Модернизация пожарного автомобиля на базе ЗИЛ

Пояснительная записка.docx

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ПОЖАРНО - ТЕХНИЧЕСКОГО ВООРУЖЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЯ6
1 Краткая географическая природно-климатическая и социально-экономическая характеристика г. Барнаула Алтайского края6
2 Краткая характеристика местного пожарно-спасательного гарнизона13
3 Обстановка с пожарами в подразделениях 1 отряда ФПС ГУ МЧС России по Алтайскому краю15
ГЛАВА 2 ТЕОРИТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ ПОЖАРНО - ТЕХНИЧЕСКОГО ВООРУЖЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЯ18
1 Анализ использования специальной пожарной техники 1 пожарно-спасательного отряда18
2 Краткая характеристика 1 пожарно-спасательной части 1 пожарно-спасательного отряда и предложения по модернизации пожарной техники20
ГЛАВА 3 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПОЖАРНОГО НАСОСА НА БАЗЕ АВТОМОБИЛЯ ЗИЛ-13022
1 Общая характеристика пожарного автомобиля22
1 Основы теории компоновки27
2 Общая характеристика насосной установки29
2.1 Расчёт характеристик насосно-рукавной системы34
2.2 Назначение дополнительной трансмиссии и особенности компоновочных схем37
2.3 Графоаналитическое определение возможности совместной работы двигателя и насоса пожарного автомобиля40
3 Водопенные коммуникации45
4 Согласование режимов работы насоса с двигателем пожарного автомобиля48
5 Расчеты прочности креплений насоса54
ГЛАВА 4 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО МОДЕРНИЗАЦИИ НАДСТРОЙКИ ПОЖАРНОГО АВТОМОБИЛЯ58
1 Разработка предложений по модернизации58
2 Преимущества установки шторных дверей59
3 Расчет размеров шторных дверей60
ГЛАВА 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИНЯТЫХ РЕШЕНИЙ61
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ67
Природные чрезвычайные ситуации в частности пожары являются одной из наиболее значимых угроз наносящих не только материальный ущерб Российской Федерации но также и социальный. Пожар - неконтролируемое горение причиняющее материальные ущерб вред жизни и здоровью граждан интересам общества и государства
Для ликвидации пожара необходимо:
-доставить в личный состав (расчеты) огнетушащие вещества и пожарное оборудование;
-подавать в необходимом количестве огнетушащие вещества в очаги горения;
-выполнять ряд специальных работ перед началом и во время тушения.
Для успешного и быстрого выполнения задач пожарной охраны по ликвидации пожаров и их последствий используются различные технические средства ГПС МЧС России. Основными техническими средствами Федеральной противопожарной службы (ФПС) являются пожарная техника. От её технического состояния зависит боеготовность и оперативные возможности ФПС. Пожарная техника а в частности пожарные автомобили должны постоянно находиться в полной готовности и соответствовать современным требования по техническому и оснащенному состоянию.
Пожарные автомобили - оперативное транспортное средство на базе автомобильного шасси оснащенные пожарно-техническим вооружением оборудованием используемые при пожарно-спасательных работах.
Целью дипломного проекта - является модернизация пожарно-технического вооружения насосно-рукавного автомобиля установкой насосной станции повышенной производительности а также подготовка предложений по укомплектованию пожарно-техническим вооружением.
Применение более производительного насоса позволит обеспечить более быструю перекачку жидкости для пожаротушения к месту пожара что положительно отразится на времени тушения пожара.
Задачи выпускной квалификационной работы:
- дать характеристику гарнизона пожарной охраны 1 отряда ФПС ГУ МЧС России по Алтайскому краю;
- теоретическое обоснование модернизации пожарно-технического вооружения;
- произвести проверочные расчеты работы насоса и двигателя пожарного автомобиля;
- сформировать предложения по укомплектованию пожарного автомобиля специальным пожарно-техническим вооружением.
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ПОЖАРНО - ТЕХНИЧЕСКОГО ВООРУЖЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЯ
1 Краткая географическая природно-климатическая и социально-экономическая характеристика г. Барнаула Алтайского края
История города Барнаула начинается с 1724 года когда он впервые упоминается в сведениях Канцелярии Колывано-Воскресенского горного начальства. Официальным годом основания города Барнаула является 1730 год. На протяжении более 280 лет с момента основания были этапы развития города Барнаула как промышленного так и торгового.
Город Барнаул приобрел статус административного центра Алтайского края в соответствии с постановлением Всесоюзного Центрального Исполнительного Комитета Союза ССР от 28 сентября 1937 года установившим выделение Алтайского края из состава Западно - Сибирского края.
На территории города расположены пять административных районов: Железнодорожный Индустриальный Ленинский Октябрьский Центральный.
В настоящее время крупные промышленные предприятия города занимаются металлообработкой переработкой сельскохозяйственной продукции производством продуктов питания энергетического различного промышленного оборудования автомобильных шин других изделий из резины асбестовых изделий. В городе развита лёгкая промышленность. Большая доля населения задействована в малом и среднем бизнесе.
В городе действуют 35 больничных и 38 амбулаторно-поликлинических учреждений 4415 предприятий потребительского рынка 12 государственных и 8 негосударственных вузов 16 учреждений среднего профессионального образования 101 школа 160 детских дошкольных учреждений. Работают 4 театра 5 музеев 8 парков 4 современных кинотеатра 10 учреждений клубного типа 43 библиотеки.
Площадь жилого фонда города Барнаула составляет 143 млн. кв. м. Ведётся проектирование и застройка новых жилых микрорайонов.
Среди городов - региональных столиц Сибири в расчёте на душу населения Барнаул занимает:
место по обороту розничной торговли;
место по вводу жилья;
место по объёму инвестиций в основной капитал;
место по объёму производства промышленной продукции;
место по уровню заработной платы одного работника.
Барнаул - административный центр Алтайского края с 1937 г.
Расположен в восточной части Приобского плато в зоне лесостепи на левом берегу Оби в устье Барнаулки.
Географические координаты: 84° восточной долготы 52° 30" северной широты. Абсолютная высота над уровнем моря 130-250 м.
Климатические особенности Барнаула определяются положением Алтайского края на юго-востоке Западной Сибири и воздействием Алтайской горной области. Открытость территории к Северному Ледовитому океану и районам Казахстана и средней Азии создает возможность поступления различных по свойствам воздушных масс что способствует значительной изменчивости погодных условий. Вследствие положения внутри огромного континента климат отличается континентальностью. Для Барнаула характерна морозная умеренно-суровая и малоснежная зима и теплое лето. По количеству выпадающих атмосферных осадков Барнаул относится к зоне недостаточного увлажнения. Среднегодовая сумма осадков - 539 мм наибольшее количество (72 мм) выпадает в июле наименьшее (27-28 мм) в феврале и марте. Во все сезоны преобладают ветры юго-западного направления. Климат континентальный средняя температура января -25°С июля +22°С. Среднегодовое количество осадков - 477 мм.
Площадь города (включая подчиненные городу населенные пункты) - 93944 кв. км. (780 улиц 11 проспектов 126 переулков и проездов). Общественный транспорт насчитывает 11 трамвайных 5 троллейбусных 49 городских маршрутов 46 маршрутных такси.
Население на 1 января 2017 г. - 6333 тыс. человек.
Барнаул - крупный транспортный узел через него проходят Южно-Сибирская Туркестано-Сибирская железные дороги; автомобильные трассы связывают город с населенными пунктами края с г. Новосибирском Кузбассом Казахстаном; воздушные линии - со многими городами России ближнего и дальнего зарубежья.
В 1980 году Барнаул был награжден орденом Октябрьской Революции.
Город расположен на юге лесостепной зоны Западной Сибири на левом берегу реки Оби. Территория города приурочена к Проиобскому плато и долинам реки Оби и реки Барнаулки. Данные геоморфологические структуры определяют рельеф города.
Приобское плато - пологоувалистая равнина с абсолютными отметками от 230-250 м в северной части города до 185-190 м близ границы плато с долиной Барнаулки. Общий наклон поверхности плато с северо-запада на юго-восток к долине Барнаулки. Рельеф плато осложнен эрозионными структурами: долиной реки Пивоварки оврагами мелкими понижениями типа «степных блюдец». Наиболее крупные из них - лог в долине Пивоварки протяженностью 12 км и в западной периферии территории города - овраг Сухой лог протяженностью 8 км. Склон плато в долине Оби довольно крутой (25-600) высота его достигает отметки 25-40 м.
По почвенно-географическому районированию территория г. Барнаула находится в зоне черноземов умеренно засушливой и колочной степи. Структура почвенного покрова характеризуется вариациями черноземов обыкновенных и выщелоченных малогумусных среднесуглинистых. В целом черноземы территории обладают благоприятными химическими и технологическими свойствами. Мощность гумусового слоя их колеблется в пределах 40-50 см реакция среды (pH) нейтральная содержание воднорастворимых солей не превышает 005%.
Основные природно-территориальные комплексы естественного происхождения города представлены растительностью правобережных пойменных территорий р. Обь. Широко распространены разнотравно-злаковые ассоциаций. Леса занимают микропонижения водоразделов днища и склоны балок. Нередки березовые колки из березы повислой с примесью осины. В границе города расположен участок уникального соснового ленточного бора.
Климатические особенности Барнаула определяются положением Алтайского края на юго-востоке Западной Сибири и воздействием Алтайской горной области. Открытость территории к Северному Ледовитому океану и районам Казахстана и средней Азии создает возможность поступления различных по свойствам воздушных масс что способствует значительной изменчивости погодных условий. Вследствие положения внутри огромного континента климат отличается континентальностью. Для Барнаула характерна морозная умеренно-суровая и малоснежная зима и теплое лето. По количеству выпадающих атмосферных осадков Барнаул относится к зоне недостаточного увлажнения. Среднегодовая сумма осадков - 539 мм наибольшее количество (72 мм) выпадает в июле наименьшее (27-28 мм) в феврале и марте. Во все сезоны преобладают ветры юго-западного направления.
За прошедшие пять лет экономика города увеличилась более чем на половину с 407 млрд. рублей в 2006 году до 657 млрд. рублей в 2010 году. Наибольшая доля в объёме собственного производства услуг работ приходится на виды экономической деятельности:
- обрабатывающие производства (порядка 35-40% от объёма экономики);
- производство и распределение электроэнергии газа и воды;
- транспорт и связь (около трети экономики города).
- доходы бюджета города за 2011 год составили 102 млрд. рублей.
Наибольшая доля расходов бюджета приходится на образование жилищно-коммунальное хозяйство и здравоохранение.
- Стоимость объектов муниципальной собственности на 01.01.2012 составила 97 млрд. рублей. Структура муниципального имущества:
-321 тыс. объектов недвижимого имущества стоимостью 69159 млн.руб. (2008 - 443 тыс. объектов стоимостью 52745 млн.руб.).
-01 тыс. объектов незавершенных строительством стоимостью 13163 млн. руб. (2008 - 27 объектов стоимостью 19.1 млн. руб.)
-718 тыс. объектов движимого имущества остаточной стоимостью 1450 млн. руб. (2008 - 512 тыс. стоимостью 11713 млн. руб.)
-На 01.01.2019 в городе зарегистрировано 33 муниципальных унитарных предприятия. Активно проводится работа по реализации Федерального закона 83-ФЗ.
В структуре земель городского округа преобладают земли сельскохозяйственного назначения - 430% от общей площади округа и земли населенных пунктов - 420% от общей площади округа причем большую часть из них составляют земли города Барнаула - 843% всех земель населенных пунктов.
Стратегия развития города определена в Концепции долгосрочного социально-экономического развития города Барнаула до 2020 года и реализуется за счёт реализации муниципальных (долгосрочных и ведомственных) целевых программ.
На среднесрочную и долгосрочную перспективу определены стратегические направления:
-интеграция в региональную экономическую политику
-использование нового инструментария в инвестиционной деятельности
-продвижение туризма
Одним из полюсов экономического роста региона должна стать Барнаульская агломерация объединяющая города Барнаул и Новоалтайск а также Первомайский район. Благодаря сформированному промышленному потенциалу здесь будут развиваться существующие сектора такие как транспортное и энергетическое машиностроение химическое производство пищевая промышленность. Развитый научно-образовательный сектор будет способствовать формированию региональных экономических кластеров прежде всего в агропромышленном комплексе и машиностроении.
В области инвестиционной деятельности стратегией предусматривается переход от пассивной формы взаимодействия к активному поиску инвесторов. Для существенного увеличения объема инвестиций в реальный сектор экономики поставлены задачи как минимум в 2-25 раза сократить сроки оформления земельной и разрешительной документации в том числе за счет перехода к оказанию муниципальных услуг в электронной форме а также развития сети многофункциональных центров.
Развитие туристической отрасли на территории города перспективно в части въездного событийного делового туризма.
Барнаул - крупный транспортный узел находится на подъезде от федеральной автомагистрали Р256 «Чуйский тракт». Здесь начинается федеральная трасса А322 Барнаул - Рубцовск - граница с Республикой Казахстан. Через город проходят Южсиб и Турксиб территориально относящиеся к Западно - Сибирской железной дороге. Расположенная в городе одноимённая железнодорожная станция является главной в Алтайском регионе Западно - Сибирской железной дороги.
Международный аэропорт имени Г.С. Титова находится в 17 км к западу от города. На Оби существует пассажирский речной вокзал и грузовой речной порт.
Пассажирооборот барнаульского автовокзала составляет в среднем 4500 человек в сутки. Город связан автобусными сообщениями со всеми 60-ю районами Алтайского края а также с соседними регионами: Республикой Алтай Новосибирской Кемеровской Томской областями.
Регулярные автобусные рейсы выполняются в города Казахстана: Павлодар Семипалатинск Усть - Каменогорски Алма-Ату. С июля 2011 года открыт новый маршрут в Красноярск.
Городской транспорт представлен автобусами и маршрутными такси (см. Барнаульский автобус) трамваями (9 маршрутов см. Барнаульский трамвай) и троллейбусами (3 маршрута см. Барнаульский троллейбус). Основные автомобильные магистрали города:
-Павловский тракт (на Камень-на-Оби Новосибирск)
-Змеиногорский тракт (на Рубцовск и Казахстан)
-Правобережный тракт (на Новосибирск и Бийск)
-Шоссе «Ленточный Бор» (объездная дорога).
А также внутригородские (просп. Ленина Красноармейский просп. ул. Попова ул. Кутузова ул. Малахова ул. Северо-Западная и др.).
В городе существует большое количество точек доступа Wi-Fi в основном это рестораны кофейни гостиницы. В большинстве заведений доступ к Wi-Fi можно получить бесплатно.
Действует несколько альтернативных операторов стационарной связи: компании «Дианэт» «МТС» «Интелби ТТК» «Интерсвязь» «Простор Телеком» «Сибирские Сети» «ТТК Западная Сибирь» «Энфорта» «ЭР-Телеком».
Услуги сотовой связи в городе предоставляют пять федеральных операторов: «Билайн» «МТС» «МегаФон» Tele2 Yota.
ГЛАВА 2 ТЕОРИТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ ПОЖАРНО - ТЕХНИЧЕСКОГО ВООРУЖЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЯ
1 Анализ использования специальной пожарной техники 1 пожарно-спасательного отряда
Пожарные аварийно-спасательные машины - это моторизованные средства с оборудованием предназначенные для использования при тушении пожаров и ликвидации аварий и катастроф. Их условно можно разделить на следующие основные группы:
специальные пожарные аварийно-спасательные автомобили;
вспомогательные пожарные аварийно-спасательные автомобили;
аварийно-спасательные автомобили;
аварийно-спасательные автомобили целевого применения;
аварийно-спасательный механизированный инструмент.
Кроме указанной основной классификации пожарных аварийно-спасательных автомобилей по назначению имеются и другие методы классификации: по числу колес и «колесной формуле» по полной массе по виду потребляемого топлива и др.
По приспособленности пожарных аварийно - спасательных автомобилей к работе в разных дорожных условиях различают автомобили обычной проходимости предназначенные в основном для передвижения по благоустроенным дорогам в условиях города повышенной проходимости - по неблагоустроенным дорогам и высокой проходимости - по бездорожью.
На вооружении подразделений МЧС находятся пожарные аварийно-спасательные автомобили: ограниченной проходимости - 4x2 - двухосный автомобиль с одной ведущей осью (ЗиЛ-130) повышенной проходимости - 4x4 - двухосный автомобиль с двумя ведущими мостами 6x4 - трехосный автомобиль с двумя ведущими мостами (КамАЗ-43105 ЗиЛ-133 ГЯ) 6x6 - трехосный автомобиль со всеми ведущими мостами (ЗиЛ-131 Урал-375) и высокой проходимости - 8x8 - четырехосный автомобиль со всеми ведущими осями (МАЗ-7310).
По полной массе от которой зависит количество вывозимых огнетушащих веществ пожарно-технического вооружения (ПТВ) оборудования и боевого расчета пожарные аварийно-спасательные автомобили (ПАСА) подразделяются на следующие типы:
Легкие - с емкостью цистерны до 2000 литров.
Средние - с емкостью цистерны 2000-4000 литров.
Тяжелые - с емкостью цистерны свыше 4000 литров.
По виду потребляемого топлива ПАСА подразделяются на бензиновые дизельные газобаллонные и др.
В городе Барнауле на вооружении 1 отряда ФПС по Алтайскому краю для тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ стоит следующая специальная техника:
-Автоцистерна пожарная -35 ед.
-Автомобиль первой помощи - 2 ед.
-Автомобиль насосно-рукавный - 1 ед.
-Автомобиль газодымозащитной службы - 1 ед.
-Автомобиль оперативно-служебный - 6 ед.
-Автолестница пожарная - 5 ед.
-Автоколенчатый подъемник пожарный -3 ед.
- Аквтомобиль комбинированного тушения - 1 ед.
- Автомобиль дымоудаления - 2 ед.
- Автомобиль рукавный - 2 ед.
- Автомобиль связи и освещения - 1 ед.
-Грузовой автомобиль - 4 ед.
-Вспомогательная - 1 ед.
Из 35 автоцистерн 24 оборудованы гидравлическим аварийно-спасательным инструментом.
2 Краткая характеристика 1 пожарно-спасательной части 1 пожарно-спасательного отряда и предложения по модернизации пожарной техники
Подразделение 1 ПСЧ расположено по адресу: г. Барнаул ул. Интернациональная 59. В район выезда которого входит вся центральная часть города Барнаула а именно от автомобильного моста по ул. Мамонтова до ул. Челюскинцев и далее по левому берегу р. Барнаулка до р. Пивоварка по левому берегу р. Пивоварка до ул. Песчаная по ул. Песчаная до пр-та Социалистический по пр-ту Социалистический (четная сторона) до ул. Димитрова по ул. Димитрова до пр-та Ленина по пр-ту Ленина до железнодорожной выемки далее по ждорожному мосту через р. Обь до северо-восточной границы г. Барнаула включая объекты вдоль автомобильной трассы далее по левому берегу р. Обь включая Правобережный тракт (до восточной границы г. Барнаула) до автомобильного моста. Зеленый Клин заливные луга. Объекты жилой массив и садоводства по обе стороны Змеиногорского тракта (нагорная часть города) начиная от правого берега р. Барнаулка до пансионата «Динамо».
На территории района выезда подразделения имеется 5 безводных участков.
В целом 1 ПСЧ насчитывает 5 единиц техники основного назначения. А именно 3 АЦ - 40 на АЦ-40 (43206) и 1 АЦ-32-404 (MAN) 1 АНР на базе АЦ-4-40 ЗИЛ-130. А также 54 человека личного состава подразделения.
Исходя из анализа тактико - технических характеристик пожарных автомобилей характеристики района выезда 1 ПСЧ и наиболее частых мест возникновения пожаров и проведения аварийно - спасательных работ на территории района выезда 1 ПСЧ можно сделать вывод о том что:
- АЦ-40 на базе ЗИЛ-130 имеет износ в силу того что срок использования техники в подразделении более 30 лет
- требуется замена пожарного насоса исходя из того что пожарный насос стоящий на вооружении АНР-440 морально устарел происходят частые отказы работы насоса насос не имеет возможности произвести забор воды из открытого водоисточника следовательно ремонт пожарного автомобиля приводит к его частому отсутствию в боевом расчете.
В целях модернизации пожарно-технического вооружения на базе 1 ПСЧ предлагается произвести замену стоящего на вооружении пожарного насоса ПН-40УВ на пожарном автомобиле АНР на базе шасси ЗИЛ-130 на пожарный насос НЦПН-40100 с вакуумной системой к преимуществам которого относят:
Унифицированные габаритно-присоединительные размеры. Обеспечивается полная взаимозаменяемость с насосом ПН-40УВ;
Улучшенные гидравлические показатели (подача с высоты всасывания 35 м - до 50 лс от гидрантов - более 60 лс; имеется запас по напору);
Повышенный КПД обеспечивается экономия топлива снижаются нагрузки на двигатель;
Мощный пеносмеситель обеспечивается возможность работы пенных установок производительностью до 50 лс;
Усовершенствованный дозатор за счет плавной и точной регулировки обеспечивается экономия пенообразователя;
Вакуумная система типа «АВС» обеспечивается ускоренный водозабор проверки на "сухой вакуум" производятся без запуска двигателя;
Уплотнительный сальник новой конструкции не требует текущего обслуживания обладает высокой надежностью и износостойкостью.
ГЛАВА 3 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПОЖАРНОГО НАСОСА НА БАЗЕ АВТОМОБИЛЯ ЗИЛ-130
1 Общая характеристика пожарного автомобиля
Рассмотрим тактико-технические характеристики АНР на шасси автомобиля ЗИЛ – 130 общий вид которого представлен на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 - общий вид АНР
Автомобиль насосно-рукавный (АНР) является основным средством доставки воды от источника к месту тушения пожара при удаленном расположении открытых водоемов от очага пожара. Автомобили насосно-рукавные пожарные принципиально отличаются от АЦ тем что на них не имеется цистерны с водой. Поэтому они могут подавать воду на очаг пожара или из открытого водоема или от водопроводной сети. Подачу на очаг пожара воздушно-механической пены возможно производить с использованием вывозимого пенообразователя или с забором его из посторонней емкости.
Пожарные насосы система дополнительного охлаждения вакуумная система коробка отбора мощности и газоструйный вакуумный аппарат аналогичны тем которые установлены на пожарных АЦ. Пожарный насосно-рукавный автомобиль может передавать как пресную так и соленую морскую воду по рукавным линиям. Автомобиль АНР может работать в комплексе с автоцистернами насосными станциями пожарными автомобилями или же самостоятельно доставлять воду на участок пожара. В этом случае вода подается при помощи лафетных стволов стационарных или переносных в зависимости от ситуации.
Если рассмотреть конструкцию насосно-рукавного автомобиля то можно найти много общего с пожарной автоцистерной. Примером могут служить такие технические особенности как наличие коробки отбора мощности насосной системы вакуумной системы. Основное отличие автоцистерны и автомобиля насосно-рукавного – отсутствие в последнем самой цистерны. Такое техническое решение позволило не только увеличить емкость пенобака но и снабдить АНР большим количеством рукавов а так же сделать более просторным и комфортным салон.
Автомобиль насосно-рукавный – особенно полезен при проведении спасательных работ пожаротушения при условиях неразвитой или разрушенной инфраструктуры.
Основными задачами АНР являются:
Обеспечение прибытия боевого расчета аварийно-спасательного оборудования пожарно-технического оборудования инструментов техники необходимой для установления связи при труднопроходимой местности.
Насосно-рукавный модуль осуществляет доставку воды на расстояние в 15 км от насосного модуля при расходе 400 лс.
Забор воды может быть организован вне зависимости от приспособленности водоемов с обрывистыми берегами так же забор воды может быть выполнен с мостов причалов эстакад и т.д.
Высокая скорость прокладки АНР рукавных линий на большие расстояния до 40 кмч.
Автомобиль насосно-рукавный должен выполнять откачку значительных объемов воды при чрезвычайных ситуациях природного характера.
При сворачивании комплекса подъем рукавов должен выполняться механизировано. При наличии открытых источников насосно-рукавный автомобиль осуществляет забор воды с глубины -15 метров относительно уровня модуля или 60 м по горизонтальной линии от модуля до насоса.
Автомобиль насосно-рукавный является незаменимым средством при тушении больших пожаров на удаленной местности.
Он обустроен цельнометаллической кабиной на 6 мест цельнометаллическим кузовом пожарным оборудованием. Особенность компоновки состоит в том что пожарный насос ПН-40УА расположен в кабине боевого расчета. Привод к нему осуществляется от КОМ установленной на коробке передач через короткий карданный вал
От линии дополнительного охлаждения двигателя и коробки передач имеются ответвления для орошения топливного бака. Система орошения включается вентилем. Змеевик теплообменника двигателя последовательно соединен с аналогичным змеевиком коробки передач и соединен трубопроводами 1 и 2 со всасывающей и напорной полостями насоса. Вода из двигателя через корпус теплообменника поступает в радиатор омывает змеевик и охлаждается водой циркулирующей по трубопроводу из насоса. Система охлаждения обеспечивает непрерывную работу двигателя при номинальном режиме и температуре окружающего воздуха ±35оС в течение 6 ч.
В отличие от АЦ пенобак размещен под полом АНР. В поперечном сечении он имеет форму сегмента. Пенобак изготовлен из нержавеющей стали.
В задней части расположена горловина для заполнения его пенообразователем.
Схема водопенных коммуникаций имеет ряд особенностей. Ее принципиальная схема показана на рис. 4. Так как насос размещен в средней части машины то напорные задвижки 7 выведены на оба борта (см. рис. 8.33). Вакуумметр 10 установлен на щитке приборов у водителя автомобиля. Трубопровод 4 для забора пенообразователя из посторонней емкости выведен на левую сторону автомобиля (см. рис. 8.33). Всасывающий патрубок выведен вперед и расположен на переднем бампере. Это позволяет устанавливать автонасос на водоем без предварительного маневрирования.
Кузов автомобиля цельнометаллический имеет восемь закрытых отсеков. В них расположено и закреплено пожарно-техническое оборудование.
Рис. 3.2. Водопенные коммуникации АНР
– насос; 2 – всасывающий патрубок; 3 – пеносмеситель; 4 – трубопровод для подачи пенообразователя из посторонней емкости; 5 – вентиль; 6 – пенобак; 7 – напорная задвижка; 8 – вакуумный кран; 9 – мановакуумметр; 10 – вакуумметр
В средней части кузова установлены съемные стойки с роликами. Между стойками укладываются «змейкой» пожарные напорные рукава. При боевом развертывании рукава выкладываются на ходу в одну или две линии.
Для удобства укладки рукавов ящик изготовлен съемным съемные также и боковые шторки в передних боковых отсеках кузова.
В задней части АНР на специальных кронштейнах установлена специальная катушка (поз. 6 на рис. 8.33) предназначенная для укладки транспортировки и механизированной прокладки напорных рукавных линий. На шпульку катушки может быть намотано 100–120 м напорных рукавов диаметром соответственно 77 и 66 мм.
Рукавная катушка снимается и устанавливается на автомобиле вручную двумя бойцами. При прокладке рукавной линии катушка перекатывается на двух колесах с пневматическими шинами. Шпулька с рукавами вращается на двух радиально-сферических шариковых подшипниках и имеет фиксатор препятствующий ее произвольному вращению.
Все АНР укомплектованы воздушно-пенными стволами стволами РС-70 и СРК-50 генераторами пены (ГПС-600) и комплектом ручных лестниц.
Кроме запаса напорных рукавов автомобили укомплектованы оборудованием для проведения аварийно-спасательных работ и тушения пожаров. Это оборудование позволяет его использовать как автоцистерну как автомобиль воздушно-пенного тушения или рукавный автомобиль.
Достаточно высокие ходовые качества большой запас напорных рукавов и необходимый запас ПТВ а также возможность прокладывать рукавные линии на ходу машины позволяют успешно тушить пожары. Тактико-технические характеристики АНР приводятся в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Тактико-технические характеристики АНР
Наименование показателя
Модель автомобиля АНР-40 (130)
Максимальная скорость
Число мест боевого расчета
Количество рукавов диаметром:
2 Основы теории компоновки
Правильный выбор компоновки автоцистерны пожарной определяет ее эффективность при тушении пожаров и проведения аварийно-спасательных работ а также его маневренность скорость движения к месту вызова и оптимально удобных условий для личного состава при работе с пожарно- техническим вооружением с основными узлами и агрегатами пожарного автомобиля. Этот процесс очень трудоёмкий и ответственный именно этот процесс является основополагающим при создании пожарного автомобиля.
Средняя скорость пожарного автомобиля напрямую зависит от компоновочных параметров:
Vср = Fv ( E Уz; Сw; А);(3.1)
где: Hc - высота центра тяжести машины;
Qc - расстояние от центра тяжести до передней оси определяющее нагрузки на оси;
Cw Mw - коэффициенты соответственно полной аэродинамической силы и аэродинамического момента;
А - фактор оценивающий активность формы и остальных элементов пожарной техники от которых зависит быстрота восприятия его водителями транспортного потока.
Так же от ряда факторов определяемых компоновочной схемой зависит время развертывания сил и средств:
Tразв = Fр (Nоб Zр Eр);(3.2)
где: Nоб - номенклатура комплектующего пожарного оборудования;
Zр - численность и размещение личного состава;
Ер - фактор учитывающий влияние эргономических показателей на оперативность развертывания:
Eр = Еэ (Vсал; Vкуз; Hоб; Sоб; Pс); (3.3)
где: Vсал Vкуз - полезный объем салона для личного состава и отсеков кузова соответственно;
Hоб Sоб - высота и глубина размещения пожарного оборудования в отсеках кузова;
Pс - фактор учитывающий размещение оборудования.
От компоновки схемы пожарной техники способа крепления надстройки зависит ёмкость конструкции которая определяет количество средств тушения и пожарного оборудования а следовательно и время тушения пожара.
На время тушения оказывают влияние также параметры проходимости техники (от них зависит условие маневренности при тушении) находящиеся в определенной связи с компоновочной схемой (углы свеса радиус проходимости дорожный просвет).
Tтуш = Fтуш (Qогн; Nоб; Rпр); (3.4)
где: Qогн - количество вывозимых средств тушения;
Nоб - количество пожарно-технического оборудования;
Rпр - параметр проходимости.
При разработке компоновочной схемы автоцистерны необходимо так разместить отсеки пожарно-техническое оборудование и инструмент на шасси чтобы обеспечивались оптимальные значения других параметров зависимых например она должна соответствовать антропометрическим свойствам человека. Основным параметром ее является рост человека. Все остальные размеры (ширина плеч таза длины рук и т.д.) определяются его ростом.
3 Общая характеристика насосной установки
Насос - гидравлическая машина преобразующая механическую энергию приводного двигателя или мускульную энергию (в ручных насосах) в энергию потока жидкости служащую для перемещения и создания напора жидкостей всех видов механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов. Разность давлений жидкости на выходе из насоса и присоединённом трубопроводе обусловливает её перемещение.
В гидравлических системах промышленного оборудования и машиностроении наибольшее применение получили центробежные насосы благодаря их простоте изготовления и эксплуатации а также при постоянстве вращения рабочего колеса обеспечивается подача жидкости в напорный патрубок непрерывным потоком без пульсации что выражается в технологической и эксплуатационной экономичности.
Исходя из классификации центробежных насосов то по давлению они подразделяются на насосы:
низкого давления - до 02 МПа;
среднего - от 02 до 06 МПа;
высокого давления - более 06 МПа.
Комбинированные пожарные насосы (центробежные) в настоящее время в рамках комплектования пожарных автомобилей получили наибольшее распространение. К комбинированным пожарным насосам относятся насосы состоящие из последовательно соединенных насосов нормального и высокого давлений имеющих общий привод. Комбинированные пожарные насосы состоящие из последовательно соединенных насосов нормального и высокого давлений объединенных общим приводом - универсальны. Они способны подавать огнетушащую жидкость одновременно.
Проанализировав территорию и деятельность подразделений 1 ПСО следует что в основном на большинстве пожарных автомобилей оснащены насосом ПН-40УВ но имеющиеся на вооружении пожарные автомобили подлежат замене или капитальному ремонту так как большинство пожарных автомобилей гарнизона исчерпали свой ресурс и едва способны соответствовать заявленным требованиям.
Насос центробежный пожарный комбинированный НЦПН-40100 предназначен для подачи воды и водных растворов пенообразователей с температурой до 303 °К (30 °С) плотностью до 1010 кгм3 и массовой концентрацией взвешенных твердых частиц грунта до 05 % при их максимальном размере 3 мм. Работа насоса на морской воде не предусматривается.
Насос НЦПН 40100 применяется для комплектации пожарных автомобилей всех видов (легкого среднего и тяжелого класса) используемых при тушении пожаров. Насос НЦПН 40100 может устанавливаться на пожарные автоцистерны старых моделей вместо насоса ПН-40УВ. Данный пожарный автомобиль будет комплектоваться насосной установкой НЦПН 40100. Общий вид насоса показан на рисунке 3.3.
Рисунок 3.3 – общий вид насоса НЦПН 40100
Таблица 3.2 – характеристики пожарного насоса НЦПН 40100
Технические характеристики насоса НЦПН 40100 (насос центробежный пожарный комбинированный)
Параметры ступени нормального давления
Номинальная частота вращения вала обмин
Номинальная подача лс
Напор в номинальном режиме (при номинальных значениях подачи и частоты вращения вала) м не менее
Мощность в номинальном режиме л.с. не более
Максимальное давление на входе насоса кгссм2
Максимальное давление на выходе кгссм2
Параметры ступени высокого давления (при последовательной работе двух ступеней)
Номинальная частота вращения приводного вала обмин.
Напор (общий) в номинальном режиме м не менее
Мощность (общая) в номинальном режиме л.с. не более
Параметры насоса при совместной работе двух ступеней
Номинальная подача лс:
ступени нормального давления
ступени высокого давления
Напор в номинальном режиме м не менее
ступени высокого давления (общий)
Подача насоса при наибольшей геометрической высоте всасывания и номинальном напоре лс не менее
Тип системы водозаполнения
Полуавтоматическая с электроприводом
Наибольшая геометрическая высота всасывания м
Время всасывания с наибольшей геометрической высоты с не более
Напряжение питания (постоянный ток) В:
для вакуумной системы
для тахометра и счетчика времени наработки
Тип дозирующего устройства
Уровень дозирования пенообразователя %
Наибольшее число одновременно работающих пеногенераторов типа ГПС-600 шт.
Габаритные размеры насоса (при закрытых напорных вентилях) мм не более:
Габаритные размеры вакуумного агрегата мм не более:
Габаритные размеры блока управления мм не более:
Масса общая (сухая) кг не более
Срок службы до списания лет не менее
Основные особенности пожарного насоса:
Насос обеспечивает работу высокопроизводительных лафетных стволов и генераторов пены либо одновременную работу большого количества ручных пожарных стволов;
Насос имеет стабильную напорную характеристику в широком диапазоне подач: в пределах от 0 до 110лс обеспечивается значение напора 100÷115м;
Насос отличается высоким коэффициентом полезного действия: в диапазоне подач от 70лс до 110лс значение к.п.д. - от 70 до 80%;
Насос оснащен пеносмесителем повышенной мощности обеспечивающим подачу растворов ПО до 70 лс при концентрации 6 % что соответствует одновременной работе 16 генераторов ГПС-600;
Дозатор ПО усовершенствованной конструкции обеспечивает возможность плавной (бесступенчатой) регулировки уровня дозирования в пределах от 0 до 6% и не подвержен заклиниваниям из-за кристаллизации остатков пенообразователя на внутренних поверхностях. Управление дозатором осуществляется рукояткой со встроенным редуктором за счет чего обеспечиваются малые усилия при управлении;
Вакуумная система обеспечивает заполнение насоса водой из открытого водоема с геометрической высотой всасывания до 8 м за время не превышающее 35 с через всасывающую линию с удвоенной пропускной способностью (2хDN125мм);
Наличие автономного электропривода вакуумного насоса обеспечивает удобство работы и позволяет производить проверку насоса и коммуникаций на "сухой вакуум" без запуска двигателя автомобиля. Отключение вакуумного насоса по окончании процесса водозаполнения осуществляется автоматически (дополнительно предусмотрен ручной режим управления);
Уплотнение вала насоса (сальник) выполнено на основе современных уплотнительных материалов которые обеспечивают большой ресурс работы при малом трении сохраняют работоспособность в условиях мощных механических и температурных воздействий и не требуют обслуживания при работе;
Рабочие органы и другие основные компоненты насоса изготавливаются ведущими европейскими производителями что обуславливает высокое качество и надежность изделия.
3.1 Расчёт характеристик насосно-рукавной системы
Для определения напора H при работе пожарного насоса в номинальном режиме (nном = 2700 обмин) необходимо построить характеристику насоса Hном = f(Qном) и потерь напора в рукавной системе hp = f(Q). Значения напора H развиваемого насосом и потерь hр в рукавной линии следует рассчитать для пяти точек в интервале изменения подачи Q от 10 до 50 лс (10 лс ≤ Qi ≤ 50 лс).
Для центробежных пожарных насосов общая формула зависимости напора H м развиваемого насосами потребляемой мощности N кВт и КПД в зависимости от величины подачи Q лс имеет следующий вид [2]:
yi = Ai + BiQ – CiQ2 + DiQ3.
Значения индексов они справедливы для номинальных частот вращения валов насосов и высоты всасывания 35 м. Данные в табл. 2.1 для пожарных насосов приведены согласно [2].
Соответственно зависимость напора от подачи H = f(Q) при номинальной частоте nном вращения вала насоса определяется по формуле:
Hном = Ai + BiQ – CiQ2 + DiQ3(3.1)
Согласно приведённым данным для насоса НЦПН-40100 напор H = f(Q) при номинальной частоте nном вращения вала определяется по формуле:
Нi ном = 9255 + 0815Qi – 0014Qi2
где Qi - принимаемые значения подачи насоса в диапазоне 10 лс ≤ Qi ≤ 50 лс.
Подставляя в данную формулу значения подачив диапазоне 10 лс ≤ Qi ≤ 50 лс производим расчёт пяти значений напора Нi ном развиваемого насосом. По полученным значениям напора Нi ном в первом квадранте построим напорную характеристику насоса Hном = f(Qном) при n2 = nном = 2700 обмин (кривая 1 рис. 1и на общем графике в Приложении).
По ранее принятым значениям подачи Qi потери напора в рукавной системе hp = f(Q) согласно [2] определяются по формуле:
hpi = Sсист·Qi2 + z (3.2)
где Sсист - сопротивление насосно-рукавной системы причём Sсист = Sр.л. + Sств. (значение Sсист задано); Sр.л. - сопротивление рукавной линии; Sств. - сопротивление на стволах;
z - высота подъёма пожарных стволов над осью насоса м (выбирается из исходных данных).
Подставляя в формулу (2) значения подачив диапазоне 10 лс ≤ Qi ≤ 50 лс производим расчёт пяти значений потерь напора в рукавной системе hpi (табл. 2.2). По полученным значениям потерь напора в рукавной системе hpi в первом квадранте построим график зависимости потери напора в рукавной системе от подачи hp = f(Q) (кривая 3 рис. 1и на общем графике в Приложении).
Таблица 3.3 – Расчет характеристик насоса в номинальном режиме (nном = 2700 обмин)
Пересечение кривых Hном = f(Qном) и hp = f(Q) даёт рабочую точку А с параметрами Q'р и Н'р характеризующую работу насосно-рукавной системы при номинальной частоте nном вращения вала насоса:
Q'р = 32 лс;Н'р = 104 м.
Параметры подачи Q и напора H в насосно-рукавной системе при работе насоса с максимальной частотой вращения nмакс = 2900 обмин определяются согласно теории подобия центробежных насосов изложенной в специальной литературе [1 2 3 4 и др.]. Согласно этой теории изменение частоты вращения вала центробежного насоса приводит к изменению параметровего работы связанных следующими соотношениями:
Для номинальной nном и максимальной nмакс частот вращения вала насоса эти соотношения имеют вид:
Или если выразить максимальные значения получим
Используя ранее принятые значения Qi ном и полученные по формуле (1) значения напора Hi ном по выражениям (4) определяются Qi макс и Hi макс (по 5 значений табл.2.3). В первом квадранте строится кривая Hмакс = f(Qмакс) по рассчитанным значениям Qi макс и Hi макс (кривая 2 рис. 1и на общем графике в Приложении).
Таблица 3.4 – Расчет характеристик насоса в максимальном режиме (nмакс = 2900 обмин)
Пересечение графических зависимостей Hмакс = f(Qмакс) и hp = f(Q) даёт рабочую точку Вс параметрами Q''р и Н''р характеризующую работу насосно-рукавной системы для новой частоты вращения насоса nмакс = 2900 обмин:
Q''р = 35 лс;Н''р = 120 м.
Рисунок 3.4 - характеристика насоса
- характеристика насоса Hном = f(Qном) при n2 = nном = 2700 обмин;
- характеристика насоса Hмакс = f(Qмакс) при n2 = nмакс = 2900 обмин;
- потери напора в рукавной системе от подачи hсист = f(Q)
3.2 Назначение дополнительной трансмиссии и особенности компоновочных схем
Прежде вентилейчем значенияхперейти деталик анализу каждомсовместной патрубкуработы пожарногодвигателя формулеи насосно-рукавной площадьсистемы крутящегонеобходимо подшипникостановиться рассчитанна характеристике значениетрансмиссии источникаот двигателя базовыхк пожарному задвижкенасосу. Передача надёжнокрутящего мощностьмомента работыот двигателя расчетк насосу системепроизводится насосс помощью насосатрансмиссии гайкикинематическая подъехатьсхема открытомкоторой передачпредставлена рабочуюна рис. 4.
Коробки приведенаотбора зазорымощности моментдля заливнойпожарных вентильавтомобилей болтаустанавливаются давленияна коробке которыйпередач затемили возможнораздаточной ординаткоробке подачив зависимости расходот конструкции заданнойтрансмиссий пожарногобазовых лсприавтомобилей.
Для запасапожарных сливнойавтомобилей секциивыполненных затемна базе работышасси ЗИЛ устанавливают машиныкоробки рабочегоотбора двигателямощности двериКОМ-68Б сливнойс передаточным вентилейчислом uКОМ = 1176. Коробка машиныотбора двигателямощности пределуКОМ-68Б гайкиустанавливается крутящегона крышку коробки двигателяперемены напорапередач (КПП). При удельныйразработке крутящийконструкции затемКОМ должнынеобходимо шторныеиспользовать отсековвозможно дверейбольшее насосаколичество двигателядеталей степеникоробки значениямпередач смазкойбазовых клапаншасси (рычага закрытыхпереключения насосафиксаторов насосарычагов диапазонеи т. д.).
Рисунок 3.5 - Кинематическая провестисхема построимтрансмиссии единойна привод вращенияпожарного находитсянасоса:
- первичный запасавал болтыкоробки рессиверотбора двигателямощности (КОМ); 2 - ведомая подшипникшестерня наиболееКОМ; 3 - зубчатый линиивенец строитсяпервичного значитвала мощностиКОМ; 4 - подшипник помощьювторичного давлениявала крутящихКОМ; 5 - муфта черезвключения;6 - вторичный вращениявал ведущейКОМ; 7 - подшипник насосавторичного кранавала коробкиКОМ; 8 - прокладка; 9 - фланец катушкукрепления насосакарданного отсековвала; 10 - рычаг построимвключения частотеКОМ; 11 - фиксатор болтас пружиной; 12 - ползун; 13 - вилка; 14 - промежуточная данныешестерня полученияКОМ; 15 - конусные полотнаподшипники болтовпромежуточной вертикалишестерни частотеКОМ; 16 - ось абсцисспромежуточной болтовшестерни точкиКОМ; 17 - подшипник графикепервичного вращениявала пределуКОМ; 18 - карданный площадьвал; 19 - вал мощностьпромежуточных колесоопор; 20 - пожарный рассчитаннасос
При изменениевключении превышаетКОМ квадрантемощность (крутящий формулемомент Mкр) передаётся следующийот ведущего вычисляютзубчатого работеколеса режимеКПП болтына промежуточное пожарногозубчатое пожарногоколесо вычисляемзатем открытомна ведомую загибанияшестерню значениеКОМ. Через точкамуфту патрубкувключения учитыватькрутящий котороймомент влагипередаётся работс первичного насосавала криваяна вторичный крутящегона котором значенияустановлена fwdzфланцевая системымуфта штуцерсвязывающая напорнаяКОМ прямуюс трансмиссией частотыпожарного станокнасоса. Промежуточное следующийзубчатое силовымколесо (между прямуюведущей вертикалишестерней дверейКПП болтаи ведомой диаметршестерней пожарномуКОМ) предназначено вращениядля базовыхтого насосачтобы омываетобеспечить напородинаковое режименаправление насосавращения насосовколенчатого рычаговвала квадрантедвигателя мощностьи рабочего послеколеса линиинасоса. Другое насосаего следуетназначение открытомобусловливается расчетнеобходимостью станокразнести рабочуюоси подшипниквала работезубчатого правилоколеса приводкоробки мощностьпередач базовыхи ведомого точкувала подобияКОМ возможнотак штуцерчтобы жидкостькарданный прочностивал азотатрансмиссии пожарногонасоса построитьпроходил координатнад работырамой жидкостишасси роллетахв средней отложитьпродольной частотыплоскости закрытыхавтоцистерны.
Расстояние шторныемежду насосаосями рабочеговала рукавнойвыходной (ведущей креплениядля КОМ) шестерни прямуюи первичного прочностивала высокимикоробки окисловпередач приведенаили подачираздаточной частотыкоробки вентилейи осью кранавыходного частотавала зазорыКОМ средствзависит этогоот возможности выходногоустановки формулукарданной закрытыхпередачи площадьк насосу.
В низкогоцелях линииповышения насосдолговечности рукавнойдвигателей открытана проектируемых вентилейпожарных сливнойавтомобилях точкурекомендуется приводвыбирать двигателярабочую пожарногочастоту насосвращения пожарколенчатого вентилейвала могладвигателя nдв. = 07 08 nмакс находитсяпри шторныеэтом обминзапас могутмощности промывкив рабочем усилиережиме колесадолжен точкабыть частотне менее 8% от полнотызначения приводаноминальной покажетмощности Nном величинупотребляемой защитныминасосом.
Передаточное стволотношение шассикоробки режимеотбора напорамощности пожарномуопределяется точкахпо формуле:
где nдв.– частота давлениявращения секциипервичного напоравала которымикоробки согласнопередач абсциссобмин;
nN– частота можновращения графикеколенчатого контурвала единойдвигателя рукавнойпри Nмакс рисунокобмин;
nном = 2700 обмин - номинальная болтачастота даннымвращения отборавала кривойнасоса.
При i обмин> обмин1 nдв. напора> измененияnном КОМ точкиявляется такжепонижающей превышаетпередачей выбиратьили пожарногоредуктором. Тогда коробкапри i значениям системы1 nдв. может нашемnком КОМ частотойявляется насосповышающей режимепередачей данныеили передачмультипликатором.
Таким площадьобразом пожарногов нашем вращенияслучае
Тогда закрытыхпри i деталей передач1 КОМ исходныхявляется колесаповышающей значенияпередачей.
Полученное каждомв результате другоерасчёта теплапередаточное режимеотношение выявитьв целом выбиратьблизко системек единице вилкапоэтому силовымкоробка вращенияпередач передачейвыполняется выполненоодноступенчатой.
3.3 Графоаналитическое определение возможности совместной работы двигателя и насоса пожарного автомобиля
Для этогопроверки работывозможности окисловсовместной диапазонеработы вращениядвигателя значениями насоса точкапожарного гайкеавтомобиля работыпри площадьноминальном гайкережиме мощностьнеобходимо напорнаяпостроить режимеи рассмотреть работусовместную механизмахарактеристику рукаваработы закрытыхнасоса строитсяи двигателя (см. Приложение).
Мощность в вращениякВт первичныйпотребляемую коробкинасосом насоспри вращенияноминальной этогочастоте мощностьвращения сделатьего шторныевала nном = 2700 обмин шаровыедля двигателясоответствующих целомзначений можетподачи сливнойнасоса Qi котороесогласно [2 и контуровдр.] коробкиможно принятомопределить точкипо формуле:
= Ai + BiQ – CiQ2 + DiQ3(3.6)
Значения частотыпостоянныхA B C и D выбираются точкив зависимости каждомот типа коробкинасоса пенобакпо табл. 2.4. Данные передачдля работыпожарных болтенасосов работыприведены помощьюсогласно [2]. Так находитсядля схеменасоса точкаНЦПН-40100 мощность данные= крутящийf(Qi) при крепленияноминальной используячастоте пожарногоnном вращения междуего полостьвала контуровопределяется являетсяпо формуле:
Мощность сливнойотбираемая жидкостиот двигателя крепленияна привод насосовпожарного согласнонасоса карданнойв стационарном пределурежиме кранаработы такойдолжна передачейучитывать средствпотери междув трансмиссии (схема видовдополнительной болтетрансмиссии открытомприведена дверина рис. 4). Эта напорнаямощность находитсяна первичном шторныевалу вентилькоробки карданныйпередач Nп.в. при черезноминальной напорнаячастоте напоравращения nном = 2700 обмин зависвала зазорынасоса определяется графикапо формуле:
где тр- общий приводакоэффициент расчетполезного пожарногодействия пожарноготрансмиссии полотнаопределяемый пожарногов соответствии работысо схемой которыйтрансмиссии формулес учётом диапазонеКПД вентилейсоставляющих согласноеё элементов.
Общий насосакоэффициент высокимиполезного закрытыхдействия четвертитрансмиссии системеопределяется значенияпо формуле:
где з = 097 – 099 - КПД мощностизубчатых значениепередач;
к.в привода= 098 – 099 - КПД стволакарданной рычаговпередачи;
п.о = 099 - КПД обминпромежуточной открытаопоры;
п.п. = 099 - КПД открытойодной расчетнаяпары исходныхподшипников строитсякачения;
n - показатель шторныхстепени значениямпоказывающий насосаколичество рукавнойоднотипных расчетсоставляющих пожартрансмиссии.
В fwdzнашем заливнойслучае шторныедля цистернытрансмиссии таблицапоказанной частотойна рис. 4:
Таким надёжнообразом вращенияокончательное машинывыражение станокс учетом (14) и (15) для приводмощности полотнаотбираемой клапанот двигателя которойна привод теплапожарного затемнасоса высокимив стационарном материаларежиме работыработы:
По исходныхопределённым прочностипо формуле (14) значениям Nп.в. для четырехсоответствующих напорнаязначений вращенияподачи точкинасоса Qi следуетв четвёртом двигателяквадранте закрытыхстроится приводзависимость Nп.в полотна= четырехf(Q) (кривая 4 формулерис. 5и карданнойна общем внешнейграфике деталямв Приложении).Расчет исходныхточек передачдля вращенияэтого могутграфика Nп.в равна= равнаf(Q) представлен коробкив таблице 3.6.
Таблица 3.6 – Расчет работымощности окисловотбираемой единицеот двигателя раньшена привод включениипожарного омываетнасоса
Qi диаметрном двигательлс
Для затемопределения расходзапаса окисловмощности черездвигателя диапазонепри насосаноминальном единицережиме режимеработы обминнасоса (при nном. = 2700 обмин) необходимо пожарныхиз рабочей подачиточки (точки А) характеристики Hном шторные= режимеf(Qном) провести вращенияпрямую работылинию рабочегопараллельную массойоси провестиординат можнодо пересечения насосс кривойNп.в. = f(Q). Ордината контроляполученной можноточки можетпересечения покажет средствмощность частотыотбираемую болтовот двигателя абсциссдля подобияпривода насоса усилиес частотой моментавращения nном = 2700 обмин. Затем запасиз точки следует площадьпровести материалапрямую четвёртомпараллельную системеоси двигателяабсцисс.
При вращенияноминальном задвижкарежиме насосовчастота значениевращения вилкаколенчатого стволавала мощностидвигателя коробкабудет колесаравна:
n'дв формуле= 075nN = насосаnномiКОМ. (3.9)
n'дв= 0752400 = 1800 обмин.
Далее потерьна оси единойабсцисс шторныев третьем расчетовквадранте мощностив соответствующем которомпринятом заполнятьмасштабе покажетследует согласноотложить выразитьзначение которомполученной смазкичастоты междувращения болтывала должныдвигателя n'дв при жидкостиноминальном рычаговрежиме насосаи из полученной колесаточки затемпровести расчетнаяпрямую деталейлинию колесапараллельную ремонтаоси ведомогоординат мощностьдо пересечения режимес прямой точкипроведённой мощностьиз точки насосахарактеризующей насосамощность прямуюотбираемую напораот двигателя прямуюна привод частотойнасоса расходпри fwdzноминальном зубчатыйрежиме режимеего черезработы. Точку первичныйпересечения диапазонеэтих такжелиний двигателяобозначим К1.
Если системыполученная окисловточка К1 находится деталивыше рукавнойкривой Ne = f(nдв) внешней источникаскоростной напорахарактеристики междудвигателя насосамито двигатель силовымпожарного точкуавтомобиля стволв состоянии смазкойобеспечить пожарногоработу работузаданной работунасосно-рукавной дверноесистемы значитпри отношениеноминальном согласнорежиме напораработы. Расстояние кранапо вертикали диаметрот точки К1 до расходкривой Ne = f(nдв) в таблицыопределённом находитсясоотношении крепленийс расстоянием (измеренным лсприпараллельно поступалиоси частотеординат) от открытойоси зависабсцисс расчетдо этой режимеже кривой болтыпокажет подъехатьвеличину заданнойзапаса штуцерумощности этогодвигателя вращенияпожарного чтобыавтомобиля диапазонепри такженоминальном прямуюрежиме шторныеработы.
Если полученияточка К1 находится стволомниже влагикривой Ne = f(nдв) приводато двигатель работыпожарного обминавтомобиля диаметрне может основногообеспечить напораработу данныенасосно-рукавной вращениясистемы рукаваи требует механизмаремонта.
Отбираемая загибаниямощность катушкаот двигателя болтовнеобходимая формуледля карданнойпривода напорнойнасоса ординатс максимальной пожарныхчастотой целомвращения работыего заказчикавала nмакс = 2900 обмин работыопределяется измененияс использованием системытеории работыподобия контурцентробежных выполненонасосов (см. зависимости (3)) местуизложенной болтев [1 2 и вентилейдр.]. Расчёт производится прочностипо следующей точкуформуле:
Или нагрузокпри болтыподстановке опорызначений вращениячастоты работывращения:
По удельныйопределённым вращенияпо формуле (17) значениям для выявитьсоответствующих открытазначений точкуподачи действиянасоса Qi двигателяв четвёртом вентильквадранте клапанстроится дверизависимость Nп.в прочности= сталиf(Q)(кривая 5 ведущейрис. 5 и котороена общем котороеграфике различнымв Приложении). Расчет напораточек диапазонедля площадьэтого вентильграфика Nп.в величины= покажетf(Q) представлен будетв таблице 2.5.
Для пожарныхопределения значитзапаса стыковогомощности крутящегодвигателя насосапри крутящиймаксимальном видоврежиме напораработы параметрынасоса (при nмакс. = 2900 обмин) необходимо котороеиз рабочей стыковоготочки (точки В) характеристики Hмакс работы= междуf(Qмакс) провести меступрямую моменталинию частипараллельную пожарногооси сливнойординат потеридо пересечения диаметрс кривой Nп.в имеет= напораf(Q). Ордината пожарныхполученной заливнойточки помощьюпересечения покажет расчетамощность параметрыотбираемую насосамиот двигателя целомдля величинупривода посленасоса вентильс частотой ординатвращения nмакс = 2900 обмин. Затем каждомиз точки следует работпровести запасапрямую междупараллельную крышкуоси являетсяабсцисс.
При смазкимаксимальном расходрежиме главаработы насосачастота прочностьвращения кривойколенчатого междувала единойдвигателя частотбудет выбиратьравна:
n''дв через= nмаксiКОМ. (3.11)
n''дв= 2900067 = 1943 обмин.
Далее послена оси двигателяабсцисс вращенияв третьем напорнойквадранте данныхв соответствующем изменениепринятом клапанмасштабе мощностиследует насосаотложить квадрантезначение удельныйполученной ведущейчастоты ведущейвращения закрытыхвала коробкидвигателя n''дв при шестернеймаксимальном приведенарежиме которомработы насосанасоса и системеиз полученной промывкуточки формулупровести насосапрямую прочностьлинию пожарныхпараллельную окисловоси покажетординат работыдо пересечения вращенияс прямой прямуюпроведённой такойиз точки исходныххарактеризующей ординатмощность задвижкаотбираемую болтеот двигателя двигателяна привод следуетнасоса пожарногопри напорамаксимальном сливнойрежиме вращенияего нажатиюработы. Точку штуцерпересечения отсековэтих общемлиний насосаобозначим К2.
Если лсприполученная квадрантеточка К2 находится стволвыше обминкривой Ne = f(nдв) внешней шторныхскоростной расходхарактеристики четвертидвигателя рисунокто двигатель штуцерпожарного стволавтомобиля расчетноев состоянии четвёртомобеспечить работыработу можнозаданной окисловнасосно-рукавной режимесистемы ударыпри муфтамаксимальном точкарежиме вентильработы сделатьнасоса. Расстояние кранапо вертикали окисловот точки К2 до усилиекривой Ne = f(nдв) в смазкойопределённом точкисоотношении передачс расстоянием (измеренным пожарногопараллельно дверейоси вентилейординат) от ординатоси прямуюабсцисс такжедо этой средствже кривой частотойпокажет единицевеличину рукавазапаса системемощности вращениядвигателя перейтипри двигателямаксимальном режимережиме различнымработы.
Если передачточка К2 находится заполнятьниже придаётсякривой насосовто двигатель работыпожарного данныеавтомобиля расходне может измененияобеспечить ординатработу провестинасосно-рукавной криваясистемы крутящихи требует следуетремонта.
Рисунок 3.6 - Характеристики степенимощности окисловотбираемой приводот двигателя
на насосапривод открытомпожарного взломанасоса:
- Nn.в. = f(Q) при n2 базовых= 2700 обмин;
- Nn.в. = f(Q) при n2 = 2900 обмин
При станокработе которойпожарного тепланасоса закрытыхвода алюминияили моментохлаждающая насосажидкость обминиз двигателя болтачерез мощностькорпус режиметеплообменника приводпоступает омываетв радиатор катушкуомывает змеевик корпуси охлаждается шестернейза счёт видовпередачи завистепла формулуводе следуетциркулирующей чтобыпо трубопроводу послеот пожарного напоранасоса.
Если отсекатемпература линийводы (охлаждающей расчетжидкости) при общемработе придаётсяпожарного полотнанасоса частив системе затемохлаждения рукавадвигателя внешнейпревышает 950С графикето необходимо причёмвключить выразитьдополнительную насосовсистему строитсяохлаждения. Регулируя жидкостьстепень пожарногооткрытия зависимвентилей причёмдобиваются шестерниустановления четвертитребуемого насосовтемпературного графикережима выходногоработы прямуюдвигателя. При усилиеэтом описаноколичество находитсяводы пожарногопротекающей в описанодополнительной дверисистеме единойохлаждения действиясоставляет 5 10% подачи насосупожарного открытанасоса. После мощностиработы частотойпожарного каждомнасоса рукавас использованием получениядополнительной шторныесистемы запасаохлаждения материаланеобходимо болтаудалить двигателяводу патрубкуиз системы. Для состоянииэтого насосовво время линииподачи напорнойводы прочностинасосом частотынеобходимо крутящегозакрыть частотойвентиль вращенияот напорной крутящийполости обминпожарного клапаннасоса точкахоткрыть системывентиль квадрантево всасывающую абсциссполость двигателяпожарного дверноенасоса штуцери сливной базовыхкран (заглушку) расходустановленный защитнымина трубопроводах. Работающий секциипожарный расчетнасос мощностиотсосёт насосаводу удельныйиз трубопроводов мощностьдополнительной чтобысистемы котороеохлаждения. После значениямчего коробкизакрыть болтевентиль окислови сливной точкикран.
4 Водопенные коммуникации
Коммуникации площадьводопенные дверипредназначены отношениюдля передачподвода крепленийпо трубопроводам стыковогок насосной частиустановке значениеиз цистерны или влагипостороннего системыисточника насосовогнетушащих вращениявеществ обминпенообразователя сливнойиз пенобака приведенаили пожарногоподачи формулеогнетушащих колесосредств крутящийв напорную расчетлинию должнына рукава.
Водопенные работыкоммуникации рабочуюэтого мощностинасоса высокимицелесообразно диаметррассматривать междусостоящими вертикалииз двух вентилейконтуров: профилямсекции частотынормального дверейдавления (СНД) и значенияхсекции алюминиявысокого схемедавления (СВД) (рис. 12).
Контур установкесекции которомнормального формуледавления – это частотаводопенная значениекоммуникация используянасоса НЦПН полноты40100. Он согласнопринципиально работыне отличается вентилейот водопенных строитсякоммуникаций вычисляютАЦ с насосами катушкаПН-40УВ. Принципиальная схемесхема послеВПК графикепредставлена раньшена рисунке 3.7. Заполнение шторныхнасоса следуетводой видовпроизводится частотаиз постороннего сталиводоисточника (водоема средствили муфтаводопроводной придаётсясети) так работже провестикак описано колесораньше. При даннымзаполнении запасего напораиз цистерны 1 должны вращениябыть работезакрыты роллетахвентили 15 и 3 и пожарногооткрыта стволзадвижка 2. При площадьоткрытом болтавакуумном надёжнокране вращениявода крутящихзаполнит прямуюнасос.
Подача вращенияводы точкахв рукавные имеетлинии шторныеможет средствосуществляться полученияиз цистерны 1 при тушенииоткрытой видовзадвижке 2 и значениямзакрытых формулевентилях 3 и 15. Вода рукавапоступит величиныв насос вращенияа из него вращенияк напорной можнозадвижке 9 карданнойк штуцеру формулекоторой мощностидолжна рукавабыть закрытыхприсоединена значениярукавная квадрантелиния.
Рисунок 3.7 – схема насосаводопенных схемекоммуникаций АЦ
– задвижка состоянииДу-100; 3 – вентиль окисловДу-26; 4 – всасывающий болтепатрубок; 5 – штуцер; 6 – пеносмеситель; 7 – вентиль придаётсяДу-25; 8 – пенобак; 9 – напорная насосазадвижка прочностиДу-70; 10 – вакуумный местуклапан; 11 – гидроцилиндр координатпривода передачлафетного высокимиствола; 12 – клапан открытаДу-70; 13 – лафетный расчетствол; 14 – пожарный этогонасос; 15– вентиль подъехатьДу-50
Поступление частотойводы рукавав лафетный выходногоствол 13 может системеосуществляться вращенияиз цистерны 1 (задвижка 2 открыта значенияа вентили 3 и 15 закрыты) или данныеот посторонних точкиисточников давленияподсоединяемых напорк всасывающему алюминияпатрубку 4. Управление возможноклапаном 12 и частотойлафетным вращениястволом работможет работыосуществляться формулевручную приводили передачс помощью насосагидропривода 11.
Подача патрубкураствора деталямпенообразователя правилов насос 14 может насосовосуществляться шаровыеиз пенобака подачипри значенияоткрытом тушениивентиле 7 через болтепеносмеситель6. Возможно насосазабирать передачпенообразователь болтеиз посторонней координатемкости затемподсоединяемой обминк штуцеру 5. Последовательность обеспечивопераций вертикалитакая шторныхже режимекак вращенияуже вентильописывалось. На шторныхсерии насосовэтих АНР возможно исходныецистерны насосовзаполнять закрытыхпенообразователем далееи использовать передачейих как рукавнойавтомобили графикевоздушно-пенного высокоготушения. Заправка системыцистерны 1 пенообразователем средстввозможна величинучерез режимештуцер 5 при значениямоткрытом окисловвентиле 3 и крутящийзакрытых точкузадвижке 2 и ординатвентилях 15 и 7.
Применяемый отсекав схеме построимспособ промывкузаполнения ординатцистерны контроляпенообразователем диапазонеиспользуется дверии для различнымпромывки штуцерсистемы пенобакподачи значениепенообразователя. При линийзакрытых деталивентилях 15 и 7 и стализадвижке 2 вода работыиз цистерны 1 будет катушказабираться пенобакпеносмесителем6 и согласноподаваться силовымв насос графикеи его правилокоммуникации значитосуществляя основногоих промывку.
Заполнение прочностицистерны можетводой данныеможет передачосуществляться выходногозаливкой причёмее через расчетзаливной шестернейпатрубок фиксаторна крышке ординатлюка. После дверитушения вентилейпожара сливнойот постороннего согласноисточника вращениявода дверинасосом моглаподается частотычерез квадрантевентиль 15 при катушказакрытых мощностизадвижке 2 и этоговентиле 3.
Единственное коробкиотличие стволсостоит частотыв том частотчто напорчерез катушкуего давленияколлектор 10 возможно крутящийподавать насосовводу вентилейв четыре рисунокрукавные потерилинии болтовподсоединяемые выявитьк патрубкам обминчетырех расходнапорных давленияшаровых загибаниявентилей 11. Все окисловоперации мощностьпо выполнению сливнойвсех правиловидов сталиработ вращенияпроизводимых правилоВПК мощностиидентичны единойописанным отборараньше.
Секция формулевысокого строитсядавления насосасостоит графикеиз насоса 15 и работыколлектора 17. На точкаколлекторе согласносмонтированы моментперепускной стволклапан 16 пожарногокран 18 типа следуетДУ-25 и передачманометр. К секцииштуцеру мешаякрана 18 прикреплен напорарукав работынамотанный двигателяна рукавную режимекатушку 19 типа точкаКРВД-400-60. Рукав основногорассчитан болтена работу которомпод значениянапором провестидо 400 м котороеи имеет загибаниядлину 60 м. На сделатьконце находитсярукава вращениязакреплен мощностиствол-распылитель насосоввысокого коробкидавления четвертиСРВД-2-300. Стволом тепламожно крышкуподавать рукавнойводу моглав номинальном потерьрежиме 2 лспри цистернынапоре 300 м точкиили двигателяне менее 11 м3мин такойвоздушно-механической рычаговпены.
Рис. 3.7 - Водопенные работыкоммуникации вентиляхАЦ с насосами НЦПН цистерны40100 на алюминияшасси ЗИЛ
– задвижка насосаДу-100; 3 – вентиль пределуДу-25; 4 – всасывающий частотойпатрубок; 5 – штуцер; 6 – пеносмеситель; 7 – кран шторныхДу-25; 8 – пенобак; 9 – кран насосомДу-25; 10 – коллектор котороенасоса диапазоненизкого элементовдавления; 11 – вентили площадьшаровые отношениенапорные квадрантеДу-70; 12 – задвижка шестернейДу-70; 13 – вентиль стволДу-50; 14 – насос 40100; 15 – насос 4400; 16 – перепускной пенобакклапан; 17 – коллектор могутнасоса пожарноговысокого отборадавления; 18 – кран частотойДу-25; 19 – рукавная рукавнойкатушка; 20 – ствол провестиручной; 21 – клапан диапазонеобратный; 22 – кран усилиепродувки дверейрукава точкувысокого квадрантедавления 12"; 23 – рессивер целомшасси
5 Согласование режимов работы насоса с двигателем пожарного автомобиля
Насос – формулеНЦПН-40100;
Значение величинырасходов должендля НЦПН -40100 – 8 10 20 30 40 лс;
Напор НЦПН-40100: вентилейА=11011 м; пожарныхВ=049 м; жидкостьС=002 м;
Мощность НЦПН-40100: клапанА=2278 кВт; прямойВ=133 кВт; кранаС=885*10-3 кВт.
В моментпервой строитсячетверти исходныекоординат моментН м и Q лс прочностинеобходимо даннымпредставить клапанзависимость заполнятьН=f(Q) при работыразличных потерьпостоянных вращениязначениях теплачастоты которойвращения пределувала моментнасоса nн1 nн2 nн3.
Для машиныэтого подъехатьследует насоспо формуле каждомопределить исходныеН=f(Q)м
Где давленияА В С – коэффициенты точкиуказанные прочностив данных катушкудля нашемвсех надёжнопожарных открытойнасосов рабочейпри nн1.
Таблица 3.7 - зависимость заполнятьН=f(Q) при работыразличных потерьпостоянных вращениязначениях теплачастоты которойвращения пределувала моментнасоса
Н1=11011+049*4-002*42=11175 м;
Н2=11011+049*10-002*102=11301м;
Н3=11011+049*20-002*202=11191м;
Н4=11011+049*30-002*302=10681м;
Н5=11011+049*40-002*402=9771 м;
Для болтерасчетов ремонтаН=f(Q) при nн2 и nн3 следует которойвоспользоваться источникатеорией линииподобия:
Во расходвторой рабочейчетверти пожарногокоординат N насосакВт зависи Q лс передачейнеобходимо частотапредставить мощностизависимость N=f(Q) при насосузаданных насосазначениях закрытыхвращения опорывала станокнасоса nн1 nн2 nн3.
Для площадьчастоты открытавращения nн1 ее насосавычисляют крутящийпо формуле
N1=2278+133*4-885*10-3*42=2796 кВт;
N2=2278+133*10-885*10-3*102=352 кВт;
N3=2278+133*20-885*10-3*202=4584 кВт;
N4=2278+133*30-885*10-3*302=5472 кВт;
N5=2278+133*40-885*10-3*402=6182кВт;
Таблица 3.8 - мощность чтобы отдаваемая мощности двигателем кривой должна площадь определиться которыми с учетом точки ее потери напора в трансмиссии
Мощность чтобыотдаваемая мощностидвигателем кривойдолжна площадьопределиться которымис учетом точкиее потери напорав трансмиссии:
Установив коробкидопустимое каждомпредельное насосазначение различнымчастоты значениявращения системывала диаметрдвигателя гайкиопределяем целоммаксимальное находитсязначение машиныпередаточного режимечисла:
Частота значенийвращения полотнаколенчатого материалавала стыковогодвигателя nj (где j=123) частотысоответствующая рукавачастотам вращениявращения сеченийвала следуетПНnн1 моглаобмин (nн2 nн3) определяется: nj=i* nнj
nнj – частоты построимвращение вентильвала насосаПН приводобмин штуцерпри nн2 nн3.
Вычисляем пожарныхзначения вентильвеличин расчеткрутящих секциимоментов расчетНм вращенияв указанных нашемточках: .
Та”=9550*31771647=18421
Тb”=9550*70251647=40733
Тc”=9550*9411098=8184
Тd”=9550*20811098=18099
Таблица 3.9 – параметры подачи построитьводы пожарныхв каждом режиме
Значение таблицыпараметров местув точках
Мощность дверидвигателя N
Крутящий диаметрмомент рычаговТ
подачи перейтиводы t
Удельный потерьрасход каждомтоплива ge
Расход окисловтоплива клапанна подачу двигателявсей графикеводы G
Удельный таблицавыброс ординатокислов режимеазота q
Выброс насосуокислов высокогоазота NOx
Продолжительность установкеподачи построитьводы пожарныхв каждом окисловрежиме i (точки )
tc”=3000267*3600=031
td”=30002667*3600=003
Расход мощностьтоплива насосав каждом i режиме:
Ga”=(18421*3177*02)1000=117кг
Gb”=(40733*7025*002)1000=057кг
Gc”=(8184*941*031)1000=023кг
Gd”=(18099*2081*003)1000=011кг
Выброс расходазота другоев каждом i режиме:
Суммарный подачирасход средствтоплива системепри тушенииработе приводана всех дверирежимах:
G=117+057+023+011=208кг
Суммарный подачивызов давленияокислов котороеазота:
NOx=0702+0342+0046+0033=1123г.
Вывод: такойнаиболее запасрациональные диаметррежимы шторныеработы давленияпожарного напоранасоса пожарногопо расходу междутоплива прямойдвигателем напорнойи выбросами рабочегов атмосферу крутящийокислов пожарномуазота роллетахявляются обминточка .
Рисунок 3.8 - графическая работызависимость пределупараметров пожарногоПН и ДВС.
6 Расчеты прочности креплений насоса
Проверочный насосарасчет клапанна прочность штуцерпроводится системес целью междуполучения сталиколичественной точкаоценки катушкупрочности нагрузокконструкции насосав целом которома также целомпо отдельным шаровыеее деталям. Расчет работыучитывает пожарногофактические площадьданные мощностьконструкции: размеры потеримеханические работысвойства построитьматериала значениями другие послетребования роллетахсущественные выявитьдля напорнойпрочности.
Сравнением режимевычисленных вращениянапряжений или с заливнойдопускаемыми напораопределяется расчетовкоэффициент двигателярасчетного насосамизапаса которойкоторый рукаваравен сеченийотношению другоедопускаемых мощностинапряжений полученияк расчетным:
Для напораконструкций прочностиработающих насосна устойчивость насосарасчетный двигателязапас напораравен учетомотношению частотойкритических крышкунагрузок источникак расчетным:
Конструкция насоса вращенияНЦПН 40100 пожарного колесаавтомобиля мешаяудовлетворяет которойтребованиям находитсяпрочности значениямесли отсековрасчетный задвижказапас =1. Это окисловявляется крепленийнеобходимым вакуумномусловием штуцероптимальной крутящихконструкции усилияобладающей заполнятьминимальной квадрантемассой.
Проверочный смазкойрасчет установкедает промывкуоснование влагисделать вращениязаключение передачейо прочности рукаваконструкции работыв целом вращенияа также напораполучить пожарногоколичественную напорнойоценку параметрыпрочности стыковогокаждой точкаотдельной общемдетали. При рабочегорасчете тепламожно подшипниквыявить гайкинедостаточную вращенияпрочность графикенекоторых насосасечений данныеили пожарногонеработоспособность выходногосиловой абсцисссхемы частотыконструкции.
Значит чтобыисходя рабочейиз реальных диапазонекреплений насоспожарного которыйавтомобиля вращенияпроведем крутящийрасчет материалапрочности исходныеболтовых мощностисоединений правилокоторыми НЦПН 40100 размерами 07*065 выполненный из вилкастали прикреплен к открыташасси насосапроектируемого затемпожарного учетомавтомобиля.
Исходные кранаданные:
Осевое режимеусилие точкина болты: отсековFw = 10000 Н.
Поперечное режимеусилие заданнойна болты: квадрантеQw = 1000 Н.
Марка ведущейстали рукаваболтов: 40.
Допускаемое деталямнапряжение:
- на прямуюрастяжение: []20 = 130 МПа;
- на двигателясрез: []20 = 65 МПа.
Номинальный насосадиаметр стволомрезьбы затемболта: величинуD = 12 мм.
Шаг крепленийрезьбы формулеболта: формулеР = 1.75 мм.
Диаметр можнорезьбы значенияпо впадинам: материалаd3 = 9.85 мм.
Коэффициент напорнаяполноты азотарезьбы:
болта: насосамиK1 = 0.75; формулегайки: работыK1 = 0.875.
Коэффициент напордеформации стволвитков: поступалиKm = 0.6.
Коэффициенты насосаналичия нашемсмазки:
Результаты главарасчета придаётсяболтов:
Площадь двигателясечения расчетболта:
Aw = (d32 - d2) = (9852 - 02) = 762 мм2.
Площадь каждомсечения насосатела формулуболта:
AD = (D2 - d2) = (122 - 02) = 113 мм2.
Момент расходсопротивления рукавнойсечения усилиякручению:
Ww = 116D3 (1 - d4D4) = 116×9.853 (1 - 049.854) = 187.6 мм3.
Крутящий приведенымомент базовыхпри зазорызатяжке:
Мк = FwDz = 0.13×10000×12(2) = 7800 Нмм.
Момент работына ключе вентилейдля насосаобеспечения шторныеусилия затемFw:
Мкл = 1FwDz = 0.26×10000×12(2) = 15600 Нмм = 1.6 кгс*м (со линийсмазкой).
Напряжения передачсреза отборапо резьбовой пожарныхчасти:
w = Qw(Awz) = 1000(76.2x2) = 6.6 МПа 65 МПа - выполнено.
Напряжения передачсреза контролятела пожарногоболта:
w = Qw(ADz) = 1000(113x2) = 4.4 МПа 65 МПа - выполнено.
Напряжения точкахрастяжения коробкив болте:
w = Fw(Awz) = 10000(76.2x2) = 65.6 МПа 130 МПа - выполнено.
Напряжения промывкусреза черезрезьбы насосав болте:
p = Fw(d3hzK1Km) = 10000(×9.85×12×2×0.75×0.6) = 29.9 МПа 65 МПа - выполнено.
Напряжения вентилейкручения лсприв болте:
sw = МкWw = 7800187.6 = 41.6 МПа 65 МПа - выполнено.
Результаты насосарасчета параметрыгаек
Напряжения промывкусреза учетомрезьбы ведомогов гайке:
p = Fw(DhzK1Km) = 10000(×12×12×2×0.875×0.6) = 21.1 МПа 65 МПа - выполнено.
Минимальный деталямдиаметр частотырезьбы вращенияболта формулеиз условия линиипрочности ведомогона растяжение [d] = 9 мм
Для деталейлистовой расходстали насосовиз которой каждомизготовлена шторныецистерна шестернипожарного построимавтомобиля согласноиспользуя пожарномуданные схеметаблицы 51 [19] насосапринимаем системерасчетное мощностьсопротивление возможнопо пределу текучести теплаRy = 230 МПа; для источникасварного величиныстыкового значениямсоединения графикаработающего установкена изгиб расходи при затемналичии квадрантефизического давленияконтроля такойкачества значенияшва включениипо таблице 3 [19] насосарасчетное черезсопротивление вращенияRwy = Ry = 230 МПа (23 кНсм2).
Коэффициент значениямусловий величиныработы стволомпринимают можнопо таблице 6 [19] = 095.
Расчетная двигателядлина квадрантесварного линийстыкового высокимишва = 49 - 2 09 = 472 см.
Определяем коробкимомент ординатсопротивления насосуи нормальные передачнапряжения жидкостьпо формуле
Касательные построимнапряжения жидкостивычисляют различнымпо формуле
Приведенные пожарногонапряжения клапанрассчитываются мощностьпо формуле
где - нормальные пожарномунапряжения расчетовв шве такоеот момента = 72 кНсм2;
- среднее диаметрзначение частоткасательных двигателянапряжений;
Поверочный дверейрасчет состояниипоказал каждомчто выполненопрочность основногосварного различнымстыкового напорашва пожарного диаметрнасоса НЦПН 40100 точкик ремонташасси мешаяавтомобиля обеспечена.
ГЛАВА 4 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО МОДЕРНИЗАЦИИ НАДСТРОЙКИ ПОЖАРНОГО АВТОМОБИЛЯ
1 Разработка предложений по модернизации
Шторные дверноедвери (рисунок 4.1) незаменимы вертикалидля пожарногоэксплуатации формулемногих передачвидов пожарныхспецтехники. Они машинынужны зубчатыйдля регулируязакрытия согласноотсеков обминпроёмов построитьмогут моментустанавливаться включениина такой вентиляхтранспорт вращениякак: зубчатыйпожарные расходмашины задвижкепередвижные рисуноклаборатории двигателяэнергетические точкиустановки частотойэвакуаторы обминавтоцистерны. Такие причёмдвери вакуумномспособны этогоне только двигателянадёжно обминзащитить карданныйсодержимое этогоотсека отсековили пенобактранспорта болтеот взлома моментмеханического возможноповреждения следуетно и не пропускают единицевлагу исходныхпыль открытаявляются придаётсяпожароустойчивыми. Они мощностьмогут работумонтироваться наиболеена динамические значитконструкции провестии при приводэтом нагрузокне деформироваться.
Рисунок 4.1 можно– насосаобщий опорывид работшторных закрытыхдверей
В машиныкачестве расходосновного описаноматериала пожарныхприменяется причёманодированный рукавныепрофиль каждомиз алюминия. Конструкция возможнопредставляет насосовсобой системесамо такимполотно надёжнокоторое передачоткрывается этогои закрывается насосас помощью прямуюспециального укладчикмеханизма режимекак основногоэто лсприпроисходит насосаи в роллетах.
В вилкакомплект штуцерудля которыйустановки насосакак возможноправило задвижкевходит единицепомимо точкахполотна описаноручка режимеиз пластика расчетнаяили работыалюминия вращениянаправляющие расчетсо стальным выразитьбарабаном подачии уплотнителями приводазамковый придаётсяи пружинно-инерционный послемеханизм учетомкрепления затеми т.д.
Для веществизготовления давленияшторных рычаговдверей значитдля клапанпожарных частотеавтомобилей затемиспользуется провестиавтоматизированное построитьоборудование такойкоторое мощностьнеобходимо шторныедля задвижкаформирования вращенияформы рисунокпрофилей. Такое цистерныпрофилегибочное двериоборудование мощностьвключает построитьв себя двигательсистему надёжноуправления болтеавтоматический двигателяукладчик провестиприёмное отношениеподающее расчетнаянаправляющее вакуумномустройство коробкистан напорадля клапанзагибания насосапрофиля можнорежущий прямуюавтоматический расчетстанок давленияа также междуразмыватель. С деталямпомощью сливнойнего профилямможно установкесоздавать опорышторные коробкидвери контурдля болтеспецтехники заданнойпо эскизам координатили данныхиндивидуальным согласнозамерам шторныезаказчика.
Сначала производятся замеры отсека или проёма куда будут устанавливаться двери. Затем подбирается сам профиль который как правило изготавливается из анодированного алюминия. На профилегибочном оборудовании придаётся форма изгибы используемым профилям. Весь процесс является автоматизированным. Затем ламели должны быть надёжно и правильно соединены между собой чтобы:
Конструкция была единой не содержала зазоров могла легко открываться и закрываться.
Не было зазоров так как шторные двери для спецтехники по сути являются и защитными: не пропускают воду пыль хорошо переносят механические удары и т.д.
2 Преимущества установки шторных дверей
Благодаря конструктивной особенности шторных дверей автомобиль АНР оснащенный ими сможет спокойно подъехать вплотную к любому месту пожара тем самым обеспечив более комфортное открепление пожарно-технического вооружения при тушении пожара и проведении аварийно-спасательных работ.
Шторные двери которые открываются по нажатию кнопки вверх не мешая передвигаться около пожарного автомобиля.
Шторные двери обладают высокими защитными свойствами и обеспечивают защиту от пыли влаги и механических повреждений;
Шторные двери обеспечивают безопасность и сохранность пожарно-технического вооружения при транспортировке.
Дверное полотно предусматривает работу механизма в агрессивных средах и изготовлена так чтобы пыль и вода не поступали внутрь автомобиля через соединительные зазоры.
Стойка устойчива к различным методам воздействия в том числе и силовым.
3 Расчет размеров шторных дверей
На правом и левом борту пожарного автомобиля находится по 2 отсека для хранения. Размерами 14 м на 08 м.
Проведем расчет общей площади пожарных отсеков с двух сторон пожарного автомобиля.
S = n*a*b = 4*14*08 = 448 м2
n – количество шторных дверей с двух сторон автомобиля.
ГЛАВА 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИНЯТЫХ РЕШЕНИЙ
Расчет ожидаемого экономического эффекта от использования пожарного насоса НЦПН 40100 и шторных дверей.
Предлагается внедрение на вооружение пожарно-спасательной части №1 насоса НЦПН 40100 что дает возможность более эффективно организовывать тушение пожара на территории гарнизона и как следствие уменьшить размер материального ущерба.
В качестве базового варианта (эталона) принимается использование стандартного пожарного насоса ПН-40УВ.
Основные исходные данные для расчета приведены в таблице 5.1
Таблица 5.1 Исходные данные для расчета экономической части
Наименование показателей
Условные обозначения
Балансовая стоимость оборудования
Себестоимость приборов тушения
Количество пожарных насосов необходимое для локализации расчетного пожара
Срок службы пожарного насоса
Производственные затраты
Прочие потери от пожара (расчет)
Вероятность возникновения пожара
Степень огнестойкости
Время свободного горения
Расход огнетушащего средства
Коэффициент учитывающий транспортно-заготовительные расходы
Определение величины основных экономических показателей.
Основные показатели противопожарной защиты являются:
Капитальные вложения К1 и К2 (руб.)
Эксплуатационные расходы И1 и И2 (руб.)
Материальный ущерб от пожара У1 и У2 (руб.)
По базовому варианту С1 И1 и К1 отсутствуют и следовательно равны С1=0 И1=0 К1=0 (5.1)
Материальный ущерб от пожара из таблицы (расчетные данные) составляет
У1=1500000 руб. (5.2)
Приведенные затраты по базовому варианту
Рассчитываемый вариант
Приведенные затраты по рассчитываемому варианту определяются по формуле:
Себестоимость пожарной защиты объекта
В удельные капитальные вложения рассчитываемого варианта входят пред производственные затраты.
Приведенные затраты по рассчитываемому варианту равны:
Определение коэффициента качества пожарно-профилактических мероприятий:
где: q1- относительный показатель учитывающий степень огнестойкости.
где: q2 - относительный показатель учитывающий площадь горения.
где: q3 - относительный показатель учитывающий время свободного горения.
Определение экономических потерь по базовому и рассчитываемому варианту.
Экономические потери рассчитываются по формуле:
где: УПР УПОС - значение прямого и косвенного ущерба от пожара руб.
ПГТ – годовые потери от гибели людей или получения ими телесных повреждений руб.
Тогда экономические потери по базовому варианту составят:
Сопоставление вариантов и определение ожидаемого экономического эффекта. При сопоставлении приведенных затрат получается что З1З2. Однако при расчете ожидаемого экономического эффекта учитывая коэффициент Кк (значение которого существенно влияет на снижение размера материального ущерба У2).
Получим следующие результаты:
В результате внедрения рекомендуемых пожарных стволов НЦПН-40100 ожидаемый экономический эффект а именно уменьшение размера материального ущерба от пожаров составит 1792458 руб.
В результате выполнения дипломного проекта изучена характеристика защищаемой территории и район выезда 1 ПСЧ.
Установлено что сложность в районе выезда 1 ПСЧ составляет здания с повышенной этажностью безводные участки и непроезжие улицы следовательно часто прокладываются магистральные линии на большие расстояния в рамках выполнения дипломного проекта предлагается переоснащение имеющегося на вооружении пожарного автомобиля АНР пожарным насосом НЦПН 40100 благодаря внедрению которого заправку позволит производить заправку пожарных автомобилей более продуктивно а также обладает следующими положительными качествами по сравнению с стоящим на вооружении ПН-40УВ
повышенный КПД обеспечивается экономия топлива снижаются нагрузки на двигатель;
мощный пеносмеситель обеспечивается возможность работы пенных установок производительностью до 50 лс;
усовершенствованный дозатор за счет плавной и точной регулировки обеспечивается экономия пенообразователя;
вакуумная система типа «АВС» обеспечивается ускоренный водозабор проверки на "сухой вакуум" производятся без запуска двигателя;
Были поведены расчеты характеристик насосно-рукавной системы расчеты согласования режимов работы насоса с двигателем пожарного автомобиля.
Вместе с тем в целях более быстрого открывания дверей пожарных отсеков предлагается внедрение шторных дверей на автомобиль ЗИЛ. К преимуществам которых относят высокие защитные свойства и обеспечение защиты от пыли влаги и механических повреждений;
Предлагается внедрить предложенные устройство на территории первой пожарно-спасательной части 1 пожарно-спасательного отряда.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приказ МЧС России № 555 от 18.09.12. «Об организации материально-технического обеспечения систем Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий».
Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от 23 декабря 2014 г. № 1100н «Об утверждении Правил по охране труда в подразделениях федеральной противопожарной службы Государственной противопожарной службы».
Приказ МЧС России от 16.10.2017 № 444 «Об утверждении боевого устава подразделений пожарной охраны определяющего порядок организации тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ.
Приказ МЧС России от 25.10.2017 № 467 «Об утверждении Положения о пожарно-спасательных гарнизонах».
Приказ МЧС России № 142 от 28.03.2014 г. «О внесении изменений в приказ МЧС России от 25.07.2006 № 425».
НПБ-163-97 Пожарная техника. Основные пожарные автомобили. Общие технические требования. Методы испытаний. ВНИИПО МВД России. 1997г. - 105 с.
НПБ-176-98 Техника пожарная. Насосы центробежные пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний. ВНИИПО МВД России.1998. -18 с.
НПБ-181-99 Автоцистерны пожарные и их составные части. Выпуск из ремонта. Общие технические требования. Методы испытаний ВНИИПО МВД России. 1999г.-28 с.
НПБ 180-99. Пожарная техника. Автомобили пожарные. Разработка и постановка на производство. - М.: ГУГПС ФГУ ВНИИПО МВД России 1999 -27 с.
НПБ 307-2002. Автомобили пожарные. Номенклатура показателей. М.: ВНИИПО 2003. - 45 с.
ГОСТ Р 53328-2009 Техника пожарная. Основные пожарные автомобили. Общие технические требования. Методы испытаний.введения 01.05.2009г.
ГОСТ Р 53247-2009 Техника пожарная. Пожарные автомобили. Классификация типы и обозначения
ГОСТ Р 53480-2009. «Надежность в технике. Термины и определения». Москва: Стандартинформ 2010. - 32 с.
ГОСТ Р 4754-97. «Шины пневматические для легковых автомобилей прицепов к ним легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Технические условия».
Грачев В.А. Пожарная техника. В 2-х книгах. Книга 1. Пожарно-техническое вооружение. Устройство и применение. Грачев В.А. Теребнев В.В. Ульянов Н.И. М: Пропаганда 2007. - 328 с.
Безбородько М. Д. Пожарная техника. Безбородько М. Д. М.: АГПС 2011. - 550 с.
Газарян A.A. Техническая эксплуатация автомобилей. Газарян A.A. М. Третий Рим 2007. - 272с.
Ствол распылитель высокого давления с катушкой рукавной СРВДК-2400-60 СРВДК-2400-90 Руководство по эксплуатации КШИН. 6334264. 001 РЭ.
СНиП РК 5.04-23-2002. Стальные конструкции. Нормы проектирования. - Астана: Комитет по делам строительства МИиТ РК 2003. - 118 с.