快開門結構的采礦機電控箱設計

邴紹丹　鄭曉東　蔡健

摘 要：本文簡要地介紹一種快開門結構的采礦機電控箱的設計，主要從如何實現和達到礦用隔爆要求和結構設計等方面介紹，并簡要地介紹了其所采用的快開門結構。

關鍵詞：電控箱；隔爆；快開門

中圖分類號：TM595 文獻標識碼：A

采礦機電控箱設計首先要考慮箱體設計，箱體的安全可靠是電控箱安全使用的保證。電控箱是一種隔爆型防爆結構，其設計首先要符合隔爆原理，隔爆型防爆結構必須具備的基本條件是首先外殼內的點火源使內部爆炸性氣體發生爆炸時，外殼必須能夠承受爆炸所產生的壓力，還必須能夠防止爆炸產生的火焰或高溫氣體將外部的爆炸性氣體點燃。其次接觸爆炸性氣體的外殼的表面溫升，不能超過相應的自然等級所規定的溫升極限值。此外這些基本條件，必須按爆炸試驗和溫度試驗的規定，通過試驗加以驗證。

隔爆型電控箱箱體具體設計主要包括結構設計、強度分析、開門方式設計等。各方面具體來看：

1 箱體結構設計

本采礦機電控箱箱體設計根據內部電氣元件的位置布置、相關標準以及整個電控箱的安裝尺寸位置的要求，確定其結構如圖1所示，箱體分為接線腔和電氣元件布置腔，上方的接線腔由于開蓋的機會較少，因而采用蓋板形式，螺釘緊固。下方的電氣元件布置腔設計三個快開門方便實際作業。箱體材料采用Q345鋼板，足夠的機械強度和較好的焊接性能保證了耐爆性。整個箱體經過有限元軟件進行強度分析，計算的最大變形和最大應變都滿足材料的使用要求。

2 隔爆結構要求

隔爆接合面作用是熄滅爆炸產生的火焰，冷卻爆炸后產生的溫度至450℃以下并隨之泄露爆炸時產生的壓力。具體設計從隔爆面間隙，隔爆接合面的長度和隔爆面的粗糙度三方面來考慮。首先根據隔爆設備的類別、級別、容積和接合面的長度而規定最大的間隙值，其次由隔爆設備的凈容積來決定隔爆接合面的長度，最后隔爆面的粗糙度一般達6.3μm～3.2μm即可。

3 開門方式設計

雖然對于防爆形式來說螺栓緊固的方式是比較安全可靠的，但是在安裝、維修和檢測時的開關門操作比較繁瑣，而且電控箱門板較重，為了使用過程更方便、快捷，目前較多防爆型電氣設備采用了快開門的方式，它通過一個裝置的簡單兩步，如平動或輪子的轉動使關門時先關合，后鎖住，開門時先解鎖，后打開從而實現打開或關合門的操作。常見的快開門結構有平移式快開門結構：撥叉式快開門結構、偏心軸式快開門結構；提升式快開門結構：內置偏心輪式快開門結構、外置偏心輪式快開門結構。快開門結構箱門與箱體間一般為平面隔爆。所有的快開門結構，都要求門板周邊與殼體法蘭有相應的限位，即在門板和殼體法蘭上安裝限位卡板，關門后，卡板將門板和殼體上對應的邊卡住，這樣如果殼體內可燃氣體被引爆，爆炸的沖力也不能沖開門板，卡板安裝后也要保證門板與殼體法蘭間隔爆面間隙滿足隔爆間隙要求。卡板有內置和外置兩種形式。

快開門結構設計首先要保證它的強度，在箱體內部發生爆炸的時候，變形不能過大；還要保證加工精度，對門板隔爆面、箱體法蘭隔爆面以及門板卡齒和卡板的嚙合面的精度都有更嚴格的要求；另外對焊接、隔爆面的表面處理、噴漆工藝、表面光潔度、平面度等也需要格外注意。快開門的提升操作機構，在日常維護使用時需加潤滑油，以防止長時間不運動發生銹蝕。

結語

對于采礦機電控箱的設計，需要綜合考慮箱體、殼體材料、隔爆結構、隔爆面的加工精度、焊接方式以及蓋板與箱體的連接方式、開門方式等，而所有這些的目的都是要設計出安全可靠的隔爆箱體來應用于生產實際。

參考文獻

[1]戴鳳龍.采煤機電控箱機械設計[J].煤礦機械，1991（02）.

[2]常雪飛，劉洋，李萬鵬.幾種快開門結構的防爆殼體[J].煤礦機械，2010（11）.

[3]耿彥波.礦用隔爆型產品的快開門結構失爆原因分析[J].煤礦安全，2014（05）.

[4]GB3836.1-2000，爆炸氣體環境用電設備第1部分：通用要求[S].