资源描述
, , , , , ,*,S,型固定式不锈钢消防水炮结构设计,学生：李继敏,指导老师：胡国良,博士,工作原理及国内外发展概况,组成：炮身及炮头组成 （任何一个消防水炮）,工作原理：,消防水炮是将一定流量及一定压力的水，通过能量转换，将势能转换成动能，以很高的速度从炮头喷嘴中喷出，形成射流从而起到扑灭一定距离外火灾的消防设备。,国内外发展概况：目前，国外的消防水炮正在朝着大流量、远射程方向发展。我国消防水炮的技术研究开发相对滞后，原因其研究手段上仍采用传统的经验方法。,消防水炮的结构剖析,喷嘴芯杆,护手套,喷雾喷嘴,本体,喷嘴芯,喷嘴芯架,进水弯管,压力表,手轮,轴端定位盖板,蜗杆,法兰,蜗杆壳,I,O,型密封圈,蜗轮管,I,钢球,出水弯管,螺纹节套,设计背景主要研究内容,完成消防水炮总体结构设计计算，为消防水炮的总体结构设计提供理论依据；,运用,CAD,计算机绘图软件完成消防水炮的装配图及零件图的绘制，为生产加工提供标准图纸；,运用,Pro/Engineer,软件完成消防水炮零部件的立体建模及整体组装，初步验证其整体结构设计的合理性；,运用,Pro/Mechanica,软件完成蜗轮管的应力分析仿真，对蜗轮管齿根弯曲疲劳强度进行校核，为蜗轮管和蜗杆的优化设计提供参考帮助；,消防水炮总体结构设计计算,主要设计要求及性能指标,(1),流量,100L/s,；,(2),射程,85m,；,(3),额定工作压力；,(4),工作压力范围,；,(5),水平回转角度,360,0,；,(6),俯仰角,40,0,70,0,；,(7),连接方式：法兰（采用,GB9119,2000,国标,DN100,）；,(8),回转部位采用钢珠回转（不采用轴承）和蜗轮蜗杆传动；,(9),材质：,304,不锈钢；,(10),零部件：采用标准成型不锈钢材料焊接成零件，少部分零件（不能采用成型材料焊接的）可铸造而成；,(11),炮身整体内径在尽量小的情况下，工作压力为时，出口流量达到,100L/s,；,(12),整体外观紧凑、美观、流线型强。,消防水炮总体结构设计计算,(,续,),消防水炮的立体建模及动态虚拟装配仿真,法兰,本体,蜗轮管,蜗杆,消防水炮的立体建模,蜗轮管的应力仿真分析,蜗轮管在固定式消防水炮中起着至关重要的作用，通过它支撑进水弯管和出水弯管，从而在操作手轮时，可实现水炮水平方向,360,0,范围内旋转，炮头垂直方向,-40,0,+70,0,的仰角，从而可实现一定范围内任意方位上的灭火工作，其工作性能直接影响着消防工作。消防水炮中蜗轮管的主要失效形式是蜗轮管轮齿弯曲强度不足，因此，对其进行应力仿真分析是十分必要的。,主要仿真流程：,创建模型,创建约束,划分网格,建立分析,设置材料,后置处理,仿真分析,蜗轮管的应力仿真分析（续）,蜗轮管轮齿位移云图、应力曲线图,结 论,本次设计的,S,型固定式不锈钢消防水炮整体外观紧凑、美观、流线型强；水炮水平方向可实现,360,0,旋转，垂直方向能够实现俯仰角,40,0,70,0,，通过操作手轮可调整水炮喷射的方位且具有自锁功能。,采用,Pro/Engineer,软件完成消防水炮零部件的立体建模和整体装配，验证了其结构尺寸的正确性和整体结构设计的合理性。采用,Pro/Mechanica,有限元仿真软件完成蜗轮管应力仿真分析过程，使用集中力加载方式来分析蜗轮管的应力分布，对蜗轮齿根弯曲疲劳强度进行了校核，在齿顶中点加载集中力时，其最大应力为，最大应变值是，验证了其设计的正确性。,请专家、评委提问,谢谢！,
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