一、引言

    作为煤矿井下爆炸性气体环境用隔爆型电气设备，其前门结构主要有螺栓紧固式、提升式及平移式快开门三种。螺栓紧固式结构简单，安全可靠，适用在不需要经常打开前门的设备上。而在需要经常维修的设备上，就必须采用省时省力的快开门式前门结构。

    二、提升式快开门结构分析

    提升式快开门结构的设计，关键在于前门与壳体法兰之间的连接方式，目前，矿用隔爆型电器开关主要有以下几种结构形式。

    （一）全扣钉式结构

    图1所示为剖去右边盖板后的前门与壳体法兰装配视图，右面是放大比例的剖视图。前门与壳体法兰上下、左右均由扣钉连接，扣钉用实线表示，扣钉槽用虚线表示。扣钉由螺母、弹簧垫圈紧固在壳体法兰上，扣钉槽则在前门上由T型铣刀加工而成。装配时可通过增减厚度为0.lmm的调整垫片控制隔爆间隙A的大小。合门时，扣钉的大端部先通过扣钉槽的大孔进入槽底，当前门向下运动时，扣钉大端部进入扣钉槽的狭窄部分，从而完成前门与壳体的连接。前门开启时先解除机械闭锁，然后提升操作手把，前门上移15+16.5=31.5mm,前门法兰上的扣钉槽与固定在壳体法兰上的扣钉完全分离，转动操作手把，即可打开前门。

    结构分析：这种结构不占用腔体空间，方便芯体的抽拉。缺点是扣钉与扣钉槽的加工精度要求高，其配合尺寸12的上下偏差必须控制在图示的范围内，装配后配合间隙不一样，虽然有调整垫片，但周围十个扣钉的配合间隙不易调节一致，根据三点成面的原理，实际起作用的只是三个扣钉，若前门刚度不好，在爆炸压力的冲击下前门容易变形，增大隔爆间隙，可能传爆，存在安全隐患。

    工艺分析：前门上左右扣钉槽的加工性能不好，加工尺寸不易保证，且排铁屑困难，散热慢，容易烧毁刀具。

    结论：经过实践证明，由于法兰上左右扣钉槽的加工工艺性能不好，以及装配后扣钉与扣钉槽的配合间隙大小不一样，不易调节，因此，这种结构除特殊需要外，一般不宜选用。

    （二）上下扣钉＋左右齿扣结构

     图2所示为剖去右边盖板后的前门与壳体法兰装配视图，壳体法兰的上下扣钉及左右齿扣以实线表示，虚线表示的是前门法兰及相应的扣钉槽和齿扣，其啮合位置参见俯视图。

    这种结构是在第一种结构的基础上改进而成，法兰上下还由扣钉连接，所不同的只是左右方向的扣钉连接改成了齿扣连接。其中两个齿扣齿形向内，对称地放置在壳体法兰左右两侧，用螺栓紧固在壳体上，另两个齿扣齿形向外，对称地放置在前门法兰的左右两侧，用螺栓紧固在在前门上。前门关合时，前门齿扣的凸爪通过壳体齿扣的凹槽进入壳体内，当前门与壳体的隔爆面贴合时前门向下运动，最终使壳体与前门的齿扣啮合在一起，从主视图上看是重合，俯视图则重叠，从而达到将前门紧固的目的。

    结构分析：由于齿扣是平面啮合，且有长条状厚度为0.lmm的黄铜带来调节配合间隙A,所以啮合可靠，同时，这种结构简单，易于实现。其缺点是两组齿扣占用壳体法兰内周空间，影响抽芯式结构，另外若齿扣毛刺处理不好，容易划伤操作者的手臂。

    工艺分析：齿扣的加工简单，加工工艺性好，能够在铣床和磨床上成组加工，不但保证了加工尺寸和互换性，而且节约了大量的加工、装配及调整的时间。

    结论：通过大量的使用证明，这种结构还是很可靠的。

    适用范围：要求快开门的中小型隔爆外壳。我厂以4#通用外壳派生的200A, 315A,160可逆、160双速、300A等起动器均采用这种结构。

    （三）全齿扣结构

    图3所示的全齿扣结构，是在第二种结构的基础上，面向中型隔爆外壳而设计的，解决了上下法兰面太长而扣钉啮合强度不够的缺点，且改善了加工性能，增加了前门的刚性和强度。

    结构分析：这种结构的左右两侧齿扣同上述第二种结构，上下两侧则采用扣板结构。上扣板由内六角圆柱头螺钉、弹簧垫圈紧固在前门法兰上，下扣板由内六角圆柱头螺钉、弹簧垫圈紧固在壳体法兰上。前门关合时，前门法兰沿壳体法兰面向下运动，使上扣板扣住壳体法兰的上端，而下扣板扣住前门法兰的下端，从而将前门与壳体连成一体。

    由于前门四周均由齿扣或扣板锁住，所以可靠性非常高。前门和壳体的配合隔爆间隙A由加工精度及调整垫片来保证。如图示标注尺寸，最大间隙=0.18+0.22=0.4mm，最小间隙=0+0.06=0.06mm 。合理的间隙既能满足防爆性能的要求，又使前门在提升和落下时操作灵活可靠。

    工艺分析：齿扣、扣板加工简单，装配时快捷，调整较前两者均有提高。

    结论：应尽可能采用这种结构。

    适用范围：要求快开门的中型隔爆外壳。我厂的630A,500A,400A馈电系列开关均采用这种结构。

    （四）上下扣板＋左右短齿扣结构

    图4所示的这种结构，是在第三种结构的基础上开发出来的，保留了上下扣板。左右齿形直接在前门法兰两侧加工，相比第3种结构，具有几大优点：

    1．壳体法兰内周面积大，宜于采用抽芯式结构，同时能容纳更多的元器件；

    2．左右齿扣不占壳体法兰内周，不妨碍．工人的装配和矿工的维修；

    3．节省钢材，减少加工费用，节约了生产成本。

    适用范围：要求快开门和容量更大的中型隔爆外壳。特别适用于布置带有导轨的抽芯式芯架。我厂的630A; 500A智能馈电开关均采用这种结构。

    （五）两侧齿扣结构

    这种结构是由第三种或第四种结构简化而成的，仅需要左右两侧齿扣或上下两侧扣板，另两侧则靠前门本身的刚度保证。

    结构分析：此种结构更为简单，因为少了两侧齿扣或扣板，从而增大了壳体法兰内周空间，便于抽芯式结构，也降低了成本，但它对前门的刚度提出了更高要求，为保证刚度，可加大前门凸起高度，一方面增加前门容积，可以放置更多元器件，另一方面提高了其抗弯曲变形的能力。

    工艺分析：装配与加工均简单，所用零部件少，但对前门热处理要求高，以免其时效弯曲变形。

    适用范围：体积较小的电器开关或前门法兰一侧尺寸较短的结构。

    三、结束语

    通过以上几种主要齿扣结构的分析，我们在设计矿用隔爆外壳结构时，就可以根据具体的情况，选用合适的结构，以便满足设计和生产的要求。