[CAD图纸全套]HGC5120XFG消防车改装设计

黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘 要 随着国家经济的不断发展，全世界几乎每年要发生近百万次火灾造成大量人员伤亡和较大的物质损失。因此，如何防止火灾发生，在火灾发后如何有效地组织扑救，以便尽可能地减少火灾损失。 本设计将参考水罐消防车的基本形状，并根据设计要求查找相关资料进行的设计。其中主要的设计内容有，二类底盘的计算与选择：由整车总体布置和工作装置设计确定二类底盘，计算整车总质量；消防水罐的选择与设计：通过水重确定压强，由压强算出水罐壁厚，确定材料选择水罐；消防管路系统的选择和设计：由整车的总体布置来选择管路系统，根据国 家 标 准 和性能参数 选取 消防泵和取力器，布置消防附件。最后进行整车的性能分析计算 ,结果表明基本达到了国家对改装车上路的标准。 关键词： 水罐；水泵；水炮；消防车；水罐消防车 黑龙江工程学院本科生毕业设计 of to a a to in to to in to be to of in to of of by to of of by to to to of in of of of of a 龙江工程学院本科生毕业设计 目 录 摘要 . .第 1 章 绪论 .罐消防汽车定义，组成，功用 .内外水罐消防汽车的发展概况 .罐消防汽车发展方向与前景 .计的目的和意义 .计内容 .第 2章 底盘及罐体的选择计算 9 罐消防汽车底盘的选择 .体的设计及材料的选择 波板的设计 章小结 第 3章 水泵系统的设计与选择 .压离心消防泵选择 压离心消防泵的特点 15 压离心消防泵的发展趋势 15 防车用水泵的选择 15 力器的选择 力器布置方案选择 17 力器基本参数选择 18 章小结 第 4 章 主要车用消防装备的选择 枪和水炮 枪 20 盘的选用 21 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 炮的选择 .章小结 .第 5章 副车架的设计 梁的截面形状及尺寸 .梁的前端形状及位置 .车架与车架的连接 .车架强度刚度校核 . 26 定装载时整车重心的求解 26 车架剪力与弯矩的求解 26 车架强度刚度校核 29 车架弯曲变形校核 30 章小结 . 32 第 6章 水罐消防车基本性能参数计算 33 动机的动力性 . 33 动机的外特性 33 车行驶方程式 36 力性评价指标 3 7 车动力性计算 3 9 油经济性计算 . 41 罐消防汽车稳定性计算 . 42 定工况工作状态 . 44 章小结 . 44 结论 . 45 参考文献 致谢 . 附录 A. 附录 B . 53 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 买文档送全套 纸，扣扣 414951605 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 第 1 章 绪 论 黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 二 类 底 盘取 力 装 置传 动 轴水 泵 及 进 出 水 管水 罐 消 防 汽 车 水 泵 系 统操 纵 机 构控 制 装 置水 炮水 罐国家相关部门统 计资料显示，我国的消防车保有量约为 辆，近年新增和更新消防车近 3000 辆。但我国的消防车车型结构不尽合理，特种车比例过低，水罐消防车约占总量的 70，而特种车（除水罐、干粉、泡沫外的车辆）仅占 10，且车型较老。有专家预测：目前，我国消防车市场，从总体上看正处于一个高增长的阶段。在未来的 5 年之内，这种增长的势头一直不会减弱。每年平均增长量会维持在 2000 台左右，水罐消防车有很大的市场前景 1。 罐消防汽车定义组成 和 功用 水罐消防车是利用本车发动机驱动车载水泵，将高压水送到水枪或水炮，水依靠泵产生的高压将水送往高处。 消防汽车 ,是装备各种消防器材、消防器具的各类消防车辆的总称，是目前公安消防队、企业消防队与火灾作斗争的主要工具，是最基本的移动式消防装备。 水罐消防车自上世纪初诞生以来，不断发展，日趋完善，以成为当今消防的主要专用车之一。水罐消防车按最大总质量可分为三类：一类为轻型水罐消防车（ 2t5t）；中型（ 8t12t）、重型（ 14t 以上）。 消防车在扑救火灾中所以能发挥独特的威力，主要依赖于汽车快速反应的机动性，车上装备的机动式泵以及其他各种消防器具的独特功能和工作效率。 普通水罐消防车有三 大部分组成，即二类汽车底盘、水罐和水泵系统。其主要组成如下： 其中水泵系统 是 水罐消防车的主要结构部分。 内外水罐消防汽车的发展概况 我国专用车生产始于上世纪 60 年代初，经过 40 多年的发展，尤其是在上世纪 80年代以后通过技贸结合与合作生产方式，从国外引进若干先进的水罐消防车制造技术，并在此基础上形成以若干大型汽车制造厂为主体的机械传动式水罐消防车生产企业集黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 团。为我国水罐消防车的腾飞打下了坚实的基础。当然除普通水罐消防车以外，专用水罐消防车的生产也得到了一定的发展，尤其是新世纪以来，随着我国社会经济和交通环境的改善，各行业对专用汽车尤其是工程系列专用汽车的需求越来越大。专用汽车将跟更加注重行业化、专用化、系列化。 目前 消防车辆的高科技产品和关键部件仍需进口。我国消防车辆在产量上已具有一定的规模，但大多数属于劳动密集型和中低技术水平的产品，品质和细节有待加强。一些技术含量较高的车型尤其是关键零部件仍需进口，例如一些 50m 以上登高消防车的上装部分、数控水炮、 A 类泡沫灭火系统等。此外，进口消防车 辆的动力性、耐久性及舒适性等方面也较国产车辆好。消防车辆改装企业的规模与基型车、乘用车生产企业相比普遍过小，技术力量薄弱，研发资金也相对较少。由于消防车辆市场容量相对较小，新产品开发投人大，回报周期长，绝大多数企业在技术研发上投人不足，只好通过引进、仿制来完成产品的升级换代，缺乏自主研发，尤其是对高科技含量产品的自主研发能力。 国内消防车辆虽然近几年发展较快 ,但在品种和车型结构上还存在较大的差距。国外消防车辆品种较为丰富 ,从小型拖车到大型挂车 ,从摩托车到汽车列车 ,从简单的乘用车到双发动机的机场消防车等 ,类型 十分丰富。此外 ,国外消防车辆轻、中、重型比例为3 4 3 ,而我国目前为 2 5 3 ,从这一比例可以看出 ,我国轻型消防车辆比重偏少。 消防车辆底盘具有独特的结构技术要求。与普通货车相比 ,消防车辆使用频率较低 ,但消防部队面临的任务却要求车辆必须具备极高的完好率和可靠性 ,能够快速到位 ,持久作战。底盘作为消防车辆行走、动力输出的基础部分 ,必须具备高效、可靠、持久的特点。此外 ,车辆底盘还承担着与上装部分连接、匹配的重任 ,底盘结构的布局直接影响着消防车辆的整体设计。我国消防车辆上装的关键件总体水平不太高 ,如液压件、 电控件、水泵、阀门、仪表等与国外差距较大 ,制约了高水平消防车辆的开发生产。由于消防车辆具有批量小、种类多、品种杂、多数上装科技含量高等特点 ,对底盘有着各自独特的要求 ,只有较为合适的底盘 ,才能与上装合理匹配 ,有效地发挥消防车辆整体效能 ,并延长其使用寿命。国内消防车辆专用底盘供应不足 ,绝大多数改装厂只能用二类载货车底盘改装 ,为了生产不得已对二类载货车底盘进行大 刀阔斧的改造 ,结果弄得底盘面目全非 ,性能受损 ,严重的还影响到了车辆安全性 ,制约了国产消防车辆的发展。 为提高水罐消防车的科技含量，追求高附加值，各国更是不 断采用先进技术，其主要表现以下几个方面：全面提高水罐消防车内在质量和使用性能；随着使用范围的不断扩大、用户要求的不断提高，水罐消防车正朝者多品种、系列化、小批量的方向发展；在制造加工方面，水罐消防车朝着底盘生产专业化、零部件生产专业化、工艺黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 专业化和辅助生产专业化方向发展；广泛采用计算机辅助设计，以提高设计的质量和缩短设计研制的周期；在材料配置上，将更多地采用高强度铝合金、不锈钢、工程塑料和聚合材料等。目前，水罐消防车以形成自己独特的结构与车型系列。 水罐消防车作为消防车家族的重要组成，多品种、小批量也是其一 大特点。水罐消防车生产的另一个特点是零部件专业化生产，大部分专用汽车厂实际是一个总装厂。其产品按结构分工或组织专业化协作生产 2。 罐消防汽车发展方向与前景 近几年，随着消防部队灭火和抢险救援任务的飞速发展，消防部队对车辆装备也有了较高的要求，这就迫使消防车辆生产企业必须针对市场研发出适应当前多样化、复杂化、专业化实战需求的消防专业车辆。在第十届国际消防设备技术交流展览会上，国内外近 30 家企业展出了 20 多个品种 70 余辆消防车，一改中型车辆唱主角的现象，重型车辆引人注目，轻型车辆各有特色，体现了今 后一段时期国内消防车辆的发展方向。但仅仅这些车型还难以满足日益复杂、危急的灭火和抢险救援实战的要求，仍需不断增加车辆类型，使产品结构趋于合理。物流车辆正向着重型化和轻型化两方面发展，重型车辆主要用于跨区域公路货物运输，发挥其载重量大、成本低的特点；而轻型车辆则用于城市内运输集散，发挥其体积小，快速便捷的特点。 国内消防车辆也将向重型化和轻型化两个方向发展，一方面随着我国公路网络的高速发展，使得消防部队远距离、多装备灭火和抢险救援更为便捷，这就要求作战车辆必须具备大功率、高速、重载、高效等特点，重型化车辆必是 首选；另一方面，随着城市交通的日益拥堵和灭火技术的不断发展，上装高效灭火设备或多用途的轻型消防车辆凭借其体积小巧，机动性强的特点，将更加适应城市灭火和抢险救援任务。重型化和轻型化消防车辆各有其独特的优势，在实战中两者可以相互补充，发挥其最佳配置效能。传统的中型消防车辆由于数量较多，维修方便和受传统观念影响等原因，在一段时期内还会继续发展。 底盘生产企业与改装企业合作，生产出消防车辆专用底盘。消防车辆底盘具有独特的结构技术要求。与普通货车相比，消防车辆使用频率较低，但消防部队面临的任务却要求车辆必须具备极高 的完好率和可靠性，能够快速到位，持久作战。底盘作为消防车辆行走、动力输出的基础部分，必须具备高效、可靠、持久的特点。此外，车辆底盘还承担着与上装部分连接、匹配的重任，底盘结构的布局直接影响着消防车辆的整体设计。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 国外经验表明，底盘生产企业与改装企业针对消防车辆特点，联合研发出几种消防车辆专用底盘，形成一定规模的产量，一方面能降低企业的生产成本；另一方面能最大限度发挥车辆与上装的效能。目前国内一些消防车辆生产企业已经意识到这一问题，有的企业与底盘生产企业积极合作，在原有二类底盘的基础上对底盘结构进 行有针对性的布局设计，以满足上装部分的特殊需求。可以预见，随着消防车辆上装部分技术、功能的要求越来越苛刻，对车辆底盘也将提出更加专业的要求，底盘厂与改装厂为了适应市场的需求，必将研发出批量生产的专业化消防车辆底盘。 消防车辆上装部分的发展消防车辆的上装部分主要包括动力输出系统、灭火系统、专勤系统和各种电气设备等。其中，灭火系统和专勤系统是体现消防特色的两个重要组成部分。 在各类灭火剂中，水是最主要也是最重要的灭火剂，但随着水资源的日益紧张，国家节能中长期专项规划的实施，节水高效灭火系统将 逐步替代传统的水灭火系统。当今世界较为先进的空气压缩泡沫灭火系统和细水喷雾灭火系统会有较大需求。 空气压缩泡沫灭火系统的灭火用水由消防泵中抽出，加入特定比例的浓缩泡沫液，然后再充入压缩空气泵产生的空气，在消防水管或消防水带中强力搅拌，形成一种高能量的灭火泡沫，这种泡沫体积较小，所携带的水量不多，却可以达到完整吸热的作用，吸热速度比单纯用水快 5 倍以上。实验表明：灭同样规模的火，空气压缩泡沫灭火系统水的使用量仅为传统灭火用水量的 1 国大力公司上装此类系统的防车，已少量装备部队， 反映较好。国内也有消防车辆改装企业引进了此类系统，已研制出定型车辆。 此外，还有沉寂多年的适应车辆上装需要的干粉灭火系统、二氧化碳灭火系统等，随着火灾形势的发展，也将有少量专业需求。针对这些系统极少使用，一旦使用灭火剂用量极大等特点，此类车辆的发展以重型车辆、拖挂车辆为主，可以区域范围内配置，跨区域调度。 专勤系统是指完成某项或多项消防专业技术作业的系统，如举高系统、照明系统、排烟系统、防化系统等。随着近几年消防部队火灾和抢险救援任务的复杂化、多样化、专业化，各种上装专勤系统的消防车辆也相应得 到了发展。国内专勤消防车辆的发展应以 “多功能、专业性、实战性 ”为原则，大力倡导 “模块化、系列化、通用化 ”设计理念，强调上装系统的实战性、可靠性、持久性。举高、照明、排烟、防化、通讯指挥、空气呼吸器充装、无线遥控、吊装、自动装卸等系统，将是今后多功能专勤车辆使用较为频繁的上装部分 3。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 安全性方面车辆的安全性是当前汽车业最热门的领域，消防车辆由于其使用的特殊性，对安全性方面应具备更加严格的要求，如对车辆的重心高度、侧倾角度、照明警示等标准应适当高于普通民用车辆。 在车辆上装备制动防抱 死（ 加速防滑（ 统的电子稳定程序（ 可以一直监控车辆的行驶状态，在快速度的弯道行驶、湿滑道路、紧急制动以及紧急避让等紧急情况下，对可能发生侧滑或车轮抱死自动做出反应，通过调节发动机制动管理和制动系统来稳定车辆的行驶状态，从而有效提高了车辆的安全性；大量应用 车辆发光效率高、照明范围大、能源消耗低、使用寿命长、反应速度快；配备欧洲标准的前后防钻入装置；大量采用无尖角设计和抗破碎、抗折断及阻燃材料等，从而在主动安全性和被动安全性两个方面提高车辆的整体安全性能。 国产消防车辆使用寿命一般为八年，但部分车辆在使用五至七年后，车辆性能大不如前，各种阀门、卷帘门开启困难，灭火剂容器滴漏，车漆起泡剥落，可靠性不如进口车辆。随着我国汽车制造业发展，动力性好、承载力大、坚固耐用、大修里程增长的国产优质底盘将更多的用于消防车辆的改装。耐锈蚀电泳底漆；镀铬和塑封技术；预应力高分子橡胶支撑和空气悬架；高强度钢和新型复合材料等技术的使用将一步提升消防车辆的可靠性 4。 轻型化是降低油耗，增加有效上装质量，提高运载效率和操控安全性的重要途径之一，是当前国内外消防车 辆追求的新目标。轻量化材料应用较多的有铝合金、镁合金、高强度钢、塑料及复合材料等。根据当前国内汽车制造业的水平推测，消防车辆在发动机、车架和车厢、车身板件和覆盖件、灭火剂容器等部分大量使用上述轻量化材料，这将是衡量消防车辆生产技术是否先进的重要标准。 智能控制和信息系统装备，包括车辆底盘发动机管理、保养和维修、换挡、制动，以及稳定控制、后从动尾桥及横摇控制等系统，实现了底盘智能化、自动化和优异的动力性、经济性、安全性及长使用寿命。上装部分电子定位导航系统和车辆专勤系统是指完成某项或多项消防专业 技术作业的系统，如举高系统、照明系统、排烟系统、防化系统等。随着近几年消防部队火灾和抢险救援任务的复杂化、多样化、专业化，各种上装专勤系统的消防车辆也相应得到了发展。国内专勤消防车辆的发展应以 “多功能、专业性、实战性 ”为原则，大力倡导 “模块化、系列化、通用化 ”设计理念，强调上装系统的实战性、可靠性、持久性。举高、照明、排烟、防化、通讯指挥、空气呼吸器充装、无线遥控、吊装、自动装卸等系统，将是今后多功能专勤车辆使用较为频繁的上装部分。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 安全性方面车辆的安全性是当前汽车业最热门的领域，消防车辆由于 其使用的特殊性，对安全性方面应具备更加严格的要求，如对车辆的重心高度、侧倾角度、照明警示等标准应适当高于普通民用车辆。 在车辆上装备制动防抱死（ 加速防滑（ 统的电子稳定程序（ 可以一直监控车辆的行驶状态，在快速度的弯道行驶、湿滑道路、紧急制动以及紧急避让等紧急情况下，对可能发生侧滑或车轮抱死自动做出反应，通过调节发动机制动管理和制动系统来稳定车辆的行驶状态，从而有效提高了车辆的安全性；大量应用 车辆发光效率高、照明范围大、能源消耗低、使用寿命长、反 应速度快；配备欧洲标准的前后防钻入装置；大量采用无尖角设计和抗破碎、抗折断及阻燃材料等，从而在主动安全性和被动安全性两个方面提高车辆的整体安全性能。 国产消防车辆使用寿命一般为八年，但部分车辆在使用五至七年后，车辆性能大不如前，各种阀门、卷帘门开启困难，灭火剂容器滴漏，车漆起泡剥落，可靠性不如进口车辆。随着我国汽车制造业发展，动力性好、承载力大、坚固耐用、大修里程增长的国产优质底盘将更多的用于消防车辆的改装。耐锈蚀电泳底漆；镀铬和塑封技术；预应力高分子橡胶支撑和空气悬架；高强度钢和新型复合材料等 技术的使用将一步提升消防车辆的可靠性。 轻型化是降低油耗，增加有效上装质量，提高运载效率和操控安全性的重要途径之一，是当前国内外消防车辆追求的新目标。根据当前国内汽车制造业的水平推测，消防车辆在发动机、车架和车厢、车身板件和覆盖件、灭火剂容器等部分大量使用上述轻量化材料，这将是衡量消防车辆生产技术是否先进的重要标准。 智能控制和信息系统装备，包括车辆底盘发动机管理、保养和维修、换挡、制动，以及稳定控制、后从动尾桥及横摇控制等系统，实现了底盘智能化、自动化和优异的动力性、经济性、安全性及长使用寿命 。上装部分电子定位导航系统和车辆行驶记录仪，举高车的车体平衡和工作中自动保护系统，红外热成相、热寻的与无线传输、电子控制结合系统等。这些应用电子信息技术、传感技术、自动控制技术、机电一体化技术等高新技术的专用装置，提高了消防车辆的智能化水平，增加了车辆的附加值，缩小了与国外产品的差距。在当前消防部队任务量大、人员短缺的条件下，提高消防车辆智能化水平，是节约人力、增强部队战斗力最有效的途径。 注重个性化和人性化设计国产消防车辆改装企业引进、仿制及技术合作越来越普遍，在车辆结构和配置上越来越呈现出 “ 同质化 ” 现象。为了提高市场竞争力，消防车辆改装企业必须针对消防部队的实际使用情况，在车辆功能、结构、外观上进行科学、合理的设计，注重个性化和人性化设计 5。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 例如，底盘纵梁上预置安装孔，便于上装快捷、方便安装，降低改装难度和成本；应用人机工程学设计驾驶室布局，使环境舒适，显著降低驾驶员的工作强度，使驾驶员远离疲劳；宽大的前风挡和侧窗、自动加热后视镜、宽视角辅助后视镜及侧望地镜等，为驾驶员提供了极佳的视野。成员室采用大空间设计，便于战斗员在车上佩带防护装备，取用常用装备；器材箱装备放置牢固、合 理，按照使用频率以取用便捷为设计原则。并应充分考虑人体高度对工作范围的影响，疲劳状态下的操作强度，长时间紧张状态下对舒适度的要求等细节方面。 消防车辆售后服务水平不断提高消防车辆承担着 24 小时灭火和抢险救援的战备值勤任务，要求车辆具备很高的完好率，这就对消防车辆改装企业的售后服务水平有着苛刻的要求。技术说明、培训、保养、维修等服务环节烦琐而复杂，每一项过程的疏漏或错误都会给用户带来不必要的麻烦或损失，从而危害到国家和人民群众的利益。 为使水罐消防汽车能够在不同工况下圆满的完成工作的需求，经过调查 、研究，我国水罐消防汽车的品种开发还应从以下方面努力：进一步发展和完善中型水罐消防汽车，以适应农业等部门的需求；进一步提高水罐消防汽车的技术含量以追求其高附加值等。 在以经济建设为中心的大环境里，在世界经济复苏的浪潮中。水罐消防汽车的发展前景将是一片美好，但是机遇与挑战是并存的，只有抓住机遇迎接挑战，才能实现我国专用汽车事业的真正腾飞 6。 计的目的和意义 目的 : 综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业设计的过程中，在所学知识得到疏理和运用，提高自己动手能力和培养自己的解决问题 的能力。 意义：随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，城市的规模也越来越大。近年来城市的火灾及火灾隐患也越来越多，带给人们的损失也逐年增高。因此消防车的需求量也逐步增加，消防车的功能的要求也在增加。城市消防车的设计应突出快速、灵活、机动性好的特点，以适应城市空间狭小、车流量大的特点。同时，在突发事件的时候能为居民提供生活用水。 计内容 本设计将参考水罐消防车的基本形状，并根据设计要求查找相关资料进行的设计。其中主要的设计内容有，二类底盘的计算与选择：由整车总体布置和工作装置设计确定二类底盘，计算 整车总质量、轴载质量分配和质心高度位置；消防水罐的选择与设计：通过水重确定压强，由压强算出水罐壁厚，确定材料选择水罐；消防管路系统的选择和设计：由整车的总体布置来选择管路系统，根据国标和性能参数设计消防泵和黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 取力器，布置消防附件。在设计完整车后，对轴荷进行合理的分配，使之符合使用要求。最后进行整车的性能分析计算。在对各种结构件进行了分析计算后，绘制消防车的整体图及主要部件的零件图。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 第 2 章 底盘及罐体的选择计算 如前所述，消防车大部是用普通载 重车的底盘改装的。因为消防车直接与人民的生命财产有关，因此各国对消防车的底盘均有严格的要求。我国首先对一般的消防车灭火消防车提出了通用底盘的标准（草案），其他专用消防车的标准尚处于酝酿阶段。 消防车用地盘必须是经过国家有关部门鉴定的优质汽车底盘。还有少量的专用底盘也需经过专门的试验和鉴定。驾驶室要求双排、四开门 ,后门采用与前门一样的 2级踏步尽量要宽一般为 800850便成员快速进出。同时要求在第二排乘员座位后预留安装空气呼吸器的空间 ,即后围板距离门立柱 200230员 4 6人。驾驶室内要配置取力控制操纵机构及配置双缸液压驾驶室翻转装置。 罐消防汽车底盘的选择 消防汽车必须具备良好的动力性、机动性、操纵稳定性和使用可靠性等基本性能防车通用底盘系列、形式、基本参数和技术要求中规定的消防车底盘部分性能参数列于表 表 防车底盘部分性能参数 消防车性能 轻型 中型 重型 最高车速（ ） 90 90 80 60 s 加速时间（ s ） 30 35 45 发动机功率（ 最大总质量（ t ） 52 108 14 根据我国目前生产的各类型专用车辆的基本模式，大多是为了满足国民经济某一服务领域的特定使用要求，主要是在已定型的基本车型底盘的基础上，进行车身及工作装置的设计，与此同时对底盘各总成的结构与性能进行局部的更改设计与合理匹配 ，以达到满足使用需求的较为理想的整车性能。 因此，专用汽车性能的好坏直接取决于专用汽车底盘的好坏，通常专用车辆所采用的基本底盘按结构分可分为二、三、四类底盘。二类底盘是在整车基础上去掉货厢，三类底盘是从整车上去掉驾驶室与货厢，四类底盘是在三类底盘的上去掉车架总成剩下的散件。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 汽车底盘的选择主要是根据专用汽车的类型、用途、装载质量、使用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形、尺寸、动力匹配等决定，目前，几乎 80%以上的专用车辆采用二类底盘进行改装设计。采用二类汽车底盘进行改装设计工作重点是整车总体布置 和工作装置设计，对底盘仅作性能适应性分析和必要的强度校核，以确保改装后的整车性能基本与原车接近 7。 与普通货车相比，消防车辆使用频率较低，但消防部队面临的任务却要求车辆必须具备极高的完好率和可靠性，能够快速到位，持久作战。底盘作为消防车辆行走、动力输出的基础部分，必须具备高效、可靠、持久的特点。 目前国内市场上底盘的种类多、品种全，因为解放和东风系列底盘性能好，市场保有量大，考虑到消防汽车必须具备良好的动力性、机动性、操纵稳定性和使用可靠性的基本性能 ;水罐消防汽车是在二类底盘的基础上进行改装而成，主要尺 寸参数原则上应于原车底盘尺寸相同，保证性能参数与原车基本保持不变。 因为水罐消防汽车比普通水罐消防车多加了一套水泵系统，所以装载质量应比 普通水罐消防车小，根据初定额定装载质量为 3t，所以初选东风牌 的底盘。 整车整备质量是指专用汽车带有全部工作装备及底盘所有附属设备。加满油和水。但未载人和载货时整车质量。参考同类普通水罐消防车的整车整备质量0可估算水罐消防汽车的整车整备质量0m。 东风 整车整备质量 7800因为在本次设计选用的水罐、水泵、水炮都是质量较大的装备质量有较大的变化，因此整车整备质量比东风 相对较小，取为 1000即水罐消防汽车整车整备质量为 8： 800100078000 总质量 3 2 4 53658 8 0 04 2 5 00 （ 式中：乘员质量（ ，按每人 65。 东风 盘参数如表 表 风 盘参数 底盘型号 单位及代号 载 整备质量 （ 7800 前轴轴载质量 （ 3900 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 后轴轴载质量 （ 8600 额定轴载质量 允许最大总质量 （ 13245 允许前轴最大总载质量 （ 3900 允许后轴最大载质量 （ 8600 性能参数 最高车速 （ ） 90 最大爬坡度 （ % ） 30 油箱容积 （ L ） 145 限定工况百公里油耗 （ L ） 24 尺寸参数 外形尺寸 总长 （ 7785 总宽 （ 2475 高 （ 2700 轴距 （ 4700 体的设计及材料的选择 消防车罐体在二 类底盘上，所承载水的质量较大故设计罐体时应尽可能降低质心位置，根据现国内外所设计消防车罐体经验罐体应设计成卧式截面圆形。如图 外型 一般来说，水罐车的水罐都采用钢板焊接的。为了防止腐蚀，钢板表面须经防锈处理。例如，水罐内表面经喷丸或酸洗等多道清理工序，然后涂上底漆和防锈漆。苏联的某些水罐还在表面涂上一层沥青。我国某些消防支队，在买来的水罐车内壁在涂覆几层玻璃钢来加强防锈能力。 近年来西欧也有采用玻璃钢水罐的。国内某些水罐消防车也在试用玻璃钢罐体。水罐的横截面，有圆形、椭圆形和四周大圆 角的近似正方形等多种形状。椭圆形或半椭圆形截面应用较多，这种结构钢性尚好它能充分利用底盘车宽，质心位置较低，但制造工艺复杂些。圆形截面质心较高，稳定性方面容易产生问题；但本消防车的水罐容积选定为 5 吨，属于 轻 型水罐车，所以选用圆罐。水罐的形状虽有不同，但它们的黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 结构与功能是大致相同的。 水罐内腔分隔，设有防波板，分隔小时容量以 宜。由从水罐抽水及给罐注水的管道，有时还设有从消火栓或供水车的接口。罐底有清除污物的凹穴及排水阀门。为了检修，顶上设有 12 个人孔 ，横隔板上也有人孔。罐顶有各室连接通道。 金属罐体一般选用普通低碳钢板焊接而成。罐体壁厚常取 3 重型车应根据载液量和罐体结构形状的具体情况确定壁厚。罐体前后封头通常是平板型，为了提高刚度增加封板厚度为 6 9 。 在特殊时刻水罐消防车还可以为居民供水，罐整体选用合金钢材料，水罐消防车要求强度不太高可选用许用强度较低价格较低的合金钢材料；根据国内外水罐消防车罐体选材普遍选用 16度为 79003半径为 600水罐长 5400受压为水的静压力。根据公式 P= 0 0 0 （ 式中： P 罐受压为水的静压力 水密度3 g 重力加速度 2 h 水罐长 根据公式（ 算 。 k 1 （ 式中： S 圆筒的计算厚度 P 罐体内压力取 P= 圆筒的半径 k 焊缝强度系数 k = 设计温度下圆筒材料的许用应力为 1锈蚀的附加厚度。 计算得 S =4圆罐强度校核 ： 根据 计温度下圆罐的厚度校核按式（ 算 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 m i n t c 12 （ 式中 ：强度校核计算压力 圆罐内 径 实测最小壁厚 许 用壁厚 1容器在下一使用周期中预计的壁厚腐蚀减薄量 t 计算壁温下材料的许用应力 焊接接头系数。 计算得 =2所以 。 罐体壁厚 4合标准。 根据质量计算公式按式（ 算 罐 体（ 式中： 罐体的质量 罐体材料的密度 79003 v罐的体积 m 。 计算得 m 罐体 =492m 罐体 +水 =5492以选择的东风牌 的底盘符合要求。 波板的设计 在液罐 车上，为了加强罐体的刚性以及减轻车辆在行使过程中罐内液体对罐体的冲击，通常在罐体的内部加装防波板 。 防波板的材料应与罐体的材料一致，并且 每块防波板的有效面积应大于罐体的横截面积的 40%,因此将 防波板设计成圆冠形 , 并且冲制出若干个大孔以减轻液体对他的冲击。在布置时应使每道防波板上的孔在垂直方向上及水平方向都不同心，否则就会削弱其防波的作用。 一般防波板的选择与罐体相同的材料， 罐体防波板的厚度可选择 4 章小结 黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 消防车的底盘必须选用通过性、稳定性好及发动机功率大的优质汽车底盘 ;有上下方便、安 全可靠的乘员室 ;有足够的强度，大小应适当。通过以上几点要求选择了东风底盘。本章通过比较分析及计算选择校核了罐体的壁厚，本设计中消防水罐车在特殊时刻还可以供居民生活用水这就要求水罐罐体材料有防锈功能则罐体需选用不锈钢材料，综合经济性、实用性和现实条件等因素罐体需选用需用强度不需过高经济的材料 16算的罐体厚度为 4据压力容器设计标准 黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 第 3 章 水泵 系统的设计与选择 安装在消防汽车上的水泵通称为车用消防泵水泵系统由取力装置、水泵及及进出水管、操纵机构等组成。根据战术需要，消防车上配备各种消防装备，其中，消防水泵时最基本也是最核心的部件之一。 压离心消防泵的选择 高压消防泵结构简单、种类多、技术成熟、造价低廉，在固定消防供水设施中得到了普遍的应用，也是我国 80 年代以前消防车上的主要泵中。 压离心消防泵的特点 改革开放以后，我国经济持续快速增长，城市（尤其是大城市）高层建筑纷纷拔地而起，而消防水源的建设又相对滞后，高压消防泵已无力 较好地满足单泵远距离供水和向高层建筑供水的需要。因此，在选择消防车车用泵时，中高压消防泵和高高压消防泵因完全具有普通高压消防泵的输水性能，又有低压消防泵所不具备的性能特点，因此已成为选择车用消防泵的首选泵种。但由于我国各地区经济发展很不平衡，经济欠发达地区城市规模（高层建筑数量）有限，目前低压消防泵因造价低还是有相当的市场规模 10。 压离心消防泵的发展趋势 高压消防泵虽然扬程较低，但流量较大。目前我国已生产出流量为 80 的高压消防泵，国外已有流量 为 100 的高压消防泵，这种特性可以使消防车在水源充足的区域单车供更多地的水枪用水，也可供大流量的消防水炮、泡沫炮用水。这一优势是中高压消防泵和高高压消防泵无法替代的。因此，高压消防泵的前途在于发展大流量，以与中高压消防泵和高高压消防泵在性能特点上形成互补。 压离心消防泵的选择 上世纪九十年代以前，低压消防泵广泛应用于固定灭火系统和消防车辆上，随着中高压消防泵和高压消防泵的开发和应用，目前低压消防泵的应用有所减少。但由于价格较低、技术成熟、性能稳定 、操作使用方便等因素，高压消防泵在今后较长时期内仍将大量装配于用于普通消防车上。目前大型消防车已开始使用大流量的高压消防泵，这类高压消防泵与中高压消防泵和高高压消防泵相比，可同时供应的改造它可分为涡壳式和导叶式，单级式、双级式和多级式，单吸式和双吸式等。消防上常以出口压力不同而将其分为高压泵、中高压泵、高高压泵三大类。 离心泵主要由叶轮、泵壳、泵轴、轴封装置等构成。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 18 安装在消防车上的水泵统称车用消防水泵，放在车尾的为后置泵，放在发动机前面的为前置泵。车用消防水泵被称为消防车的心脏 , 是消防车作输送水的专用泵 。它以消防车底盘的发动机为动力 , 国产车用消防泵性能参数列于表 示： 表 产车用消防泵性能参数 型号 质量（ 长 宽 高 （ 出水口径（ 流 量（ ） 扬 程（ m ） 转速（ r ） 装泵车辆 5 650 500 580 65 0 3600 轻便 消防车 1 300 365 122 65 10 3400 70 500 600 600 65 10 3240 东风、解放底盘改装 50 530 500 400 80 30 3000 0 3 480 457 538 80 20 2950 2 80 750 450 580 80 978 22 548 457 710 80 10 2950 2 水泵通过取力器来驱动工作如图 为车用泵的动力传输方式 。 1发动机 2取力器 3水泵 4变速器 5离合器 图 用泵动力系统 本设计中选用东风底盘且设计重型消防车所以选用 用消防泵。 离 心泵的工作原理当泵内充满液体后，随着叶轮的转动，压出室内液体在离心力的作用下，由叶轮中心甩向四周，汇集后由泵出口流出，完成压水过程。与此同时，由于叶轮中心部分的水被甩出，在叶轮入口处形成真空。于是水在大气压作用下，由吸水管进入泵体吸入室，从而完成吸水过程。离心泵就是在叶轮连续转动下，不断完成压水和吸水黑龙江工程学院本科生毕业设计 19 过程而工作的 11。 根据 1992消防车通用技术条件中规定，消防泵的轴功率与发动机总功率之比不大于发动机功率之比汽油机不大于 60%柴油机不大于