快开门结构的采矿机电控箱设计

邴绍丹　郑晓东　蔡健

摘 要：本文简要地介绍一种快开门结构的采矿机电控箱的设计，主要从如何实现和达到矿用隔爆要求和结构设计等方面介绍，并简要地介绍了其所采用的快开门结构。

关键词：电控箱；隔爆；快开门

中图分类号：TM595 文献标识码：A

采矿机电控箱设计首先要考虑箱体设计，箱体的安全可靠是电控箱安全使用的保证。电控箱是一种隔爆型防爆结构，其设计首先要符合隔爆原理，隔爆型防爆结构必须具备的基本条件是首先外壳内的点火源使内部爆炸性气体发生爆炸时，外壳必须能够承受爆炸所产生的压力，还必须能够防止爆炸产生的火焰或高温气体将外部的爆炸性气体点燃。其次接触爆炸性气体的外壳的表面温升，不能超过相应的自然等级所规定的温升极限值。此外这些基本条件，必须按爆炸试验和温度试验的规定，通过试验加以验证。

隔爆型电控箱箱体具体设计主要包括结构设计、强度分析、开门方式设计等。各方面具体来看：

1 箱体结构设计

本采矿机电控箱箱体设计根据内部电气元件的位置布置、相关标准以及整个电控箱的安装尺寸位置的要求，确定其结构如图1所示，箱体分为接线腔和电气元件布置腔，上方的接线腔由于开盖的机会较少，因而采用盖板形式，螺钉紧固。下方的电气元件布置腔设计三个快开门方便实际作业。箱体材料采用Q345钢板，足够的机械强度和较好的焊接性能保证了耐爆性。整个箱体经过有限元软件进行强度分析，计算的最大变形和最大應变都满足材料的使用要求。

2 隔爆结构要求

隔爆接合面作用是熄灭爆炸产生的火焰，冷却爆炸后产生的温度至450℃以下并随之泄露爆炸时产生的压力。具体设计从隔爆面间隙，隔爆接合面的长度和隔爆面的粗糙度三方面来考虑。首先根据隔爆设备的类别、级别、容积和接合面的长度而规定最大的间隙值，其次由隔爆设备的净容积来决定隔爆接合面的长度，最后隔爆面的粗糙度一般达6.3μm～3.2μm即可。

3 开门方式设计

虽然对于防爆形式来说螺栓紧固的方式是比较安全可靠的，但是在安装、维修和检测时的开关门操作比较繁琐，而且电控箱门板较重，为了使用过程更方便、快捷，目前较多防爆型电气设备采用了快开门的方式，它通过一个装置的简单两步，如平动或轮子的转动使关门时先关合，后锁住，开门时先解锁，后打开从而实现打开或关合门的操作。常见的快开门结构有平移式快开门结构：拨叉式快开门结构、偏心轴式快开门结构；提升式快开门结构：内置偏心轮式快开门结构、外置偏心轮式快开门结构。快开门结构箱门与箱体间一般为平面隔爆。所有的快开门结构，都要求门板周边与壳体法兰有相应的限位，即在门板和壳体法兰上安装限位卡板，关门后，卡板将门板和壳体上对应的边卡住，这样如果壳体内可燃气体被引爆，爆炸的冲力也不能冲开门板，卡板安装后也要保证门板与壳体法兰间隔爆面间隙满足隔爆间隙要求。卡板有内置和外置两种形式。

快开门结构设计首先要保证它的强度，在箱体内部发生爆炸的时候，变形不能过大；还要保证加工精度，对门板隔爆面、箱体法兰隔爆面以及门板卡齿和卡板的啮合面的精度都有更严格的要求；另外对焊接、隔爆面的表面处理、喷漆工艺、表面光洁度、平面度等也需要格外注意。快开门的提升操作机构，在日常维护使用时需加润滑油，以防止长时间不运动发生锈蚀。

结语

对于采矿机电控箱的设计，需要综合考虑箱体、壳体材料、隔爆结构、隔爆面的加工精度、焊接方式以及盖板与箱体的连接方式、开门方式等，而所有这些的目的都是要设计出安全可靠的隔爆箱体来应用于生产实际。

参考文献

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