S型固定式不锈钢消防水炮毕业设计答辩.pptVIP

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 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1.2MPa； (4) 工作压力范围0.7～1.4MPa； (5) 水平回转角度3600； (6) 俯仰角－400～＋700； (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1.2MPa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 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3600范围内旋转，炮头垂直方向-400~+700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： 蜗轮管的应力仿真分析（续） 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3600旋转，垂直方向能够实现俯仰角－400～＋700，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330.878MPa，最大应变值是2.343e-3mm，验证了其设计的正确性。 请专家、评委提问 谢谢！ * 软件机电本科毕业设计 答辩日期：2012.5.27 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 法兰 本体 蜗轮管 蜗杆 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 蜗轮管轮齿位移云图、应力曲线图 330.878MPa 2.343e-3mm *