防爆电器壳体的特殊设计要求

防爆电器的防爆特性，主要是由壳体的特殊设计来实现的，开展对防爆电器壳体设计理论的研究，对防爆电器的发展十分必要，本文对防爆电器壳体的强度设计作一探讨。

1 引言

防爆电器的工作环境，例如用于煤矿的防爆电器是工作在含有大量甲烷的空气混合气体中，当甲烷含量达到5%-16%时遇700℃的火源将发生爆炸，当甲烷含量在9.5%时爆炸力zui大达7.4大气压，因此壳体设计就以技术条件所要求的8kg/cm3内压为依据，分析壳体受力情况和强度。

2 壳体设计理论依据

在压力容器设计中，容器在工作失效时所表现的强度性能、刚度性能、稳定性能的三种形式中，zui重要的是强度问题，即在一定的压力下容器不会发生破裂或过量的塑性变形。常用防爆壳体外径为600mm左右，壁厚为36mm，在工业设计计算压力容器中属于薄壁容器。

2.1 容器在内压下的受力分析

如图1中所示:σm—轴向应力;σQ—切向应力;σr—径向应力。

因为在防爆电器薄壁容器中σr相对于σm、σQ较小，故可忽略。

轴向应力（σm）计算：π（Dn+Dw）/2×tσrm=(πD2m)/4×P

式中Dn—容器内径;Dw—容器外径;P—容器所承受的内压力;t—容器壁厚。因为薄壁容器中Dn、Dw相差不大，可用平均值D代替，所以上式简化为

πDtσm=(πD2)/4×P得σm=PD/4t          

切向应力(σQ)计算：

如图1中所示：PsinQdQ·D/2·L=σQ2Lt

σQ=(PDL·4σQL)∫π0sinQdQ

得：σQ=PD/2t