PDF《隔爆型电气设备压紧螺母式电缆 引入装置的结构分析》

2005年6月 矿业安全与环保 第32卷增刊 隔爆型电气设备压紧螺母式电缆 引入装置的结构分析 周伟锋1,唐明2,邓永林1 (1.

煤炭科学研究总院重庆分院,重庆400037;

2.重庆工程职业技术学院.重庆400037) 摘要:结合新防爆电气标准GB3836--2000要求和生产实际,对3种隔爆型电气设备压紧螺母武电缆引入装置结构 进行了对比分析,指出设计中应充分考虑各自的优缺点,以及实际加工条件,在确保设备安全性能的同时,降低生产 成本. 关键词:压紧;

密封;

静摩擦因数;

摩擦副材料 中图分类号:TD403 文献标识码:C 文章编号:1008―4495(2005)SO一0028―02 压紧螺母式电缆引入装置以其具有生产组织方便,机械 加工精度要求不高,结构紧凑,安装、使用、维护方便等优点, 广泛应用于许多隔爆型电气设备上.其结构设计的合理,不 但可以提高隔爆型电气设备的隔爆性能,而且有助于简化工 艺,从而节约成本. l原理与相关标准要求 压紧螺母式电缆引入装置依靠压紧螺母的拧紧,压缩弹 性密封圈,使弹性密封圈在轴向缩短的同时产生径向膨胀, 从而与连通节和电缆紧密结合,产生压紧密封作用.有关其 结构,新防爆电气标准GB3836--2000要求密封圈压紧密封 后,密封的最小轴向尺寸x应满足火焰通路的最小长度要 求,具体结构未作详细说明.参阅旧防爆标准GB3836--83 和JB4262 --92(防爆电器用橡套电缆引入装置》中有关结构 型式和组成的要求,结合实际生产、加工中的工艺考虑,现将 以下3种结构型式和组成加以分析. 2常见的3种结构分析 2.1垫圈装入退刀槽以内光孔中的结构 GB3836.1―83中采用该种结构的压紧螺母式电缆引入 装置(如图1所示). 图1垫圈装入退刀槽以内光孔中的结构 收稿日期:2004―08―24 作者简介:周伟锋(1979一).陕西乾县人,助理工程师, 2002年毕业于西安建筑科技大学机械设计制造及自动化专 业,主要从事防爆电气检验工作. ・28 ・ 该种结构除弹性密封圈全部装入光孔中外,金属垫圈和 金属堵板也装入光孔,在压缩密封圈的过程中,弹性密封圈 轴向受力压缩,径向膨胀较均匀,与光孔和电缆可以很好接 触,从而达到满足防爆要求.这种结构要求压紧螺母的凸台 部分较长(具体视电缆与密封圈、连通节与密封圈及密封圈 材质硬度而定),否则密封圈压缩量较大时压不紧,影响防爆 性能.加大压紧螺母的长度,连通节的长度也要相应加长, 材料用量加大.还有该种结构因为退刀槽的存在,不但加工 中多出工序而且在安装金属垫圈和钢质堵板时有可能掉入 退刀槽,增加安装难度. 2.2垫圈装入退刀槽以外的螺孔中的结构 m4262―92(防爆电器用橡套电缆引入装置'

中采用如图 2所示结构. 图2垫圈装入退刀槽以外螺孔中的结构 该种结构连通节中设有退刀槽,分析JB4262--92第4.18 条引入装置所用零部件的具体尺寸(如表l所示)可知:密封 圈的长度等于连通节中退刀槽的宽度和光孔长度之和,装入 密封圈和垫圈后,密封圈将退刀槽堵上.这种结构避免了金 属垫圈或钢质堵板掉入退刀槽的可能,减小了装配的困难, 提高了设备的防爆性能,缩短了总长度.但这种结构有可能 在压紧螺母压紧过程中弹性密封圈受力膨胀不均,与退刀槽 结合部分膨胀较大,压缩密封圈,在退刀槽棱角处会产生阻 止其压进光孔的力,导致密封圈无法继续膨胀受压(严重时 可能损坏密封圈),影响电缆的压紧密封,从而影响电气设备 的防爆性能. 万方数据 2005年6月 矿业安全与环保 第32卷增刊 2.3无退刀檀的结构 实际应用中,许多制造厂对连通节不加工退刀槽,直接 运用管螺纹、丝锥进行攻丝或采用加工过渡螺纹的形式(如图3所示).这种结构的优点是不加工退刀槽,不但可以防 止金属垫圈和钢质堵板掉入退刀槽,而且可以简化加工工 序,从而降低成本. 图3无退刀槽的结构 该种结构密封圈置于光孔中,堵板和垫圈可以装置在螺 纹处,可以使压紧螺母凸台部分减短,同时减短连通节的长 度.对于堵板和垫圈置于过渡螺纹部分是否在压紧过程中 会卡住,致使密封圈无法压紧呢? 假设堵板和垫圈的厚度小于螺纹的螺距,装置在过渡螺 纹处时,掉入螺纹牙里面(图4(a)所示),此时钢件做平面运 动,将平面运动可以分解为绕0点的转动和O点沿螺纹牙 船的直线运动,只要直线运动不发生自锁,即在压紧螺母的 推动力下,刚件可以向上移动,就证明刚件不会被卡住. ㈨垫圈掉八螺蚊牙时 (b)剐件圣力分析 图4垫圈与螺纹的配合示意图 如图4(b)所示,刚件O点在螺纹牙上直线移动受到螺纹 牙的支撑力』\r、摩擦力,和压紧螺母施加的力r作用,将r分 解为沿斜面方向的力L和垂直于斜面方向的力疋,则: 正=COSCfr (1) 咒=sinaT (2) 质点在垂直方向上无移动,则: 疋=N (3) 摩擦力 f=卢Ⅳ (4) 在斜面方向上要运动,则:TI≥∥ 代入式(3)得:n≥卢死 代人式(2)得iL≥/zsina 再代入式(1)得:COSa≥/zsina 即:|￡t≤cota 所以,只要满足:_￡l≤cota就可满足质点即刚体在斜面 上运动. 其中,JcI为材料的静摩擦因数;