防爆電器殼體的特殊設計要求

防爆電器的防爆特性，主要是由殼體的特殊設計來實現的，開展對防爆電器殼體設計理論的研究，對防爆電器的發展十分必要，本文對防爆電器殼體的強度設計作一探討。

1 引言

防爆電器的工作環境，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，當甲烷含量達到5%-16%時遇700℃的火源將發生爆炸，當甲烷含量在9.5%時爆炸力zui大達7.4大氣壓，因此殼體設計就以技術條件所要求的8kg/cm3內壓為依據，分析殼體受力情況和強度。

2 殼體設計理論依據

在壓力容器設計中，容器在工作失效時所表現的強度性能、剛度性能、穩定性能的三種形式中，zui重要的是強度問題，即在一定的壓力下容器不會發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，在工業設計計算壓力容器中屬于薄壁容器。

2.1 容器在內壓下的受力分析

如圖1中所示:σm—軸向應力;σQ—切向應力;σr—徑向應力。

因為在防爆電器薄壁容器中σr相對于σm、σQ較小，故可忽略。

軸向應力（σm）計算：π（Dn+Dw）/2×tσrm=(πD2m)/4×P

式中Dn—容器內徑;Dw—容器外徑;P—容器所承受的內壓力;t—容器壁厚。因為薄壁容器中Dn、Dw相差不大，可用平均值D代替，所以上式簡化為

πDtσm=(πD2)/4×P得σm=PD/4t          

切向應力(σQ)計算：

如圖1中所示：PsinQdQ·D/2·L=σQ2Lt

σQ=(PDL·4σQL)∫π0sinQdQ

得：σQ=PD/2t