人舱设计计算书.doc

JYC(S)-100/12型矿用可移动式救生舱设计计算书2011年4月30日说明:本设计计算书依据国家安监总局(2010)34号文件和国家安标中心编制的《矿用可移动式救生舱通用技术要求》9月草案稿、《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》、《煤炭工业矿井设计规范》GB50215—2005、《煤矿安全规程》2010年版、《防治煤与***突出规定》2009年版、《矿山救护规程》2009年版、国家煤矿安全监察局《煤矿井下避难所试点建设基本要求》(煤安监司办2010第9号)、国家安全监管总局国家煤矿安监局关于《建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》(安监总煤装〔2010〕146号)。参照和借鉴其他厂家的先进经验、国家相关标准以及本人自2006年以来跟随矿用救生舱产品开发研制的众多设计技术积累。设计指导思想;设计一个完善的、技术领先的、符合煤矿需求的产品,指导投产企业的产品规模化生产。本设计计算书主要针对12人100h(120h)矿用移动式救生舱产品。本设计计算书起草人:韩奇系统组成与工作原理:(说明:本图为8人舱示意图,12人舱前后部为拱形,长度8——,宽高相同。)从上图可见:救生舱是由多个功能系统构成的高技术产品项目。总体设计指标及说明:设计容纳人数:12人;满足煤矿井下掘进班组白班常规人数与辅助人员数量要求。具有积木式组合形式,可以形成16人、24人的使用条件。根据新的规范要求,救生舱只是满足井下掘进工作面矿工的避险需求,因此,失去了制作大型救生舱的意义,由临时避灾硐室或永久避灾硐室承担容纳较多人数的避灾需求。设计保护时间:100h(小时)、;,,即120h(小时)。设计外形尺寸:8500mm(9500mm)×1700mm×1700mm、(立方米);在救生舱的外形设计中,充分考虑了煤矿井下巷道断面尺寸对舱体宽高的制约影响,以及下井运输设备提升罐笼的空间约束影响。舱体结构形式:舱体结构设计是救生舱一项重要的综合设计,它要满足救生舱的额定人员空间要求、舱内安装设备的空间要求、结构强度、密闭能力、隔热能力、抗压与抗爆炸冲击能力等承受灾害能力(或对人员的保护能力)的综合要求。所以,救生舱生产企业都非常重视舱体结构设计,从而表现出企业对煤矿和产品的理解。我们经过大量调研和吸取其他厂家的经验教训,采用如下设计方案:多舱段法兰联接形式;采用多段联接技术,重点是应对煤矿下井提升罐笼的空间约束、煤矿井下巷道的空间约束以及重庆煤科院爆炸硐室门的空间约束。方拱形断面;该形状使舱顶可以承受较大的压力(优越于矩形)、正面可以承受一定的冲击破坏力、截面空间较大、空间利用效果比较理想(优越于圆形)。拱形端面板;可以消除端面板焊接应力,增大端面板的抗冲击、抗变形能力,确保舱门的密闭性能。龙骨式承载结构;采用由内法兰、加强圈、加强筋构成舱体完整的龙骨承载结构,使整个舱体蒙板建立在这个承载结构上。内法兰技术;法兰在舱内连接,避免了由于外部空间不足舱体连接中的困难和麻烦,采用平法兰与凹口法兰含O型密封圈的密封连接结构,保障了连接强度和密封效果。舱体结构强度:设计强度计算书本舱体结构断面图如下:内法兰图;加强圈图;加强筋图;舱体前后拱形端面板图;本救生舱采用多段内法兰连接而成,由前后舱段和6个-7个中间舱段组成,中间段厚度960mm如下图;附加法兰和加强圈、加强筋的舱体段图如下;前后拱形端板段图本舱体结构强度设计计算参照GB150-1998《钢制压力容器》标准中附录D《非圆形截面容器》相关规定中的;(1)D3、带圆角的矩形截面容器其薄膜应力CD=PC(R+L)/δ1-----(D16)其弯曲应力C=C/2I1×[2MA+pCLS(L2+2rL-2rl1)]-----(D17)D=C/2I1×[2MA+pCLS(L2+2rL-2rl1–l12)]------(D18)式中;MA=pCK3L3,N×mm;K3=-l21[3φ2(2a3–π+2)-6φ(1-a3)+a23(a3+3+)-2]/[3(2a3+πφ+2)],:σmc≤[σ]tΦσmD≤[σ]tΦσTc=σmC+σBc≤[σ]tΦσTD=σmD+σbD≤[σ]tΦ圆角区的薄膜应力(D22)计算;σm=pc/δ1(√L2+l12+r)圆角区的弯曲应力(D23)计算;σb=C/2I1(2MA+PCLS{2r[L-l1(1-+L2})式中;(见图D3),(0).应力校验;σm≤[σ]tΦσT=σm+σb≤[σ]tΦ(2)D5椭圆形截面容器小圆弧区薄膜应力按式(D31)、式(D32)计算;(GB150—P152)σmA=PCa/