防爆電機接線盒電纜引入裝置互換結構的設計

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(撫順煤礦電機制造有限責任公司，遼寧撫順 113122)

0 引言

煤礦井下與防爆電機配套使用的機組，其電纜引入裝置有隔爆插銷式和壓盤式。電機設計時,按一種引入方式設計，只能滿足用戶的一種要求。隨著煤礦井下電動機需求量的提高，電動機的用戶不斷增加。 但由于所用的與電動機配套使用的機組電纜引入方式不同，每臺電動機配套使用的引入方式相對單一，插接式、壓盤式兩種引入裝置無法互換。如果需要另一種引入方式的電機，則得再設計一種同型號的電機，只是將接線盒部分進行改動。這樣，就形成了同一型號電機兩種結構的情況。增加了生產環節，管理上容易造成混亂。本文就這個問題進行深入研究，將闡述如何解決防爆電機接線盒電纜引入裝置互換的問題。

1 電纜引入裝置的兩種結構

1.1 隔爆插銷式電纜引入裝置結構

隔爆插銷是按照國家標準《爆炸性氣體環境用電氣設備》GB 3836的有關要求與進口設備所要求的條件進行設計、制造的。隔爆插銷主要用于煤礦井下，作為電機進線、出線電源連接耦合裝置見圖1。

隔爆插銷(圖1)分別由插頭部份和插座部份兩個主體組成。插座部份安裝于電機接線盒上，即φ79mm徑插入電機接線盒上與之配合的孔內，用M12mm螺釘穿過連接底座上4-φ13.5固定到電機接線盒上，將插座上配備的電纜引入到電機接線盒內作為電機進線，用戶使用的電纜引入到插頭上，通過插座將饋電送入煤礦井下用的與防爆電機配套使用的機組上。

1.2 壓盤式電纜引入裝置結構

按照國家標準《爆炸性氣體環境用電氣設備》GB 3836的規定，引入電氣設備的電纜有幾種引入方式，其中一種是壓盤式電纜引入裝置(見圖2)。

圖2 壓盤式電纜引入裝置結構

將壓盤式電纜引入裝置上的壓盤座固定到電機接線盒上，用戶使用的電纜穿過電纜密封圈內徑D1引入到電機接線盒內，然后用壓盤將電纜密封圈壓緊，防止引入電纜松動，將饋電送入煤礦井下用的與防爆電機配套使用的機組上。

2 電纜引入裝置互換結構的設計

不同用戶使用的電纜密封圈內徑尺寸不一樣，將電纜引入裝置互換結構的設計分成兩種情況。

(1)電機引入電纜密封圈最大內徑D1mm小于φ69mm。

我公司設計的一種防爆電機電纜密封圈最大內徑為φ50mm、外徑為φ82mm、厚度為35mm，方法如下。

由于隔爆插銷的連接尺寸固定，所以與電機接線盒后板對接的零件的尺寸須按隔爆插銷式引入裝置連接底座的安裝尺寸進行設計，即在接線盒后板上設計安裝孔φ79mm,在φ79mm周圍設計4-M12mm螺絲孔,其中心距與隔爆插銷連接底座中心距相同，因為是隔爆電機，φ79mm須設計成隔爆孔，其粗糙度、隔爆間隙及隔爆長度須符合GB 3836隔爆要求，如圖3所示。

圖3 電機接線盒后板尺寸分布圖

為了使壓盤式電纜引入裝置也能安裝到圖3所示的連接孔上，則需設計一個壓盤座(1)進行過渡，其一端外徑設計成隔爆止口，尺寸與隔爆插銷止口φ79mm相同，隔爆長度為18mm，其粗糙度、隔爆間隙及隔爆長度要符合GB 3836隔爆要求。內徑為φ60mm，連接底座與φ79mm相連，連接底座尺寸與隔爆插銷連接底座相同，即連接底座上設計4-φ13.5mm孔，中心距為83X133、厚度為12；為了能安裝上壓盤，則在壓盤座(1)另一端需設計一個孔φ82.5mm，深度53mm，用來安裝電纜密封圈，如圖4所示。

圖4 壓盤座(1)

通過壓盤座(1)的過渡實現了將壓盤引入裝置安裝到電機接線盒后板上。安裝的時候，如果使用隔爆插銷式電纜引入裝置，則在φ79mm孔直接安裝隔爆插銷，用M12mm螺釘緊固到接線盒后板上4-M12mm螺孔上。如果使用壓盤式電纜引入裝置，則在φ79mm孔先裝上壓盤座(1)，用M12mm螺釘緊固到接線盒后板上4-M12mm螺孔上，然后再裝電纜密封圈、壓盤等其它零件，如圖5所示。

圖5 隔爆插銷式、壓盤式電纜引入裝置換互結構(1)

(2)電機引入電纜密封圈最大內徑D1mm大于φ69mm。

我公司設計的另一款防爆電機電纜密封圈最大內徑為φ78mm、外徑為φ125mm、厚度為55mm，設計方法如下。

在電機接線盒后板上設計一個臺階孔，一個尺寸為φ116mm的隔爆孔，深度為42mm，用來安裝過渡套用，其粗糙度、隔爆間隙及隔爆長度要符合GB 3836隔爆要求；另一個孔為φ85mm，在φ116mm沉孔臺上設計2-M8mm螺絲孔作為頂絲孔用，方便拆下過渡套。在φ116mm周圍設計4-M12mm螺絲孔,中心距與隔爆插銷連接底座中心距相同，即中心距為83X133。如圖6所示。

圖6 電機接線盒后板尺寸分布圖

為了使隔爆插銷式電纜引入裝置及壓盤式電纜引入裝置能安裝到圖6所示的連接孔上，需設計一個過渡套，外徑設計為φ116mm隔爆外徑，長度為42mm；內徑一端孔設計為φ79mm隔爆孔，長度為22mm；另一端孔設計成φ97mm隔爆孔，長度為20mm，隔爆孔及隔爆外徑其粗糙度、隔爆間隙及隔爆長度要符合GB 3836隔爆要求，如圖7所示。

圖7 過渡套

再設計一個壓盤座(2)，其一端設計成隔爆止口，尺寸與過渡套外徑φ97mm相同，隔爆長度為18mm，其粗糙度、隔爆間隙及隔爆長度要符合GB 3836隔爆要求，內徑為φ79mm，連接底座與φ97mm相連，連接底座尺寸與隔爆插銷連接底座相同，即連接底座上設計4-φ13.5mm孔，中心距為83X133、厚度為12；為了能安裝上壓盤，則在壓盤座(2)另一端需設計一個孔φ125.5mm，深度為64 mm，用來安裝電纜密封圈，如圖8所示。

圖8 壓盤座(2)

這樣以來，通過過渡套、壓盤座(2)的過渡實現了將隔爆插銷式或壓盤式引入裝置安裝到電機接線盒后板上。

安裝的時候，先在φ116mm孔裝上過渡套，如果使用隔爆插銷式電纜引入裝置，則φ79mm孔朝外，φ97mm孔朝里，然后安裝隔爆插銷，用M12mm螺釘緊固到接線盒后板上4-M12mm螺孔上；如果使用壓盤式電纜引入裝置，則將過渡套調轉180°，將與壓盤座止口相同的孔φ97mm朝外，φ79mm孔朝里，然后裝上壓盤座(2)，用M12mm螺釘緊固到接線盒后板上4-M12mm螺孔上，再安裝電纜密封圈、壓盤及其它零件，如圖9所示。

圖9 隔爆插銷式、壓盤式電纜引入裝置換互結構(2)

3 結語

將電機接線盒設計成隔爆插銷式、壓盤式電纜引入裝置互換結構，使得電機具有了互換性，用戶只需購買一種電機即可根據使用情況自由選擇電纜引入方式，使用起來靈活、方便。滿足了不同用戶的要求，縮短了電機制造周期，大大提高了生產效率。此結構被廣泛地應用于隔爆型三相異步電動機接線盒的設計中。

[1] GB 3836.1—2010 . 爆炸性環境 第1部分：設備 通用要求.

[2] GB 3836.2—2010.爆炸性環境 第2部分：由隔爆外殼“d”保護的設備.

[3] 機械設計手冊聯合編寫組. 機械設計手冊[M].第2版.北京：化學工業出版社，1987.