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1、李继敏：S 型固定式不锈钢消防水炮设计S型固定式不锈钢消防水炮结构设计摘 要消防水炮是消防实战中运用最为广泛的灭火装备之一，设计一个水力学性能好、功能齐全的消防水炮对消防工作具有重要意义。在理论计算的基础上设计了S型手动固定式不锈钢消防水炮，并运用Pro/Engineer、Pro/Mechanica对消防水炮进行了三维实体建模、蜗轮管的应力分析，得出的相关结论可进一步验证其结构设计的合理性，同时为消防水炮的设计提供一定的理论参考依据。所设计的消防水炮水平方向可360 旋转，垂直方向俯仰角为40 070 ，通过操0 0作手轮可调整水炮喷射方位且具有自锁功能，整体外观紧凑、美观、流线型强。关键词：
2、消防水炮；虚拟装配；应力仿真华东交通大学毕业设计IStructural design of S-type fixed stainless steel fire water monitorAbstract The fire water guns is one of the most widely used fire-fighting equipment in the fire combat. The design of a water and good mechanical properties, a fully functional fire water cannons on the fire
3、 the work of great significance. Designed on the basis of theoretical calculations, the S-type manual fixed stainless steelfire water guns.And use of Pro / Engineer, Pro / Mechanica for fire water guns, a three-dimensional solid modeling worm pipe stress analysis, and relevant findings further valid
4、ate the rationality of the design of its structure, as well as the design of fire water guns to provide a certain theory of reference.The design of fire water guns horizontally 360 rotation, the pitch angle of the vertical direction from -400 to +70, handwheel adjustable water gun jet orientation an
5、d self-locking function, the overall appearance of a compact, beautiful, streamlined. Keywords:Fire water monitor;Virtual assembly; Stress simulation李继敏：S 型固定式不锈钢消防水炮设计II目 录第 1 章 概述 .11.1 消防水炮的介绍及发展现状 .11.2 固定式消防水炮的种类及应用 .21.3 设计目的及背景 .31.4 本课题的选题意义及主要研究内容 .31.4.1 选题意义 .31.4.2 主要研究内容 .3第 2 章 S 型固定式不
6、锈钢消防水炮结构设计计算 .42.1 主要设计要求及性能指标 .42.2 总体结构设计方案的确定 .42.3 出口管径的设计及对影响射程因素的分析 .62.4 出水口速度的计算 .92.5 压力水管壁的强度校核计算 .102.6 压力水管拉伸的强度校核计算 .112.7 蜗轮蜗杆的设计计算 .11第 3 章 消防水炮的立体建模 .133.1 消防水炮零部件的立体建模 .133.1.1 炮身部分零件的实体建模 .133.1.2 炮头部分零件的实体建模 .163.2 S 型固定式不锈钢消防水炮装配图及爆炸图 .17第 4 章 蜗轮管的应力仿真分析 .21华东交通大学毕业设计III4.1 蜗轮管的加
7、载方式 .214.2 蜗轮管的应力仿真过程 .214.3 仿真结果分析 .25第 5 章 结论及展望 .265.1 结论 .265.2 展望 .26谢 辞 .27参考文献 .28附录 1 英语原文 .29附录 2 英文翻译 .37附录 3 主要零件的三维实体图片 .43李继敏：S 型固定式不锈钢消防水炮设计0第 1 章 概述1.1 消防水炮的介绍及发展现状在各类自然火灾中，火灾是一种不受时间、空间限制，发生频率很高的灾害。这种灾害随着人类用火的历史而伴生；以防范和治理火灾的消防工作也就应运而生，与人类结下了不解之缘，并将永远伴随着人类社会的发展而日臻完美。消防水炮是将一定流量及一定压力的水，通
8、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。消防水炮一般由炮身及炮头组成。炮身是一个过流部件，用以实现水平、俯仰喷射角度的改变，炮身上一般还装有手轮、液压马达或电机等驱动机构，从而形成手动式、液控式及电动式消防水炮；炮头是将炮身流出的水的势能转变为动能的部件，其中喷嘴是其关键组成部分，它是最终实现射流的部件，是流体输送过程中的关键。喷嘴直接决定了消防炮出水射流的作用：消防水炮射程与炮身内流体流动的流线是否始终保持平行有着重要的关系，始终使水流保持平行流线并匀速流动，可以显著增加消防水炮的射程，也可以使消防水炮在直流状态的射击效果更加明显。目前，国外的消防水炮正在朝着大流量、远射程方向发展。在车载消防水炮中，如机场消防车，由于其底盘功率越来越大，所配水泵流量能达到 100 L/s、扬程 120m，因而所配消防水炮流量已有 100 L/s，射程在 90 m 以上，在固定灭火系统机消防船中，已有流量为 200 L/s，射程在 120m 以上的消防水炮出现。并且还有进一步大型化的趋势。其功能也日益增多，除了集中射流外，还增加了喷雾功能；与火灾探测报警相连，还具有自动定
