防爆电机接线盒电缆引入装置互换结构的设计

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(抚顺煤矿电机制造有限责任公司，辽宁抚顺 113122)

0 引言

煤矿井下与防爆电机配套使用的机组，其电缆引入装置有隔爆插销式和压盘式。电机设计时,按一种引入方式设计，只能满足用户的一种要求。随着煤矿井下电动机需求量的提高，电动机的用户不断增加。 但由于所用的与电动机配套使用的机组电缆引入方式不同，每台电动机配套使用的引入方式相对单一，插接式、压盘式两种引入装置无法互换。如果需要另一种引入方式的电机，则得再设计一种同型号的电机，只是将接线盒部分进行改动。这样，就形成了同一型号电机两种结构的情况。增加了生产环节，管理上容易造成混乱。本文就这个问题进行深入研究，将阐述如何解决防爆电机接线盒电缆引入装置互换的问题。

1 电缆引入装置的两种结构

1.1 隔爆插销式电缆引入装置结构

隔爆插销是按照国家标准《爆炸性气体环境用电气设备》GB 3836的有关要求与进口设备所要求的条件进行设计、制造的。隔爆插销主要用于煤矿井下，作为电机进线、出线电源连接耦合装置见图1。

隔爆插销(图1)分别由插头部份和插座部份两个主体组成。插座部份安装于电机接线盒上，即φ79mm径插入电机接线盒上与之配合的孔内，用M12mm螺钉穿过连接底座上4-φ13.5固定到电机接线盒上，将插座上配备的电缆引入到电机接线盒内作为电机进线，用户使用的电缆引入到插头上，通过插座将馈电送入煤矿井下用的与防爆电机配套使用的机组上。

1.2 压盘式电缆引入装置结构

按照国家标准《爆炸性气体环境用电气设备》GB 3836的规定，引入电气设备的电缆有几种引入方式，其中一种是压盘式电缆引入装置(见图2)。

图2 压盘式电缆引入装置结构

将压盘式电缆引入装置上的压盘座固定到电机接线盒上，用户使用的电缆穿过电缆密封圈内径D1引入到电机接线盒内，然后用压盘将电缆密封圈压紧，防止引入电缆松动，将馈电送入煤矿井下用的与防爆电机配套使用的机组上。

2 电缆引入装置互换结构的设计

不同用户使用的电缆密封圈内径尺寸不一样，将电缆引入装置互换结构的设计分成两种情况。

(1)电机引入电缆密封圈最大内径D1mm小于φ69mm。

我公司设计的一种防爆电机电缆密封圈最大内径为φ50mm、外径为φ82mm、厚度为35mm，方法如下。

由于隔爆插销的连接尺寸固定，所以与电机接线盒后板对接的零件的尺寸须按隔爆插销式引入装置连接底座的安装尺寸进行设计，即在接线盒后板上设计安装孔φ79mm,在φ79mm周围设计4-M12mm螺丝孔,其中心距与隔爆插销连接底座中心距相同，因为是隔爆电机，φ79mm须设计成隔爆孔，其粗糙度、隔爆间隙及隔爆长度须符合GB 3836隔爆要求，如图3所示。

图3 电机接线盒后板尺寸分布图

为了使压盘式电缆引入装置也能安装到图3所示的连接孔上，则需设计一个压盘座(1)进行过渡，其一端外径设计成隔爆止口，尺寸与隔爆插销止口φ79mm相同，隔爆长度为18mm，其粗糙度、隔爆间隙及隔爆长度要符合GB 3836隔爆要求。内径为φ60mm，连接底座与φ79mm相连，连接底座尺寸与隔爆插销连接底座相同，即连接底座上设计4-φ13.5mm孔，中心距为83X133、厚度为12；为了能安装上压盘，则在压盘座(1)另一端需设计一个孔φ82.5mm，深度53mm，用来安装电缆密封圈，如图4所示。

图4 压盘座(1)

通过压盘座(1)的过渡实现了将压盘引入装置安装到电机接线盒后板上。安装的时候，如果使用隔爆插销式电缆引入装置，则在φ79mm孔直接安装隔爆插销，用M12mm螺钉紧固到接线盒后板上4-M12mm螺孔上。如果使用压盘式电缆引入装置，则在φ79mm孔先装上压盘座(1)，用M12mm螺钉紧固到接线盒后板上4-M12mm螺孔上，然后再装电缆密封圈、压盘等其它零件，如图5所示。

图5 隔爆插销式、压盘式电缆引入装置换互结构(1)

(2)电机引入电缆密封圈最大内径D1mm大于φ69mm。

我公司设计的另一款防爆电机电缆密封圈最大内径为φ78mm、外径为φ125mm、厚度为55mm，设计方法如下。

在电机接线盒后板上设计一个台阶孔，一个尺寸为φ116mm的隔爆孔，深度为42mm，用来安装过渡套用，其粗糙度、隔爆间隙及隔爆长度要符合GB 3836隔爆要求；另一个孔为φ85mm，在φ116mm沉孔台上设计2-M8mm螺丝孔作为顶丝孔用，方便拆下过渡套。在φ116mm周围设计4-M12mm螺丝孔,中心距与隔爆插销连接底座中心距相同，即中心距为83X133。如图6所示。

图6 电机接线盒后板尺寸分布图

为了使隔爆插销式电缆引入装置及压盘式电缆引入装置能安装到图6所示的连接孔上，需设计一个过渡套，外径设计为φ116mm隔爆外径，长度为42mm；内径一端孔设计为φ79mm隔爆孔，长度为22mm；另一端孔设计成φ97mm隔爆孔，长度为20mm，隔爆孔及隔爆外径其粗糙度、隔爆间隙及隔爆长度要符合GB 3836隔爆要求，如图7所示。

图7 过渡套

再设计一个压盘座(2)，其一端设计成隔爆止口，尺寸与过渡套外径φ97mm相同，隔爆长度为18mm，其粗糙度、隔爆间隙及隔爆长度要符合GB 3836隔爆要求，内径为φ79mm，连接底座与φ97mm相连，连接底座尺寸与隔爆插销连接底座相同，即连接底座上设计4-φ13.5mm孔，中心距为83X133、厚度为12；为了能安装上压盘，则在压盘座(2)另一端需设计一个孔φ125.5mm，深度为64 mm，用来安装电缆密封圈，如图8所示。

图8 压盘座(2)

这样以来，通过过渡套、压盘座(2)的过渡实现了将隔爆插销式或压盘式引入装置安装到电机接线盒后板上。

安装的时候，先在φ116mm孔装上过渡套，如果使用隔爆插销式电缆引入装置，则φ79mm孔朝外，φ97mm孔朝里，然后安装隔爆插销，用M12mm螺钉紧固到接线盒后板上4-M12mm螺孔上；如果使用压盘式电缆引入装置，则将过渡套调转180°，将与压盘座止口相同的孔φ97mm朝外，φ79mm孔朝里，然后装上压盘座(2)，用M12mm螺钉紧固到接线盒后板上4-M12mm螺孔上，再安装电缆密封圈、压盘及其它零件，如图9所示。

图9 隔爆插销式、压盘式电缆引入装置换互结构(2)

3 结语

将电机接线盒设计成隔爆插销式、压盘式电缆引入装置互换结构，使得电机具有了互换性，用户只需购买一种电机即可根据使用情况自由选择电缆引入方式，使用起来灵活、方便。满足了不同用户的要求，缩短了电机制造周期，大大提高了生产效率。此结构被广泛地应用于隔爆型三相异步电动机接线盒的设计中。

[1] GB 3836.1—2010 . 爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求.

[2] GB 3836.2—2010.爆炸性环境 第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备.

[3] 机械设计手册联合编写组. 机械设计手册[M].第2版.北京：化学工业出版社，1987.