矿用隔爆型快开门电控箱设计
矿用电控箱
矿用电控箱基本技术参数
型号规格：KXJ01-400/1140（LD） 额定电压（V）：AC1140/660（V） 额定电流：203KW/230A 防腐等级：Wf2 进口螺丝：G13-G100 防爆标志：Exd I 重量（千克）：＜9电控箱适用于具有爆炸性气体混合物（甲烷）环境和煤尘的煤矿井下或 工矿企业中，作为控制矿用隔爆型三相鼠笼型异步电动机起动、停止之用， 并可在被控电动机停电时换相，特别适用于掘进机油泵电机的控制或煤矿机 械设备中电机的控制。适用环境：大气压力：86-106KPa；环境温度：- 5+40；相对湿度：95％RH；适应爆炸危险的气体（甲烷）和煤尘。
矿用电控箱
山东中煤集团
目
录
CONTENTS
1
矿用电控箱产品介绍
2
矿用电控箱产品特点
3
矿用电控箱适用范围
4 矿用电控箱基本技术参数
矿用电控箱产品介绍
矿用电控箱采用隔爆型外壳和增安型外壳组成的复合型结构，采用优质钢板 焊接而成，表面喷塑，或采用玻璃纤维不饱和聚酯树脂压制而成，内装元件 有隔爆型控制开关和控制按钮以及防爆信号灯和各种过载仪表，控制箱内部 元件可根据用户的要求进行排列，可实现多种功能，控制开关有 多种规格 可以选用，信号灯有红、绿、黄、白等4种，仪表可任意选配电流表，电压 表，温控仪，转速表等。进出线灵活多变，可根据用户要求任意选择，可实 现就 地操作和远距控制。可根据用户要求特制。zmjt052
矿用电控箱产品特点
1、本产品外壳采用不锈钢304焊接成型；2、本产品为隔爆型防爆结构，开 关箱采用隔爆型结构；3、采用模块化设计，各种回路可以自由组合；4、内 装高分断小型漏电断路器或塑壳式漏电断路器，通过操作防爆客体外的手柄 而实现分合；5、本产品全面推出新型优化的设计方案及操作机构，结构紧 凑合理、通用性强、操作灵活方便、手感好；6、具有过载、短路、缺相、 漏电保护功能；7、所有紧固件均采用抗强腐蚀的304不锈钢材质；8、布线 方式，钢管或电缆、防爆软管均可；9、可根据用户要求特殊定制。
采煤机防爆电控箱的改进设计
采煤机防爆电控箱的改进设计摘要：采煤机电控箱是采煤机整体构件的一部分，电控箱的内部包含变压器腔、高压电气腔、计算机控制腔、变频器腔及接线腔等，分别用于布置高压电动机控制装置、牵引变压器变频器、操作与保护控制、状态监视显示、电源配置及连线、分线等。
电控箱为整体框架式，腔体分隔，采空侧用盖板封闭，便于拆装和检修。
采煤机电控箱主要根据GB 3836.1—2010-GB3836.4—2010《爆炸性气体环境用电气设备》系列标准设计，其中盖板及电控箱箱体防爆结构为防爆设计中考虑最多的部分。
盖板和箱体由若干螺栓紧固，由于采煤机工况异常恶劣，剧烈的振动使螺栓容易松动，导致盖板与箱体之间相互摩擦，最终出现隔爆接合面受损等问题。
为了保证电控箱长时间使用的安全稳定性，必须对电控箱防爆结构的可靠性作进一步的研究，并在此基础上进行改进设计。
关键词：采煤机；防爆电控箱；改进设计；分析引言：采煤机的电气部分相当于中枢神经控制着整台机组，不但可以控制采煤机的左、右行走方向，行走速度，还可以控制左、右滚筒的升降，破碎头的升降，左、右截割电机的起、停等等。
可见防爆盖板的重要性，为了井下作业安全，电气部分的箱体及盖板必须满足防爆要求，为此，对防爆盖板的冷、热加工性能有着特殊的要求。
采煤机是综采成套装备的主要设备之一。
采煤机是从截煤机发展演变而来。
采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统，工作环境恶劣，如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断，造成巨大的经济损失。
采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。
机械化采煤可以减轻体力劳动、提高安全性，达到高产量、高效率、低消耗的目的。
在长壁采煤工作面，以工作机构把煤从煤体上破落下来（破煤）并装入工作面输送机（装煤）的采煤机械。
采煤机按调定的牵引速度行走（牵引），使破煤和装煤工序能够连续不断地进行1.采煤机结构采煤机一般由截割部、装载部、行走部（牵引部）、电动机、操作控制系统和辅助装置等部分组成。
隔爆兼本质安全型控制箱及水压试验机的设计
隔爆兼本质安全型控制箱及水压试验机的设计摘要本文阐述了矿用自动风门系统总体方案设计和隔爆兼本质安全型控制箱及水压试验机的设计。
矿用自动风门系统的总体方案设计和水压试验机的设计只作为简单介绍。
而重点在于介绍隔爆兼本质安全型控制箱的设计，主要阐述了隔爆型电气设备和本质安全型电气设备的隔爆原理、隔爆结构参数、隔爆外壳附件和对隔爆外壳的检验。
关键词:风门隔爆控制箱水压试验机AbstractThis thesis mainly to describe the design of the system of automatic throttle which are used in mine. And the design of explosion-proof enclosure and the experiments machine using water pressure. The former is the simple introduction. The point lies in the introduction of the design of explosion-proof e nclosure. It’s mainly to talk about the principle of explosion-proof equipments and the intrinsic safety equipments used in mine.Key words:throttle explosion-proof enclosure experiments machine目录摘要Abstract第一章绪论1.1 课题的目的及意义1.2 我国煤矿隔爆外壳的发展状况1.3 本次毕业设计的主要内容第二章矿用自动风门系统总体方案设计2.1 系统组成2.2 门体结构形式2.3 传动系统2.4 控制箱2.5 检测及控制系统2.6 系统的工作过程第三章自动风门隔爆兼本质安全型控制箱的设计 3.1 隔爆型电气设备3.1.1 概述3.1.2 电气设备外壳内的沼气爆炸3.1.3 隔爆原理3.1.4 隔爆型电气设备的隔爆结构参数3.1.5 隔爆型电气设备的外壳附件3.1.6 隔爆型电气设备防爆性能的保证3.1.7 隔爆型电气设备的试验3.2 本质安全电路和本质安全型电气设备3.2.1 本质安全电路的基本知识3.2.2 本质安全型电气设备的防爆原理3.2.3 本质安全型电气设备的部件3.2.4 本质安全型电气设备的结构要求第四章水压试验机的设计4.1 水压试验机的组成及工作原理4.2 水压试验机的工作过程4.3 电机、水泵、管件和阀门的选型设计结论致谢参考文献第一章绪论1.1 课题的目的及意义本毕业设计题目为矿用自动风门系统设计。
矿用隔爆型外壳设计应注意的问题
矿用隔爆型外壳设计应注意的问题矿用隔爆型外壳零部件的设计是否合理，公差标注得是否恰当，都要满足文献［1］和文献［3］的要求。
设计者常常会遗漏掉一些参数，致使图纸设计不合格，笔者愿就这方面遇到的问题以BQZ-200隔爆型真空磁力启动器为例谈谈自己的看法。
矿用隔爆型的隔爆壳体和端盖虽然形状各异、开启方式不一，但都包括接线腔、主腔和支撑架三大部分。
按作用分类如下，标有“Δ”符号的为要阐述的部分。
1 接线腔隔爆接合面的设计1.1 腔体法兰与上盖在设计接线腔上盖与腔体法兰的隔爆接合面时，标注的尺寸应把经加工和组装后尺寸的不一致性考虑在内，以提高成品率，并达到文献［1］所规定的数值。
接线腔隔爆面参数如表1所示。
表1 标准规定参数与图纸应标注参数的比较mm项目上盖端面法兰端面间隙W净容积／cm3 L L1平面度厚度L L1平面度厚度GB3836.2-83≥25≥9≥25≥9≤0.5＞100图纸标注尺寸＞25≥100.08＞12＞25100.08＞120.3＞100例1：表1中，当外壳净容积V＞100cm3，隔爆面长度L为25mm时，接合面的间隙W≤0.5mm。
而图纸上标注的数值应小于0.5mm，否则在加工时如产生正误差，则大于0.5mm，这就是考虑到了加工的分散性，给其加工留有余量，以减少废品。
如将间隙W标注为0.3mm,再经下式计算得出：W计算=上盖平面度0.08+法兰平面度0.08+隔爆面粗糙度0.063×2=0.286mm。
0.286mm接近0.3mm值,又满足小于0.5mm的要求。
例2：如图1和表1中螺栓通孔边缘至隔爆接合面的最小有效长度L1不小于9mm，而在图纸上则应标注为10mm，就是基于上述道理。
图1 接线腔隔爆接合面1.2 接线腔上盖与腔体法兰的尺寸接线腔上盖与腔体法兰的外围尺寸以相等为好。
有些图纸把上盖尺寸做得比腔体法兰大1～2mm，理由是可以保护腔体法兰不受损伤。
其实这样遇到较大的碰撞时，易使连接螺栓受到剪切力作用，重者螺栓断裂，轻者螺纹损伤，给以后的拆卸工作造成困难。
隔爆兼本质安全型控制箱及水压试验机的设计
隔爆兼本质安全型控制箱及水压试验机的设计摘要本文阐述了矿用自动风门系统总体方案设计和隔爆兼本质安全型控制箱及水压试验机的设计。
矿用自动风门系统的总体方案设计和水压试验机的设计只作为简单介绍。
而重点在于介绍隔爆兼本质安全型控制箱的设计，主要阐述了隔爆型电气设备和本质安全型电气设备的隔爆原理、隔爆结构参数、隔爆外壳附件和对隔爆外壳的检验。
关键词:风门隔爆控制箱水压试验机AbstractThis thesis mainly to describe the design of the system of automatic throttle which are used in mine. And the design of explosion-proof enclosure and the experiments machine using water pressure. The former is the simple introduction. The point lies in the introduction of the design of explosion-proof enc losure. It’s mainly to talk about the principle of explosion-proof equipments and the intrinsic safety equipments used in mine.Key words:throttle explosion-proof enclosure experiments machine目录摘要Abstract第一章绪论1.1 课题的目的及意义1.2 我国煤矿隔爆外壳的发展状况1.3 本次毕业设计的主要内容第二章矿用自动风门系统总体方案设计2.1 系统组成2.2 门体结构形式2.3 传动系统2.4 控制箱2.5 检测及控制系统2.6 系统的工作过程第三章自动风门隔爆兼本质安全型控制箱的设计 3.1 隔爆型电气设备3.1.1 概述3.1.2 电气设备外壳内的沼气爆炸3.1.3 隔爆原理3.1.4 隔爆型电气设备的隔爆结构参数3.1.5 隔爆型电气设备的外壳附件3.1.6 隔爆型电气设备防爆性能的保证3.1.7 隔爆型电气设备的试验3.2 本质安全电路和本质安全型电气设备3.2.1 本质安全电路的基本知识3.2.2 本质安全型电气设备的防爆原理3.2.3 本质安全型电气设备的部件3.2.4 本质安全型电气设备的结构要求第四章水压试验机的设计4.1 水压试验机的组成及工作原理4.2 水压试验机的工作过程4.3 电机、水泵、管件和阀门的选型设计结论致谢参考文献第一章绪论1.1 课题的目的及意义本毕业设计题目为矿用自动风门系统设计。
矿用隔爆兼本质安全型电控箱说明书模板
矿用隔爆兼本质安全型电控箱说明书KXJ15/660( 380) A矿用隔爆兼本质安全型电控箱使用说明书太原市博世通机电液工程有限公司目录1 概述......................................... 错误! 未定义书签2 防爆型式、基本参数........................... 错误! 未定义书签3 结构概述..................................... 错误! 未定义书签4 工作原理..................................... 错误! 未定义书签5 安装、调整、使用、维修..................... 错误! 未定义书签安全警示!①使用前必须仔细阅读本使用说明书。
②严禁带电拆卸任何隔爆零部件。
③检修后组装时, 紧固用螺钉及螺栓必须拧到位, 固定紧。
④隔爆零件有锈蚀和损坏需更换时, 必须向原制造单位联系更换, 严禁使用单位擅自配制更换。
⑤安全标志控制产品必须取得安全标志证书。
⑥不得改变本安电路和与本安电路有关的电气参数和本安结构, 不得改变电气元件的规格、型号。
⑦严禁带电开盖。
注意事项④ 不得随意与非经本安联检的设备关联使用1 概述1.1 KXJ15/660（ 380） A 矿用隔爆兼本质安全型电控箱 （ 以下 简称电控箱 ） 适用于具有爆炸性危险气体 （ 甲烷 ） 和煤尘的矿井 中。
在交流 50Hz, 额定工作电压 660V/380V 条件下 , 能直接控制额 定电流在 15A 以内的鼠笼型三相异步电动机 , 具有短路、 过载、 断相、 漏电闭锁等保护功能 , 适用于煤矿井下小型电机的控制。
本电控箱主要用于轮式防爆液压机械闸等的控制。
1.2 电控箱防爆性能按照国家标准 GB3836.1- 《爆炸性气体环 境用电气设备 第1部分：通用要求》、GB3836.2 -《爆炸性气体 环境用电气设备 第2部分：隔爆型” d ”》和GB3836.4 -《爆炸 性气体环境用电气设备 第 4 部分： 本质安全型” i ” 》的规定 , 制 成隔爆兼本质安全型。
矿用隔爆组合开关的设计——大学生创新计划
引言
矿 用 组 合 开 关 是 将 多 台 用 于 控 制 采 煤 机 、转载 机 、破 碎机 、运 输机 等 用电设 备的 开关控 制 回路 以及设 备检 测信 号 （ 包括 电压 电流 等模 拟信号 ）的监控 主控 制 回路集 中起 来的矿用设备 ， － ． 合开关的功 能相当于 多 台组 台单体 开关 的功 能… 具 有简 化 电缆连接 、减 ， 少 占地 面 积 、减 少供 电线路 的 电压 降 损耗 、 提 高生产效率 和可靠性等优 点 在煤矿上的 ， 应用越 来越 广泛 ，所 以 对矿 用组 合开关 的研 究非 常具 有现 实意 义 。因此 基于大 学生 创新 计划 这个 平 台 ，我们 对 矿用组 合开 关进 行 了 研究 和设 计 。由于Ｐ Ｃ 有可 靠性 高 、抗干 Ｌ具 扰 性 强 、体积 小 、能 耗 低 、维 修 工作量 小维 修方 便的 特 点 ，我 们选 用Ｐ Ｃ 为中央 控制 Ｌ 作 单一， Ｌ 又有模拟 通道少 的不足 ，因此我 兀 但Ｐ ｃ 们采 用 了单 片机来 解决 Ｐ Ｃ Ｌ 与外界 模拟 信号 交换 的问题 ，弥补 了Ｐ Ｃ Ｌ 的不 足 。基于 这点 我们 进行 了矿 用组 合开 关主控 单元 的设 计 ， 并在实验 室条件下得到 了实现 。
ｌ ｔ ｉ ｗｈ ｔ ｔｅ ｗ ｔ ｒ ｈｓ ｌ ｒｅ ｒｍ ｔ ｅ ｐｒ ｎ ． ａ ｓ ａ ｈ ｄ ｅ ａ ｅ ｎｄ ｆｏ ｘ ｅｉ ｔ ｓ ａ ｅ ｍ
图２
Ｋ ｙ ｒｓ ｅ ｗｏ ｄ Ｐ Ｃ ｏ ｔｏ ； ｃａ ｉ Ｌ ｃ ｎ ｒｌ ｏ ｌ ｎ ｃｍｂ ａ ｉ ｓ ｔ ｈ ｓ ｇｅｈ ｍ ｅ； ｏ ｉ ｔ ｎ ｗｉ ； ｉ ｌ ｉ ｎ ｏ ｃ ｎ ｃｐ
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矿用隔爆快开门电控箱设计
摘要：本文简要地介绍一种矿用隔爆型快开门电控箱的设计，主要从电控箱箱体的设计以及快开门结构的设计两方面进行介绍。
关键词：隔爆箱体快开门
电控箱箱体设计是电控箱设计的基础，只有电控箱箱体的安全可靠才能保证电控箱安全可靠的使用。
目前，电控箱箱体基本都是采用长方形，因为能充分利用其内部空间，便于安装且造型也比较美观。
传统的电控箱箱体与门板都是采用螺栓连接的方式，虽然这种连接方式是比较可靠的防爆形式，但是在安装、维修和检测时电控箱开关门操作比较费时费力，而且电控箱的门板比较重，所以都希望电控箱开关门具有更方便、快捷的特点，所以目前很多长方形的电控箱多采用快开门结构。
一、电控箱箱体设计
本电控箱箱体设计是用CREO三维软件建立的实体模型，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，经过数次优化改进，最终确定了电控箱箱体的结构，如图1，其中箱体分为上下两个腔，上腔为接线腔，下腔为电气元件布置腔，上面接线腔有三个盖板，因为接线腔开盖的机会很少，所以未采用快开的形式，而是用螺钉紧固，下面的电气元件布置腔有三个快开门。
整个箱体用ansys workbench软件进行强度分析计算，计算的最大变形和最大应变都满足材料的使用要求。
图1
电控箱箱体设计首先要熟悉理解隔爆原理，通过合理的隔爆面参数设计和箱体结构设计，使设计的电控箱箱体满足隔爆要求，在实际使用过程中达到设计效果，起到隔爆的作用。
具体隔爆型电控箱箱体设计主要包括箱体结构设计、箱体强度校核、盖板或快开门设计、隔爆结构要求等方面。
在电控箱箱体设计中，关键是箱体的强度设计以及隔爆面的结构设计。
1、隔爆原理：电控箱工作在煤矿井下，其环境中存在大量的可燃介质（如甲烷、煤尘等）。
而引起爆炸的主要原因就是电气设备在运行过程中产生的火花和温度。
电控箱内部发生爆炸时，当爆炸的混合气体的火焰经过隔爆接合面时，火焰在隔爆接合面间隙传播中散失了部分热量，火焰经过隔爆接合面间隙传播之后大大地变小变弱，温度降低，不能形成连续燃烧通路，火焰会熄灭，故当电控箱内部电气元件即使发生故障，如起火、短路、爆炸等，也能将爆炸危险隔绝在电控箱内部。
2、电控箱箱体材料的选择：电控箱主要在煤矿井下爆炸危险工作场所使用，其使用环境场地狭窄，并有岩石、煤块冒落、撞击的危险，其箱体外壳不仅要具有耐爆性，还应具有
足够的机械强度，才能保证电控箱箱体在发生内部爆炸或受到外物撞击时，箱体不发生严重变形或损坏。
为此，箱体外壳必须采用钢板或者铸钢制成。
非采掘工作面的电气设备的电控箱箱体外壳可用牌号不低于HT250的灰铸铁制成。
考虑到箱体的安全性能，本电控箱箱体材料采用了Q345钢板，既保证了良好的强度又具有较好的焊接性能。
3、隔爆结构要求：应用于煤矿井下的电控箱属于I类设备，其隔爆结构设计要严格遵守国家关于I类电气的设计标准和要求。
隔爆结构设计中的关键是隔爆接合面的设计。
隔爆接合面的表面粗糙度Ra不得超过6.3μm。
隔爆接合面的最小宽度不能低于表1的规定值，最大间隙不能超过表1的规定值。
表1 隔爆接合面最小宽度和最大间隙
接合面宽度L/mm
与外壳容积V/cm3对应的最大间隙V≤100 V＞100
平面接合面和止口接合面
6≤L＜12.5 0.3 -
12.5≤L＜25 0.4 0.4
25≤L 0.5 0.5
二、快开门结构设计
因为箱体结构尺寸比较大，设备上安装电控箱的空间有限，导致电控箱快开门的尺寸受到限制，因为门板过大则无法转动开启，而且从门板强度考虑，尺寸也不宜太大，但是还要考虑腔体里面电气元件的安装空间问题，所以快开门尺寸也不能太小，最终确定快开门数量为三个，既保证了尺寸要求、强度要求也方便了箱体内电气元件的安装。
快开门结构形式如图2。
图2 图3
常用的快开门结构有内锁紧四连杆式快开门、内卡钩提升式快开门、外卡钩提升式快开门和外卡爪平移式快开门。
图2中所示的快开门结构为外卡钩提升式快开门，但是此快开门结构不是完全快开，在门板的上下两边有两个长条形卡板，门板的左右两边有短的卡板，这些卡板都是与箱体前法兰用螺钉连接，与门板的卡齿啮合。
在开门的时候，只需要将上面的卡板卸下，然后通过提升机构使门板向上运动，卡板与卡齿分离，转动门板实现开门，关门的时候，首先把快开门转动到门板与法兰板贴合，提升机构放下门板，门板卡齿与卡板啮合，最后安装上面的卡板，实现关门锁紧。
提升机构的原理如图3，在开门的时候，转动快开门的机构手柄，同时偏心转轴转动，将门板上的转轴顶起从而整个门被抬起，向上移动，使固
定在箱体法兰的卡板与门板上的卡齿相分离，进而将门打开。
反之，要将门关闭，由于重力的作用，反向缓慢的转动快开门的机构手柄，最终通过箱体上的卡板和门板上的卡齿啮合。
之所以选择这种不完全快开的结构形式主要是因为，卡板都设计安装在箱体前法兰外面上，这种结构使得卡板和门板的结构都非常简单，所以卡板和门板加工制造难度低，制造成本不高，而且精度容易保证，这样只需要拆卸一个卡板后就可以实现快开，避免了误操作提升机构打开快开门发生危险事故，保证了电控箱的使用安全，而且使整个电控箱的经济成本降低。
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，门板和箱体法兰贴合的隔爆面之间的空隙要满足隔爆间隙要求，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提出了更严格的要求；另外，对焊接、隔爆面的表面处理、喷漆工艺以及光洁度、平面度的掌控等也需要格外注意。
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。
结束语：
电控箱设计包括很多方面，首先是保证电控箱具有足够的强度，其中包括箱体、盖板和快开门的强度。
还要保证电控箱具有很高的可靠性，其中包括隔爆面的加工精度和快开门结构设计的合理性。
此外，还要考虑制造成本是否经济、造型是否美观、使用是否便捷。
在设计电控箱的时候，作为设计师要综合各方面因素进行优化设计。
参考文献：
[1]于明灿，徐桂云，芮鹏，李新玉．采常见隔爆开关的快开门操作机构．煤矿机械，2011.
[2]张瑞珍，李景林.常见隔爆开关的快开门[J].煤炭技术，1998（1）13-17.
[3]王启龙.隔爆壳体的设计研究[J].煤矿机械，2004（3）.
[4]GB3836.1-2000，爆炸气体环境用电设备第1部分：通用要求[S].。