原创《矿用设备水冷板承压情况分析》：本论文主要论述了水冷论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
摘 要：在煤矿防爆变频设备中,水冷板是通过带走热量保证器件在正常温度下运行的至关重要的部分.在正常使用时,可能出现水冷板渗水、鼓等影响冷却效果的现象.本文通过简化建模进行有限元分析,从水冷板承压、制造角度说明,如何布局水道才能更好的保证水道强度.
关键词：防爆设备：水冷板；承压能力
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.109
1 引言
受煤礦工作环境影响,煤矿应用中大功率耗能设备多样,特别是高电压大功率电机、以及控制设备防爆变频器等,为保证设备更长有效运行,设备在设计时往往采用水冷方式进行散热.对于防爆电机而言,水冷水道形式一般为螺旋水道、折返水道（轴向平行水道）[2]；对于防爆变频器而言,往往采用长方形水道结构形式.水冷板的设计主要考虑散热,但需要根据实际情况满足需求方供水系统压力要求.因煤矿设备需要连续运行及使用条件限制,水冷板承压能力设计时要比实际规定设计得更高一些.
2 计算分析
冷却板水道的结构形式繁多,为便于实际加工及降低成本,建议矿用水冷板水道采用方形水道；本文暂只讨论方形水道的相关情况,从而强度计算可简化为“矩形外壳强度计算”[1,3],本文不进行详述.本文通过简单的水道模型,进行水冷板的承压能力分析.
因水冷板水道及焊板布局相同,故对水冷板模型进行了简化,水冷板材料为Q235,对其中一部分水道进行有限元分析,如下图1～4.
如按照图纸焊接加工,理论保守分析在8.5Mpa压力下,水冷板不会损坏.水压达到8Mpa左右时,会超过材料的屈服强度,此时水冷板才会有较大的变形,长时间处在此工作状态,会使变形无法恢复,可能会影响到直接固定在冷却板上的功率原件,所以对直接固定在冷却板上的功率元器件,平面度要求较高的,建议设计时此处不要超过材料屈服强度.
在制造过程中请注意以下几点：
（1）建议焊接应使用二氧化碳气体保护焊,与Q235材料匹配的焊丝应为40公斤级的焊丝；切勿使用焊条或低等级焊丝；
（2）焊接时盖板需要周边打破口,必须先打底焊接,才能保证与底板有很好得焊接熔合,从而保证焊接强度；
（3）保证中间焊接间隙至少为5mm,切勿过小；如果焊接加工工艺达不到,建议盖板搭接2～3mm,焊缝几乎可以熔透.
从上面数据可以看出,盖板中间焊缝的有效长度越长,盖板的承压能力会越强；为了满足设计4.5MPa承压,水冷板厚度可以减薄.设计时需要根据实际要求及制造情况进行综合考虑.
3 总结
矿用防爆电机及防爆变频器,因制造成本及强度等要求,一般采用Q235、Q345等钢材,长时间使用水道容易锈蚀或存有污垢,所以在定期的进行检修维护或大修时,可以用弱酸或者特殊的清洗液对水道进行冲洗.虽然对于水冷板而言,为了更好的吸收散热元件的热量,水冷板越薄越好；但考虑到长期使用锈蚀后板厚变薄,在设计时在满足散热条件下,却应该尽可能的设计厚一些,从而尽可能的延长设备使用寿命.我公司的产品被广泛的应用于各大煤矿企业并得到客户得认可,希望本文的分析研究可以对设计和制造有一定的指导借鉴作用.
参考文献：
[1]安郁熙,王程程,崔焕鹏.矿用隔爆型电气设备防爆壳体的轻薄化设计[J].煤矿机电,2016（01）.
[2]王丽芳.矿用双速水冷电机得功率与结构[J].电机技术,2011（01）.
[3]钱松,倪春明.矿用隔爆型电气设备的外壳强度设计探讨[J].煤矿机电,2006（06）.
作者简介：安郁熙（1983-）,男,硕士,中级,工程师.
水冷论文参考资料：
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