如果外壳无结构损坏或可能影响隔爆性能的永久变形，则认为试验合格。试验后，隔爆接合面如果产生永久性塑性变形或弹性变形超过规定值，将影响隔爆性能如果其它侧面产生弹性变形或塑性变形，不会影响隔爆性能。因此隔爆接合面盖板和法兰是隔爆外壳强度计算的关键。对其它侧面的变形只要不影响外观，允许有定的塑性变形，否则需要增加壁厚或加强筋，这样充分利用材料的强度，减轻产品的重量，降低成本。在强度计算时按以下要求作为依据。除隔爆接合面外，隔爆外壳侧面的永久塑性变形允许值......”。