折疊臂式登高平臺消防車總體設計分析

高良++王自然

摘 要：隨著我國社會主義經濟的飛速發展，人們對我國消防事業也提出了較高的要求。折疊臂式登高平臺消防車是目前我國城市的主要消防裝備，有助于全面提升消防質量。本文從概述折疊式登高平臺消防車入手，詳細介紹了它的總體方案設計、變幅結構設計和參數化軟件設計，為設計消防車產品提供指導。

關鍵詞：折疊臂式；登高平臺；消防車；總體設計

一、概述折疊臂式登高平臺消防車

折疊臂式登高平臺消防車在現代城市的消防滅火中起著至關重要的作用。目前我國的登高平臺消防車已經發展較為完善，產品種類繁多，性能日益完善。登高平臺消防車是城市化發展的產物，具有以下幾點優勢：具有廣泛的應用范圍，登高平臺消防車可以進行消防滅火、緊急救援和高空各項作業等；具有較大的操作空間，登高平臺消防車的臂式多樣化，可以實現各個高度的消防作業，并運送消防人員進入指定的位置；具有完善的安全保護措施和救急操作系統，切實保證消防操作的安全性和消防人員的生命安全；具有較大的靈活性，登高平臺消防車機器較為靈活，可以根據消防情況及時作出反應。登高平臺消防車的結構主要分為上車和下車兩個部分，上車主要包括轉臺總成、臂架系統、變幅系統和調平系統，下車主要包括底盤、副車架和支腿總成等。但是，目前折疊臂式登高平臺消防車還有一定的局限性，要求有較強支撐性的操作地面，產品只可運作在較硬的場地中，在松軟的場地中必須布設枕木。

二、折疊臂式登高平臺消防車總體設計

（一）總體方案設計

折疊臂式登高平臺消防車的總體方案設計是決定產品質量的關鍵，主要包括對機器尺寸、內部構造、構件尺寸、材料質量和各結構尺寸的設計等等。根據國內外的實踐經驗和大量的知識體系可以將總體方案設計分為以下五點：第一，在總體方案和技術標準的確定上主要是讓消防車的構件具有一定的強度和剛度，使得消防車整體抗傾覆并保持穩定，使得發動機達到操作功率；第二，在大型構建的初步設計中，根據一定的臂架力學模型和計算要點做好伸縮臂的強度校核和重疊部分的強度校核工作，確定伸縮臂的剛度范圍，保證轉臺和副車架的強度和整體穩定性；第三，在整體穩定性設計中設計人員在詳細了解相關力學模型和計算方法的基礎上，分別設計行駛時的整體穩定性和工作狀態的整體穩定性，其中行駛時的穩定性設計還包括縱向穩定性設計和橫向穩定性設計；第四，設計人員還需要在總體設計中做好對支腿壓力的計算工作，主要采取三點支承進行壓力計算；第五，設計人員需要做好對構件的初步設計，主要確定伸縮機構、變幅機構、回轉機構和調平機構的設計，以實現消防車臂架的靈活伸縮和變幅、上車的回轉和工作平臺的調平。因此，折疊臂式登高消防車的總體方案設計必須借鑒國外的相關資料，遵循一定的設計規則，以保證設計的科學性。

（二）變幅結構設計

變幅結構設計的科學合理性是保證登高平臺消防車安全平穩操作的關鍵。變幅結構設計主要是實現機構的布局最優化，以保證消防車的整體性能，主要包括一號臂變幅結構設計和二號臂變幅結構設計。在對一號臂變幅結構設計中主要是依據三鉸點運動的規律和受力規則，在臂架仰角最大時一號臂受力最小，使得一號臂變幅油缸受力最小化和傳動角最佳化，保證機器運作的平穩性。在對二號臂變幅結構設計中主要是對上連桿、下連桿和變幅油缸進行設計，實現二號臂變幅油缸的受力最小化，設計人員主要是降低變幅油缸的大小尺寸和質量，降低對整體的沖擊，根據相關的內點懲罰函數和共軛梯度進行約束優化，將有約束優化轉變為無約束優化。設計人員在做好一號臂和二號臂變幅設計的前提下，對其分析計算的壓力結果進行評價，切實保證變幅過程中臂架的穩定性。此外，變幅結構設計必須對二號臂變幅連桿的強度進行校核，主要是上部連桿和下部連桿的強度校核，根據具體的約束和荷載情況進行校核，并對校核結果進行分析，以實現登高平臺消防車的性能。

（三）參數化軟件設計

目前我國的社會主義市場經濟使得企業之間的競爭日益激烈，在很大程度上促進了企業的快速發展。登高平臺消防車種類繁多，結構復雜，傳統的技術已經適應不了時代的發展，急需加大對登高平臺消防車的參數化軟件設計。首先，設計人員必須掌握一定的設計理論知識，具備一定的設計經驗，同時必須參閱大量的相關資料。其次，參數化軟件設計必須面向對象，針對設計對象的需要設計合理的參數標準，主要包括參數方案選擇、技術參數輸入、部件形位參數輸入和荷載組合輸入四個部分。最后，設計人員在進行面向對象的參數化軟件程序設計時，主要進行封裝、繼承和多態性設計。在參數化軟件設計中，主要的核心技術是OOP技術，這可以大大提高參數化軟件設計的效率，實現對象內部和外界的完整隔離。此外，設計人員在設置好科學合理的參數標準之后，做好友好型的用戶界面設計工作，最大程度滿足用戶的需要。因此，參數化軟件設計對登高平臺消防車尤為重要，設計人員必須保證參數設計的科學性，開發出友好型的可視化界面，滿足用戶需要，不斷提升登高平臺消防車的性能。

三、總結

綜上所述，隨著社會主義經濟的不斷發展，折疊臂式登高平臺消防車在我國消防事業中起著至關重要的作用，必須引起我國相關行業和設計人員的高度重視。因此，相關的消防車設計人員必須高度關注折疊臂式登高平臺消防車的總體設計，具備一定的設計經驗，在借鑒國外先進技術和資源的同時，遵循一定的設計規則，做好登高平臺消防車的總體方案設計、變幅結構設計和參數化軟件設計三項工作，以提高折疊式登高平臺消防車產品的性能，給企業帶來良好的經濟效益。

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