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  消防车的液压系统


  1.消防车液压缸和液压回路的设计


  开沟器的液压回路,由五个部分组成。液压系统的核心部分是液压缸的设计,在设计之前,要先确定系统的工作压力。
消防车的液压系统

  1)计算消防车液压缸内径和活塞杆直径


  根据开沟器的工作特点,采用双作用活塞式液压缸。两根圆柱导轨重量为 755.78N,中间承载部件重量为 825N,下承载部件重量为 664.24N,刀片部分重量为 229.91N,则其负载大小为2474.93N,选择液压缸的工作压力为1MPa。


  (2) 消防车 液压缸的工作行程


  根据开沟器的设计耕深推算出至少要有 600mm 的行程。参考液压缸活塞行程参数系列,选取行程为 630mm 的标准值。
消防车的液压系统

  2.消防车铧式犁的有限元分析


  由于曲面刀片为主要受力件,因此对其进行了强度分析。首先利用 CATIA 建立三维模型,将其导入 workbench 中,利用 Mesh 模块进行四面体网格自由划分,大小控制为5mm,并对局部进行网格调整后得到一个高质量的网格模型。最终得到铧式犁刀片的网格模型,模型共有 369429 个节点,237656 个单元。


  在刀片部分上作用载荷的装置包括:圆柱导轨、承载部件以及刀片自重产生的载荷。施加载荷面为刀片接地部分,将铧式犁犁柱上面的 4 个螺纹孔施加固定约束,开沟器刀片静载荷汇总分别。分析时,所受载荷为总载荷的 1/3,为 748.34N,把模型所处的环境设置沿 Z 轴正方向29.8m/ s 的重力加速度。


  分析结果为:(1)最大总体变形是在犁铧刃口末端,为 0.32mm;(2)最大等效应变出现在犁柱与犁片焊接最上端,为 0.0002mm/mm;(3)最大等效应力同样出现在犁柱与犁片焊接最上端,为 34.74MPa。综上,变形、应力和应变值都较小,结构有足够的强度和刚度。

  3.消防车铧式犁开沟器防火试验


  为了验证森林防火开沟器的杂草覆盖效果,课题对设计的开沟器进行了试验。


  铧式犁开沟器实物如图 3-23 所示。试验地点选在长满枯杂草的荒地,速度选用汽车一档速度。试验发现铧式犁开沟器只需作业一遍,杂草覆盖率就达到 90%左右。试验结果表明,铧式犁开沟器结构设计紧凑,且有足够强度;搭载在消防车的尾部比较协调,不会对消防车本身性能造成影响;液压系统工作正常;杂草覆盖效果较好。
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