消防车设计的探究

消防车设计的探究

广东永强奥林宝国际消防汽车有限公司523400

摘要:在近几年的发展中,火灾的概率呈现出了一定的上升趋势,很多居民的生命以及财产都在一场大火之后化为尘土。从客观的角度来说,没有及时进行灭火,固然有一部分原因在于火势过猛;或者居民在逃生的时候,耽误了最佳的求生时机。但是,消防车没有及时赶到,以及消防车的性能过低,也是没有及时灭火的重要原因。硬件上的差异,是近几年导致火灾情况加重的主要原因。因此,在今后的工作中,需要对消防车进一步设计,通过联系火灾的实际情况,强化消防车的设计要点,促使消防车能够在第一时间赶到,并且迅速灭火,挽救人民的生命和财产。

关键词:消防车结构;设计;要点

引言

对于消防车而言,在很大程度上具有一定的特殊性。首先,消防车必须在速度上占有一定的优势,因为火灾的势头可大可小,如果不能在第一时间灭火,那么情况很有可能变得更糟。其次,消防车在灭火的时候,必须具有较高的效率,无论是高压水枪还是储存的水量,都要达到一个较高的标准,保证在灭火的时候,能够在较短的时间,达到最好的灭火效果。第三,消防车必须具备较高的性能,在梯子、连接水枪的卷盘等细节方面,都要注意,避免因为细节问题影响整体灭火工作。本文就消防车的设计要点进行一些探讨。

一、消防车在实际生活中的发展现状

国外消防车的产品开发和投入使用的时间比较早,从二十世纪四十年代开始就出现了直臂云梯的消防车,随后其发展到了30到40米的组合臂平台车,九十年代的时候,能够在高空六十八米的高度进行施工的组合臂平台车得以研发和应用。根据实际的统计,我们可以得知,世界上最高平台车的高度为112米,其能够在距水平地面高度40层楼高的高空进行施工。而我国在1985年才开始引进和研发相关的登高消防车,在后期才开始在市场上推进。我国消防车在关键零部件如:泵、炮、底盘等技术与国外也有较大差距,因为国外消防车在这些硬件方面具有这种先发优势,导致整体性能不如国外消防车。国外大型消防车企业实力雄厚拥有强大的供应圈可以根据自己的需求进行快速设计,相比国内厂家刚刚起步,没有自主的关键件的设计生产能力,没有成熟的相关配套的产业圈支持导致产品设计制造成本高,在设计过程中经常受制于关键大宗件。

随着社会的发展,国家对消防车的生产设计越来越重视,1998年出台了第一部针对消防车的行业标准GB7956《消防车性能要求及试验方法》,2014年又对该标准进行了修改,对消防车产品的安全性、操作性、使用性以及人身防护等方面需求加以补充,并参考了国际上消防车行业的相关标准。对消防车设计提出了更高的要求。

二、登高平台消防车的结构分析

登高车臂架采用组合的方法来进行运行,这种组合式主要包括两个方面,针对于总体臂架结构,它主要是由两节臂架组成,其中第一个臂架中含有5个节臂,而第二个臂架中含有3个节臂,第一个节臂主要发挥的功能是伸缩驱动功能,第二个臂的主要功能是靠链条的工作带来的驱动,而其他的液压管等各种设备主要是靠内部的综合运行才得以有效的联结和运用。针对于1号的总臂驱动方案的设计,也可以采用第二级伸缩臂,来进行驱动方案的设计。换一种说法就是,在第三级第四级以及第五级等个伸缩臂展开后在进行,我们应该通过对第二级臂的利用,实现对1号臂的完全展开的操作。与此同时,我们可以采用多种方式来实现臂架的伸缩。另一方面,我们还要对整个结构的强度和硬度进行分析,从而进行综合设计,通过这种方式实现相关的设计和质量的优化。对于1号、2号的臂总成之间的折叠方式有:油缸布置在号臂的下方,还有油缸布置在2臂的上方等等,但是着主要根据载人的平台布置的方式不同而呈现出差异。

2.1、转台的结构分析和工作平台。

盒装结构处于转台居中的位置采用的多种螺栓的回旋联结,左边的布置就是控制面板的配置,右边采用的是倒立安装减速机的配置。与此同时,我们还能够将减速机布置在转台的

正前方。通过消防水管、液压管路以及电气管线等相关部件的臂架布置。在实际的结构布置中,我们会发现,载人共组平台也会和相关的节臂进行相连,根据整个车的实际布置的情况,我们可以选择在工作平台布置在车的中间部位或者是车的末端根据整车的布置情况,可以将工作平台布置在车中间或者车的末端,消防车工作平台的尺寸也应该按照相应的设计来进行安置,对其中的钢管直径、油架以及三面开门等给予有效的配置。与此同时,还要对平台的最大荷载、工作方式进行调整,保证载人平台的底部以及四周都能够相连,同时还要保证水平仪传感器的稳定性。当臂架的工作影响到了整个传感器的摆放程度后,传感器也会受到这个倾角的影响,从而对整个传感器造成影响,同时,控制系统发出的指令给平台的铰接变幅机构执行的动作来给予调平。

2.2、支腿以及其他的部分

登高消防车的支腿是整个工作运行的基础,其强度和刚度对于整个车的正常运行起到了重要的意义和作用。通常情况下,副车架一般都会采用大的整体箱来装,中间的设计中会有多种搁板来进行相关有效的协调,从而加强整个消防车的整体工作运行的进度,在车的中前端,我们还要设计液压邮箱,从而有效的实现车架与固定的之推向的内外连接处的有效的隔板连接,我们应该设计液压油箱,在车架与固定的支腿箱的联结处加强横向和纵向的隔板,有效的将之推向和副车架联结一体。对整个车的高度和相关的结构给予有效的匹配,其所涉及的宽度以及变截面都能都得到有效的结构控制。

四、灭火类消防车的载水能力

消防车是为了更好的进行灭火工作而制造出来的设备。从客观的角度来说,部分地区火灾的毁坏程度较低,原因之一在于消防车设计的比较合理。能够迅速的灭掉着火点,同时可以进行有效的深度清理,避免二次发生火灾。本文认为,在消防车设计的过程中,首先要在载水能力上进行一定的努力,部分消防车由于载水能力不足,因此在进行灭火工作的时候,达不到要求,不仅没有及时的挽救人民的生命和财产安全,同时还在一定程度上让火灾蔓延。所以,在设计消防车的罐体的时候,需要在满足国标的前提下在载水能力上进行一定的努力,尽量使载水后能达到底盘允许比方说如何更好的安排空间或者安全增加载水量,及提高消防车其他方面的能力。

五、消防车储物箱的设计

根据火灾往往伴随着人员围困,财务受损情况,所以既使在灭火类消防车上也通常需要配些出来灭火附件器材外的常用救援器材,如铁锹,铁铤之类。

顾名思义,储物箱就是用来装载灭火器材的储物间,灭火类消防车一般能放在储物箱里的器材有:滤水器、消防水带、分水器、集水器、异径接口、水带挂钩、地上消火栓扳手、铁锹、多功能消防水枪、消防腰斧、丁字镐、铁铤等,消防吸水管、护带桥等大件通常放在车顶。

同型号的消防车在设计储物箱时除了满足GB7956通用技术要求,还需考虑底盘干涉问题、器材的布置问题及空间的合理利用问题。底盘干涉问题主要是因为储物箱往往在上装的最前端靠近驾驶室,需要考虑油箱、电瓶、储气罐等是否有空间安放,会不会干涉、维修是否方便;器材布置符合人机工程的基本要求如:重的在下面轻的在上面等,常用的放在外面不常用的放里面,无法安装翻转踏板的车需设置内置式踏板方便消防员取放器材;通过合理的器材布置可以多存放些器材,从而提高整车的空间利用率,这也是整车性能的高低的表现。

六、消防车乘员室的设计

从主观的角度来说,消防车之所以能够实现较强的灭火作用,一方面是依靠自身的性能过硬,另一方面是依靠消防员的良好配合。因此,在今后的设计当中,必须将消防乘员室进行一定的优化。从客观的角度来说,消防车不可能自己进行灭火工作,需要让一个团队的消防工作人员来配合,才能更好的发挥出消防车的实际功效。本文认为,消防乘员室的设计重点在于,不仅要容纳较多的消防员,较多的自身防护装备如空气呼吸器、防毒面具、备用瓶等,同时还要让消防员能便捷快速的取用相关装备且不能对其他的部分产生不利影响。消防车的体积是有限的,就算最大的消防车也对消防乘员室做出了一定的规定。就双排座驾驶室而言,目前国产主流消防车及欧系的主战消防车乘员在6-7人,而美国的主流消防车可以载员8-9人。所以,我们必须结合国内实际的情况,对大、中、小型的消防乘员室进行一定的优化改进,只有这样才能对消防工作产生较大的积极影响。

七、灭火类消防车泵室的设计

在消防车进行灭火工作的时候,泵室可以说是一个核心的部位,泵室的设计用符合GB7956的相关要求。其一般包括:泵及管路系统、控制面板总成、壳体总成、顶部护栏总成、后翻门总成、后爬梯总成、踏板总成等;在近几年的发展中,很多的消防厂家都对泵室的设计进行了一定的改良。主要表现在以下方面的设计:

7.1泵及管路设计

随着社会的发展,市场对大功率、大流量的消防泵的需求越来越大,流量越大、灭火效率越高的消防车将越来越受欢迎。根据不同的厂家(或客户)提供的泵,为了更好的发挥其最大性能,我们在设计吸水管路时不仅仅要考虑减小液体流动时的阻力及流速问题,还要尽可能满足客户需求,方便消防员操作。

7.2控制面板总成

控制面板一般安装在泵室后部,打开后翻门(或卷帘门)就可以对泵炮进行控制,随着技术飞发展,控制系统不断向集成化,平面化,液晶触摸屏方向发展,控制面板也越做越漂亮,所以对造型设计提出了越来越高的要求。

7.3壳体总成

壳体总成指泵室壳体是泵室的主体,其作用是用来固定泵及管路、踏板、卷帘门、后翻门及泵室里的器材,在设计壳体时除考虑满足上述固定需求所需的壳体的强度之外,还需考虑其外观美观性,汽车的通过性能及空间利用率。

7.4顶部护栏总成

顶部护栏不仅可以从心里上给上车顶人员予安全上的安慰及提醒防护,也是车辆美观的重要组成部分,上面通常需要加装爆闪灯、照明灯及扶手等。在设计时应考虑护栏的强度、外观美观性及高度一致性,在设计后爬梯上车扶手需考虑防滑效果,以上这些均需在满足GB7956通用技术要求的基础上设计。

7.5后翻门总成

后翻门的作用是消防员在操作控制面板时不受天气的影响,可以遮阳挡雨。在设计后翻门时除了满足功能还需要考虑外形美观,撑开角度适中,开闭灵活、锁止可靠等。

八、消防车的整体设计

对于消防车来说,上述的一些设计要点都是针对消防车当中的部件来进行的,但是消防车是一个独立的设备,不能单单利用一些个体的设备进行灭火工作,我们需要针对消防车的整体进行一定的设计,从而让消防车更加完善,在灭火的时候更加高效,达到一个理想的效果。

8.1减少管路系统的压力下降

有些消防队使用口径更大的软管卷。较大的口径使水流量较大,并有更好的射流或喷洒,从而能更好地使用高压系统。其不利之处是,它们充注的水多,使用时比较笨重。本文认为,可以通过在规范中作出规定和消防车制造厂采取措施来把消防车管路中的压力损失减少到最小值。在制作管路时,可以使用口径较大的管子,尽量避免直角的弯曲或多余管道接口,以减少压力损失。这样对于消防车的灭火工作来说,具有一定的积极影响,并且能够在很大程度上节省灭火的时间,从侧面节省了成本。消防车的整体设计,对日后的应用具有决定性的影响,在今后的工作中,必须在整体设计方面进一步努力。

8.2贮柜的设计

贮柜是消防车的一个必备空间,是存贮不同物品的地方。在设计贮柜的时候,不能过大,也不能过小。贮柜有时候会将东西塞满,有时候会比较空,因此要从实际的角度出发,让贮柜发挥出应有的作用。在今后的设计当中,消防车的贮柜设计需要寻求一个统一的标准,使消防员尽可能的把设备放在任何贮柜当中。另一方面,所有的贮柜宽度要相等,它们的搁板由可调节的支架支撑。它们还应该安装一些包括拉出式或旋转式结构在内的各种搁板,并能按需要重新安排设备的贮藏地方。

结束语

本文对消防车的设计要点进行了一定的研究,从整体情况来看,消防车的设计还有进一步提高的可能,而且空间较大。在日后的设计工作中,我们的设计人员需要结合不同地区的具体情况进行,将火灾高发区的消防车设计的更加完善,这样才能对人民的生命和财产安全有一个较强的保障。

参考文献:

[1]崔锡君.百米登高平台消防车变幅系统仿真研究.大连理工大学,2012.11

[2]孟锐.登高平台消防车臂架结构分析与研究.吉林大学,2016.09

[3]甘敬.登高平台消防车臂架结构分析方法研究及优化.黑龙江科技信息.2016.02

[4]许东.压缩空气泡沫消防车[J].客车技术与研究.2014.01

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