اعتبارات التصميم الهيكلي للمحركات غير المتزامنة ثلاثية الأطوار المقاومة للانفجار

تُستخدم المحركات المقاومة للانفجار، باعتبارها معدات الطاقة الرئيسية، عادةً لتشغيل المضخات والمراوح والضواغط وغيرها من آلات النقل.محرك مقاوم للانفجاريُعد هذا النوع من المحركات المقاومة للانفجار أبسط أنواع المحركات، ونظرًا لخصائص هيكله غير المحكم، فإن الغازات القابلة للاشتعال الرئيسية في مناجم الفحم، والتي تصل إلى تركيز معين، قد تُسبب شرارات أو أقواسًا كهربائية أو درجات حرارة عالية خطيرة، وغيرها من مصادر الاشتعال، عند ملامستها للهيكل. لذا، يهدف التصميم الأمثل إلى ضمان عدم تلف أو تشوه هيكل المحرك المقاوم للانفجار، ومنع تسرب اللهب أو الغازات الساخنة عبر الفجوات بين الوصلات، بالإضافة إلى منع اشتعال مخاليط الغازات المتفجرة المحيطة. تتناول هذه الورقة البحثية، بالاستناد إلى المعايير الوطنية والمتطلبات الأساسية للتصميم الميكانيكي، الأبعاد الهيكلية لهذه المحركات، والضغط، والتبريد، وهي ثلاثة جوانب أساسية في التصميم.

أولاً: اعتبارات تصميم الحجم المقاوم للانفجار
(1) سطح الوصلة المستوي. يوجد سطح الوصلة المستوي عادةً على غطاء صندوق الخط وصندوق الخط نفسه، ولوحة التوصيل وفتحات المخرج، أو في آلة محول التردد عند توصيل غلاف محول التردد بغلاف المحرك. يتم تصنيع سطح الوصلة المستوي لغلاف المحرك المقاوم للانفجار، كبير الحجم ومتوسط ​​الحجم، عادةً عن طريق الطحن أو التثقيب، مع استخدام أقل لعمليات التجليخ. يبلغ متوسط ​​خشونة السطح التصميمية Ra 3.2 ميكرومتر، وتفاوت استواء السطح التصميمي 0.2 مم كحد أقصى. غالبًا ما تكون متطلبات دقة التصميم أعلى من المتطلبات القياسية، بينما تكون دقة التصنيع أقل قليلاً من المعيار الوطني، ولكنها لا تزال تفي بالمعايير الوطنية.

(2) سطح الوصلة الأسطوانية. يمكن استخدام سطح الوصلة النحاسية الأسطوانية في المحرك المقاوم للانفجار لتركيب موصلات الكابلات، وتركيب الأطراف، وما إلى ذلك. إذا احتوت الوصلة الأسطوانية على أخدود مانع للتسرب، فلا يمكن حساب عرض الأخدود، ولا يمكن إضافة عرض جزء من فاصل الأخدود. تُعدّ عملية الخراطة الوسيلة الأكثر اقتصادية وموثوقية لتحقيق سطح الوصلة الأسطوانية، وتكون دقة اختيارها عادةً مستوى تشغيل الثقوب 8 أو 7، ويتم تحسين دقة تشغيل العمود إلى مستوى مماثل، ويكون التصميم العام لخشونة السطح Ra 3.2 ميكرومتر. ملاحظة: يُقصد بخلوص سطح الوصلة الأسطوانية المقاوم للانفجار الفرق بين قطر الثقب وقطر العمود.

(3) سطح وصلة التوقف. في تصميم هياكل المحركات المقاومة للانفجار، تُركّب أغطية الأطراف، وأغطية أطراف المحامل، وما إلى ذلك، عادةً باستخدام تصميم وصلة التوقف. سطح وصلة التوقف هو في الواقع مزيج من خصائص سطح الوصلة المستوية وسطح الوصلة الأسطوانية. تجدر الإشارة إلى أنه إذا كان عرض فجوة جزء أسطوانة التوقف كبيرًا جدًا أو صغيرًا جدًا، أو كان شطف الزاوية المقابل أكبر من 1 مم، أي بسبب وجود فاصل شطف، فسيتم حساب عرض سطح الوصلة المستوية L والمسافة l فقط؛ بينما إذا كانت المسافة l لسطح الوصلة المستوية صغيرة جدًا أو مع وجود فاصل بين سطح الوصلة الأسطوانية (شطف أكبر من 1 مم أو أخدود مانع للتسرب، وما إلى ذلك)، فسيتم حساب عرض سطح الوصلة الأسطوانية فقط.

(4) سطح وصلة العمود: تُعد وصلة العمود سمةً أساسيةً للمحركات الدوارة، فبالإضافة إلى استخدامها في عمود المحرك وأغطية الأطراف، تُستخدم أيضًا في بعض المعدات الكهربائية المقاومة للانفجار. وصلة العمود نوع خاص من الوصلات الأسطوانية، ويكمن الاختلاف في أن سطح عمود المحرك الدوار المقاوم للانفجار مصممٌ خصيصًا لضمان عدم تآكله أثناء التشغيل العادي.

2.محرك مقاوم للانفجاراعتبارات تصميم الضغط
يُعدّ الفرق الأكبر بين المحركات المقاومة للانفجار والمحركات العادية هو قدرة غلاف المحرك على تحمّل ضغط الانفجار الداخلي، بحيث لا يحدث انفجار. كما يجب ألا يؤثر الانفجار على المحرك المقاوم للانفجار، فلا يُسبب تشوهًا دائمًا أو تلفًا في أي جزء منه، ولا يُسبب زيادة دائمة في الفجوة. عادةً ما يُستخدم اختبار الضغط الساكن: حيث يُملأ الغلاف بالماء، ويُضغط إلى 1 ميجا باسكال، ويُحافظ على هذا الضغط لأكثر من 10 ثوانٍ. إذا لم يحدث أي تسريب عبر جدار الغلاف أو تشوه دائم، يُعتبر المحرك ناجحًا في اختبار الضغط الزائد.

تتكون مكونات الضغط في المحركات المقاومة للانفجار بشكل أساسي من الغلاف المقاوم للانفجار، وأغطية نهاية الغلاف، والشفاه، وما إلى ذلك. لذا، يجب أن يركز التصميم على متانتها وتناسقها. تختلف طرق الحساب باختلاف بنية الغلاف المقاوم للانفجار، سواء كان أسطوانيًا أو مربعًا، حيث تعتمد الطريقة الرئيسية على الحسابات النظرية وتحليل العناصر المحدودة. يصعب في الحسابات النظرية حساب الإجهاد الموضعي بدقة، بينما يوفر تحليل العناصر المحدودة فهمًا أسرع وأكثر وضوحًا لبنية الإجهاد الكلية، مما يُسهم في تحسين التصميم وتجنب انفجار التجارب الناتج عن تركيز الإجهاد الموضعي في الغلاف.