1．2圓筒形隔爆外殼的法蘭剛度設計
  
   薄壁圓筒法蘭和殼底法蘭之間形成隔爆焊接結合面，當圓筒殼內的可燃性氣體爆炸時，產生高溫、高壓氣體，可能通過隔爆結合面泄出。因此，薄壁圓筒和殼底的法蘭一樣承受爆炸壓力q。但是，由于法蘭比較狹窄，GB 3836．-2000中對隔爆接合面間隙有嚴格的數值要求，法蘭必須有足夠的剛性．不能產生較大的彈性變形和永久變形。另外，由于卡緊的需要，對法蘭還有止口或者螺孔深度等工藝上的要求。因此，法蘭厚度比殼壁厚得多，故其強度沒有必要進行校核，但其剛度必須核算。
  
   由圖1．法蘭內圓周和筒體(或殼底)焊接，外圓周是自由狀態，因此，可將法蘭簡化為內圓周固定、外圓周自由、受均布壓力的圓環，如圖2所示。由彈性力學理論可知，當r=a，自由邊撓度最大。即
  

   設計法蘭時，除了考慮法蘭厚度附加量C外，還需考慮實際使用過程中法蘭隔爆面會遭受一定的機械損傷，如劃痕和凹坑等，需進行修復后才能使用。因此，設計時法蘭厚度還要留一定的維修余量，故法蘭的實際厚度為
  

 

   2  QBZM--80／660N啟動器設計；
  
   下面以QBZM一80／660N礦用隔爆型真空可逆電磁啟動器外殼為例說明設計過程與步驟。該啟動器用于含有甲烷爆炸氣體以及煤塵的礦井中。外形為圓筒形，分為控制腔(大腔)和接線腔(小腔)兩部分，小腔體積比大腔小得多，兩者設計時可采用相同的壁厚，大腔的強度、剛度可滿足條件時，小腔也可以。
  

   3殼體三維模型建立及有限元分析
  
   3．1殼體三維模型的建立及簡化
  
   礦用隔爆型真空電磁啟動器大多采用圓筒形隔爆外殼。外殼的控制腔為圓筒形，接線腔為長方體，置于主腔上部，上部由中隔板將接線腔隔為兩部分。控制腔蓋使用圓盤轉動式開啟裝置。圖3為QBZM一80／(560N礦用隔爆型真空可逆電磁啟動器外型圖。
  
   根據以上計算得到了QBZM-80／660N的殼體的一系列尺寸，殼體壁厚5mm，殼底壁厚5mm，殼體法蘭厚13 mm，殼蓋法蘭厚12mm。現利用三維設計軟件SolidWorks對殼體和殼蓋進行建模。
   

   進行有限元分析時，必須對實際的結構模型進行適當的簡化。該模型的建立是為有限元分析做準備，因此忽略對分析結果影響很小的壓入裝置、閉鎖機構等結構，以及焊縫和焊接殘余應力的影響，以簡化分析過程，突出強度和剛度的重要性。
  
   簡化后殼體三維模型如圖4所示。根據爆炸性氣體環境用電氣設備國家標準(GB 3836．2-2000)規定，對于隔爆型外殼需要進行外殼耐壓試驗。現用COSMOSwodcs軟件來模擬外殼耐壓試驗過程，驗證理論計算的正確性，同時為外殼改進提供理論依據。