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        消防車的液壓系統


        1.消防車液壓缸和液壓回路的設計


        開溝器的液壓回路,由五個部分組成。液壓系統的核心部分是液壓缸的設計,在設計之前,要先確定系統的工作壓力。
      消防車的液壓系統

        1)計算消防車液壓缸內徑和活塞桿直徑


        根據開溝器的工作特點,采用雙作用活塞式液壓缸。兩根圓柱導軌重量為 755.78N,中間承載部件重量為 825N,下承載部件重量為 664.24N,刀片部分重量為 229.91N,則其負載大小為2474.93N,選擇液壓缸的工作壓力為1MPa。


       。2) 消防車 液壓缸的工作行程


        根據開溝器的設計耕深推算出至少要有 600mm 的行程。參考液壓缸活塞行程參數系列,選取行程為 630mm 的標準值。
      消防車的液壓系統

        2.消防車鏵式犁的有限元分析


        由于曲面刀片為主要受力件,因此對其進行了強度分析。首先利用 CATIA 建立三維模型,將其導入 workbench 中,利用 Mesh 模塊進行四面體網格自由劃分,大小控制為5mm,并對局部進行網格調整后得到一個高質量的網格模型。終得到鏵式犁刀片的網格模型,模型共有 369429 個節點,237656 個單元。


        在刀片部分上作用載荷的裝置包括:圓柱導軌、承載部件以及刀片自重產生的載荷。施加載荷面為刀片接地部分,將鏵式犁犁柱上面的 4 個螺紋孔施加固定約束,開溝器刀片靜載荷匯總分別。分析時,所受載荷為總載荷的 1/3,為 748.34N,把模型所處的環境設置沿 Z 軸正方向29.8m/ s 的重力加速度。


        分析結果為:(1)大總體變形是在犁鏵刃口末端,為 0.32mm;(2)大等效應變出現在犁柱與犁片焊接上端,為 0.0002mm/mm;(3)大等效應力同樣出現在犁柱與犁片焊接上端,為 34.74MPa。綜上,變形、應力和應變值都較小,結構有足夠的強度和剛度。

        3.消防車鏵式犁開溝器防火試驗


        為了驗證森林防火開溝器的雜草覆蓋效果,課題對設計的開溝器進行了試驗。


        鏵式犁開溝器實物如圖 3-23 所示。試驗地點選在長滿枯雜草的荒地,速度選用汽車一檔速度。試驗發現鏵式犁開溝器只需作業一遍,雜草覆蓋率就達到 90%左右。試驗結果表明,鏵式犁開溝器結構設計緊湊,且有足夠強度;搭載在消防車的尾部比較協調,不會對消防車本身性能造成影響;液壓系統工作正常;雜草覆蓋效果較好。
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