礦用鋰電池動力電源隔爆外殼力學(xué)性能研究與減振設(shè)計.pdf

1、煤礦井下使用的蓄電池電源、電氣、儀表等產(chǎn)品，在工作環(huán)境中可能會產(chǎn)生電弧或火花，一旦可燃性氣體混合物濃度達(dá)到爆炸范圍，就會引起周圍環(huán)境爆炸。為確保安全生產(chǎn)，煤礦井下使用的電氣產(chǎn)品均需進行防爆設(shè)計。
　　本文主要研究內(nèi)容是礦用鋰電池動力電源隔爆外殼體的力學(xué)性能分析與減振設(shè)計。磷酸鐵鋰電池具有比能量高、續(xù)航里程長、無記憶效應(yīng)、綠色環(huán)保等優(yōu)點。將鋰電池應(yīng)用于煤礦輔助運輸設(shè)備的動力電源，能夠提高設(shè)備續(xù)航里程，延長使用壽命，擴展應(yīng)用場合，因此

2、具有廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù)《礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源安全技術(shù)要求（暫行）》要求，鋰電池應(yīng)用于煤礦井下必須進行隔爆設(shè)計。本文研究的隔爆型動力電源可用于礦山井下電機車、單軌吊、無軌膠輪車等輔助運輸設(shè)備，具有高比能量和可靠的隔爆性能。
　　本文的分析對象為礦用動力電源大橫斷面積的隔爆外殼。爆炸過程中，長方體箱體趨向于變形成球體，法蘭與蓋板外邊緣壓緊、內(nèi)邊緣分離，接觸面積發(fā)生變化，因此采用接觸非線性模型。允許殼體局部發(fā)生塑性變形

3、，只要塑性區(qū)被彈性區(qū)包圍，可以抑制塑性變形。根據(jù)薄板理論，從理論上計算在1.5MPa壓力下板應(yīng)力的變形規(guī)律。運用ANSYS Workbench14.0軟件建立隔爆外殼的有限元模型，進行了彈塑性變形分析，分析各板及螺栓的變形及等效應(yīng)力。分析預(yù)緊力、螺栓結(jié)合長度及螺栓布置情況對螺栓受力的影響，對隔爆外殼進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高螺栓受力均衡性和安全性。
　　為防止機車振動帶來的電源失效危險，本文針對電源箱的減振問題，對基于磁流變彈性體的減振器