ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОЖАРНОЙ НАДСТРОЙКИ ПОЖАРНОГО АВТОМОБИЛЯ ПУТЕМ МОДЕРНИЗАЦИИ ПОЖАРНОЙ АВТОЦИСТЕРНЫ АЦ 8.0-40 (43118) ПО ЗАПРАВКЕ ОГНЕТУШАЩИМ ВЕЩЕСТВОМ

​АННОТАЦИЯ

Надежность аварийно-спасательной техники прежде всего влияет на исход тушения пожара и соответственно на спасение человеческой жизни. В статье рассмотрена эффективность пожарной надстройки в виде модернизации одного из элемента пожарной надстройки пожарного автомобиля на базе КАМАЗ.

Ключевые слова: пожарная надстройка, пожарный автомобиль, узлы и механизмы, оборудование, деталь.

Объектом исследования является аварийно-спасательный автомобиль на базе шассии КАМАЗ. Сокращенное название - АЦ 8.0-40 (43118).

На рисунке 1 изображено расположение патрубка заправки пожарной автоцистерны АЦ-8-40 (43118) через заливную горловину.

Рисунок 1. Расположение патрубка заправки пожарной автоцистерны АЦ-8-40 (43118) через заливную горловину

В качестве объекта для модернизации был выбран патрубок заправки пожарной автоцистерны АЦ 8.0-40 (43118) [1], располагающийся на крыше пожарной надстройки (рис. 1). Для оценки надежности и выбора конструкции проведем прочностной расчет стыкового сварного шва.

При расчете конструкций по допускаемым напряжениям условие прочности имеет вид σ[σ], где σ - напряжение в опасном сечении элемента, [σ] - допускаемое напряжение, которое составляет некоторую часть от предела текучести стали:

                                                     (1)

где n - коэффициент запаса прочности.

Так как предел текучести стали Ст3 σ_т=2400 кгс/см², то коэффициент запаса прочности для первого случая будет [3]:

                                           (2)

для второго случая:

                                           (3)

Для металлов, не обладающих выраженным пределом текучести, запас прочности определяют из отношения предела прочности разрыву σ_п к допускаемому напряжению [σ]. В этом случае коэффициент запаса прочности обычно составляет.

В случае действия осевых нагрузок напряжения вычисляют по формуле:

                                                         (4)

где P - осевое усилие, кгс; F - площадь поперечного сечения элемента, см².

Более точным методом расчета конструкций, учитывающим условия работы, однородность материала конструкции и др., является метод расчета по предельным состояниям. Первый метод применяется в машиностроении, второй - при проектировании всех строительных конструкций.

При расчете конструкции по предельному состоянию условие прочности записывается в виде:

                                                     (5)

где N - расчетное усилие, кгс; F - площадь сечения, см²; R - расчетное сопротивление материала, кгс/см²; m - коэффициент условий работы, который учитывает степень ответственности конструкции, возможность дополнительных деформаций при эксплуатации, жесткость узлов.

При выполнении указанными видами сварки угловых швов на стали Ст3 при всех способах контроля величина расчетного сопротивления при растяжении, сжатии и срезе принимается R^св_у=1500 кгс/см².

Стыковые швы на прочность рассчитываются по формуле:

                                                     (6)

где N- расчетная продольная сила, действующая на соединение, кгс; R^св_с - расчетное сопротивление сварного стыкового соединения растяжению или сжатию, кгс/см²; δ - толщина металла в расчетном сечении, см; l - длина шва, см.

Максимальное усилие N для угловых лобовых швов рассчитывают по формуле:

                                             (7)

где K - катет шва, см; l- длина шва, см; R^св_с - расчетное сопротивление срезу, кгс/см².

Коэффициент 0,7 показывает, что расчет ведется из предположения разрушения шва по гипотенузе прямоугольного треугольника (форма сечения углового шва).

Расчетные данные сварного шва и предложенного метода модернизации показали, что прочность патрубка допустима для дальнейшей эксплуатации пожарной техники.

Правильность установки пожарно-технического вооружения на крыше автоцистерны и в самой автоцистерне является основным требованием, предъявляемому к пожарному автомобилю. Эффективность размещения будет показывать время развертывания сил и средств при пожаре и т.п. [3].

В статье предложено провести модернизацию пожарной автоцистерны (рис. 2), увеличение длины патрубка заполнения цистерны с выводом его на борт (рис. 3), на примере АЦ 8,0-40 (43118). Таким образом, подсоединение к патрубку напорного рукава позволит осуществлять заправку цистерны из гидранта без подъема пожарного на крышу автомобиля. При этом время заправки цистерны сократиться на время подъема пожарного на крышу пожарной автоцистерны.

Рисунок 2. Размещение патрубка для заполнения цистерны водой

Рисунок 3. Общий вид патрубка для заполнения цистерны водой

Таким образом, расчет прочности сварного шва для модернизации патрубка заправки автоцистерны показал, что прочности конструкции патрубка достаточно для дальнейшей эксплуатации. Подсоединение к патрубку напорного рукава позволит осуществлять заправку цистерны из гидранта без подъема пожарного на крышу автомобиля.

Список литературы:

1. Автоцистерны пожарные. Методы технического обслуживания и планового ремонта/ Руководство по эксплуатации 28К7-00.00.000 РЭ. 2018. – 29 с.
2. Автоцистерна пожарная АЦ 8.0-40 (43118) / Руководство по эксплуатации 32Р-00.00.000 РЭ. 2019. – 21 с.
3. Самохвалов, Ю.П. Приспособленность пожарных автомобилей основного назначения к работе пожарных / Ю.П. Самохвалов Диссертация канд. техн. наук / АГПС. – 2007. – 237 с.