鉴于大家对工科论文十分关注，我们编辑小组在此为大家搜集整理了“ 静态正压防爆技术在矿井搜救机器人中的应用 ”一文，供大家参考学习
1 矿井搜救机器人防爆设计思路如前所述,矿井搜救机器人若采用隔爆型外壳作为防爆形式,必然带来体积大、重量大等缺点,给机器人性能带来不良影响。在参阅大量文献后,本文提出了采用静态正压技术作为矿井搜救机器人防爆型式,以解决矿井搜救机器人的防爆问题。
所谓正压型电气设备,就是对电气设备内充入具有一定压力的保护性气体,使它内部可能产生火花、电弧和危险温度的电气元器件处于保护性气体之中,这样,这些元器件就不会发生点燃爆炸型气体混合物的危险。由于井下搜救机器人属于井下用移动设备,为适应井下特殊情况,无法连接固定的保护性气体源。在对机器人内部设备进行分析后发现:①该机器人内部不包含可燃性物质的内释放源;②可稳定的保证正压外壳内充入的保护性气体后外壳内的氧气浓度不超过1% (体积比)。所以,可认为该机器人可适用于GB3836·5《爆炸性气体环境用电气设备:正压外壳型》中静态正压防爆技术。
2 静态正压型机器人外壳实现方法2·1 静态正压型矿井搜救机器人外壳构成静态正压型矿井搜救机器人外壳由密封外壳(图1所示)与内置正压系统构成。密封外壳的作用是保证充入壳体内的保护性气体不向外泄露,因而保证壳体内部压力值在机器人工作过程中始终保持正压。
图1 密封外壳密封外壳由底盘、紧固件、上盖和轴密封构成。底盘1与上盖3由紧固件2连接,接口处配置密封O圈,保证接口处气密性。轴密封采用动态密封装置,保证该处泄露量小于1·73×10-6mBarL/s。基本可认为该处无泄露。
96装备技术底盘与上盖为减轻重量,采用角钢焊接框架5后,外裹密封外壳6的形式。这样即满足外壳的机械强度与刚度,又最大限度的减轻其重量。
底盘结构2·2 正压密封外壳的设计考虑极限情况,当密封外壳最大面承受压力时,将其简化为板模型,板的四条边施加固定约束,在板的一侧面施加恒定压力。压力值根据GB3836·5-2004中16·1条规定,取正常工作压力的1·5倍。在此设定的正常工作压力为高于大气压1×104Pa,则加载压力为1·5×104Pa。
采用SOLIDWORKS建立模型并使用COSMOS进行分析:密封外壳采用Q235A板材,尺寸为930mm×400mm×1·2mm。未冲压加强筋与冲压加强筋的外壳受冲击应力、变形与重量对比如表1所示。本文所属栏目http:///organ/
表1 两种板材的重量对比状态冲击应力/MPa冲击变形/mm重量/kg未冲加强筋746 30·41 3·437冲压加强筋335 14·30 3·771从表1可见:具有相同几何尺寸的Q235A薄钢板在冲压有加强筋后,在自重没有明显增加的情况下,其机械强度有大幅度的提高。所以,这种冲有加强筋的薄钢板适用于正压密封外壳。
2·3 静态正压型机器人外壳内置正压系统设计2·3·1 静态正压外壳内置正压系统设计思路在国家标准GB3836·5 -2004中3·20条规定,所谓“静态正压保护”就是“不添加保护气体而保持危险场所中正压外壳内正压值的保护方法”; 8·5条规定,“对于px型或py型设备应安装两台自动安全装置……”;这就要求在设计机器人外壳时应①设置非外接的正压保护气源;②设置可靠的气体施放装置;③设置压力检测及报警装置;④设置气体循环装置。
2·3·2 静态正压外壳内置正压系统构成静态正压型机器人外壳内置正压系统包括正压保持系统和正压安全系统,如图3所示。
图中1号件为车载储气罐,内充一定压力的惰性气体,作为保护性气源; 2号件为手阀,为手动控制储气罐开启关闭装置; 3号件为电磁阀,与控制计算机11连接,由控制1—惰性气体储气罐; 2—手阀; 3—电磁阀; 4—减压阀;5—调速阀; 6—出气口; 7—出气口; 8—动力电源;9—出气口; 10—压力传感器; 11—控制计算机;12—氧气传感器; 13—双向进气口; 14—压力传感器;15—双向进气口; 16—双向进气口图3 静态正压型机器人外壳内置正压系统计算机11控制其开闭,向壳体内部施放保护性气体; 4号件为减压阀,控制充气压力; 5号件为调速阀,调整充充气速度; 7号件为出气口,向正压外壳内充气。13、16号件为双向进气口,与6、9号件气路连接,起到施加预压和排放壳体内残留空气的作用。压力传感器10、14作为两套自动安全装置保证壳体内部的正压值; 12号件为氧气传感器,用于检测机器人壳体内部的氧气浓度。（本论文由网学http:// 整理提供，如需转载，请注明出处或联系我们的客服人员）
