CC BY
11
УДК 614.843
РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВ ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
ПОЖАРНЫХ РУКАВОВ
В. Е. ИВАНОВ, П. В. ПУЧКОВ, И. А. ЛЕГКОВА, А. А. ПОКРОВСКИЙ
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Российская Федерация, г. Иваново E-mail: vitaliyivanov@yandex.ru
В данной статье пойдет речь о разработке устройств для технического обслуживания и ремонта пожарных рукавов с целью повышения эффективности проведения данных мероприятий. В работе предлагается несколько новых конструкций устройств для скатки, перекатки пожарных рукавов на новое ребро, навязки пожарных рукавов на соединительные головки. При разработке данных устройств производились прочностные расчеты конструкций и подбирался материал для их изготовления. Кроме этого, проведенные прочностные исследования в системе автоматизированного проектирования AutoDESK Inventor данных конструкций позволили их оптимизировать и снизить металлоемкость.
Ключевые слова: пожарный рукав, техническое обслуживание, ремонт, конструкция, устройство.
DEVELOPMENT OF DEVICES FOR MAINTENANCE OF FIRE HOSES
V. E. IVANOV, P. V. PUCHKOV, I. A. LEGKOVA, A. A. POKROVSKY
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education
«Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo E-mail: vitaliyivanov@yandex.ru
This article will focus on the development of devices for the maintenance and repair of fire hoses in order to improve the efficiency of these activities. The paper proposes several new designs of devices for rolling, rolling fire hoses on a new rib, imposing fire hoses on connecting heads. During the development of these devices, strength calculations of structures were carried out and the material for manufacture was selected. In addition, the strength studies carried out in the AutoDESK Inventor computer-aided design system of these structures allowed them to be optimized and achieve the necessary criteria for reliability, operability and durability.
Key words: fire hose, maintenance, repair, reliability, operability, strength analysis.
Для эффективной работы по тушению пожаров следует выполнять два основных требования: как можно быстрее начать их тушение и подавать в очаг горения огнетушаще-го вещества требуемого состава и с необходимой интенсивностью. Пожарные рукава являются основным и обязательным пожарно-техническим оборудованием, входящим в комплектацию не только пожарных автомобилей, пожарных поездов или судов, но и общественных зданий и технических сооружений. Пожарные рукава подвергаются во время эксплуатации воздействию внешних негативных факто-
ров, которые могут привести к преждевременному выходу из строя рукава. Поэтому каждое подразделение пожарной охраны уделяет особое внимание организации ведения рукавного хозяйства и состоянию пожарных рукавов. После каждого использования на пожаре (учении) пожарные рукава подвергаются техническому обслуживанию - промываются, сушатся в специально оборудованных рукавных башнях или других сушильных аппаратах. Кроме того, обслуженный (промытый и высушенный) пожарный рукав необходимо правильно хранить, чтобы продлить его срок службы. Пожарные рукава хранят и транспортируют либо в одинарных, либо в двойных скатках. В таком виде пожарные рукава имеют наиболее компактные
© Иванов В. Е., Пучков П. В., Легкова И. А., Покровский А. А., 2021
размеры и позволяют их быстро развернуть на пожаре. На пожарах рукава обычно скатывают вручную, а в стенах пожарно-спасательных частей (на рукавных базах) нередко используют специальные устройства и приспособления для механизированной скатки рукавов. Станки и приспособления для скатки и перекатки пожарных рукавов бывают: ручные, механизированные, мобильные, стационарные и комбинированные. Данные устройства позволяют обслуживать большое количество пожарных напорных рукавов в малые сроки. Особую актуальность данные устройства приобретают при обслуживании большого объема пожарных рукавов на рукавной базе при перекатке рукавов на новое ребро. По этой причине разработка новых конструкций комбинированных устройств для технического обслуживания пожарных рукавов представляет особый интерес. Разрабатываемые устройства должны быть многофункциональными, т.е. одновременно выполнять функции по обслуживанию и ремонту рукавов [1, 2].
Таким образом, целью работы является разработка конструкции комбинированного устройства, позволяющего производить навивку проволоки на пожарный рукав, а также осуществлять скатку и перекатку напорных пожарных рукавов на новое ребро.
При разработке конструкции устройства для технического обслуживания пожарных рукавов учитывались современные разработки по данному направлению. К основным профилактическим мероприятиям, которые значительно увеличивают срок эксплуатации пожарного рукава, относятся перекатка рукава на новое ребро, мойка, сушка, талькирование и ремонт [3].
Одним из известных станков для намотки рукавов в скатку и для перекатки на новое ребро, является «Балтика-01 П» (предприятие-изготовитель ООО «Национальная Пожарная Компания»), которое представлено на рис. 1.
В России существует множество станков разных производителей, которые схожие по принципу действия и по конструкции, такие как: «ТЦ-11 П», «СПЦЕЦ-01 РМ», «РНУ-02» и др. Такого типа станки позволяют только производить скатку пожарных рукавов и перекатку их на новое ребро. Кроме этого, был произведен обзор станков и устройств, которые предназначены для навивки проволоки на пожарный рукав, на рис. 2 показано одно из этих устройств - станок «ТЦ-15».
Станки, предназначенные для навивки проволоки на пожарный рукав, так же представлены в широком ассортименте, к ним относятся такие устройства как: «АМ.СН.01», «ТЦ-15Р», «АМ.СНГ.02», «АМ.СНП.05» и другие.
Рис. 1. Станок для намотки рукавов в скатку и перекатки на новое ребро «Балтика-01 П
Рис. 2. Станок для навязки пожарных рукавов на соединительные головки «ТЦ-15»
Проведенный обзор позволил выявить достоинства и недостатки устройств, выработать технические решения по совмещению двух операций в одном устройстве, таких как скатка, перекатка рукавов и навивка проволоки на соединительную головку [4, 5]. Разработка комбинированного устройства проводилась с учетом оснащения его электроприводом для удобства использования оборудования, сокращения времени выполнения отдельных операций и высвобождения одного оператора при проведении работ.
Проектирование комбинированного устройства выполнялось при помощи программ автоматизированного проектирования [6]. В программе AutoCAD была разработана трехмерная модель устройства. Так как трехмерная модель создана в масштабе 1:1, то та-
кой подход позволяет оценить взаимодействие отдельных узлов и деталей механизма и на этапе проектирования выявить недостатки конструкции и устранить. На рис. 3 показано разработанное комбинированное устройство.
Рис. 3. Комбинированное устройство для обслуживания пожарных рукавов: 1 - рама станка; 2 - полка для хранения принадлежностей; 3 - привод; 4 - опора тихоходного вала; 5 - соединительная рукавная головка - приспособление; 6 - проволока вязальная стальная; 7 -напорный пожарный рукав; 8 - ролик направляющий; 9 - кронштейн с катушкой;
10 - роликовые колеса с фиксатором; 11 - выключатель ножной (педаль); 12 - защитный кожух привода; 13 - защитный кожух вала; 14 - колесо со спицами; 15 - ригели направляющие; 16 - рычаг подвижный; 17 - вал тихоходный; 18 - соединитель валов; 19 - колесо со спицами; 20 - штырь со съемной втулкой и прижимом
Устройство состоит из сварной рамы
(I), к которой при помощи сварки крепятся две полки (2) для хранения инструмента и других необходимых принадлежностей для проведения технического обслуживания и ремонта пожарных рукавов. На столешнице сварной рамы установлен привод (3). В состав привода входят: электродвигатель, червячный редуктор, муфта упругая, управляющий модуль (педаль)
(II). Привод закрыт кожухом (12). Тихоходный вал редуктора дополнительно поддерживается опорами (подшипниками) (4). К тихоходному валу с одной стороны крепится колесо со спицами (19) для скатки пожарных рукавов, а с другой стороны - соединительная головка -приспособление (5). К закрепленной к валу ре-
дуктора соединительной головке крепится соединительная головка с пожарным рукавом (7). При помощи вязальной проволоки (6) пожарный рукав крепится к втулке соединительной головки. Сама вязальная проволока намотана на катушку (9). При подаче проволоки ее направляют через ролик (8) для обеспечения необходимого натяжения. Включение и выключение комбинированного устройства осуществляется при помощи педали (11). Для обеспечения мобильности, устройство оснащено колесами с фиксаторами (10). С другой стороны редуктора закреплен узел вращения, на котором установлено колесо со спицами
(19). К одной из спиц приварены два штыря
(20) (со съемными втулками и прижимом) для
размещения на них наматываемого пожарного напорного рукава. Для перекатки рукава на новое ребро имеется подвижный рычаг (16) и направляющие ригели (15).
Для обеспечения безопасности каждый модуль комбинированного станка должен работать отдельно, с этой целью в устройстве предусмотрен соединитель валов, который показан на рис. 4. Соединитель валов позволяет отсоединить от тихоходного вала редуктора вал, который служит для приведения в действие модуля перекатки пожарного рукава.
Рис. 4. Соединитель валов
При разработке сварной рамы были произведены дополнительно прочностные исследования с целью снижения металлоемкости конструкции и подбора оптимального материала для изготовления устройства [7]. На основании произведенных расчетов и исследований был спроектирован привод, который приводит в движение модули по перекатке и навивке проволоки на пожарный рукав. Привод имеет следующие характеристики: частота вращения рабочего вала - 45 об/мин., передаточное число червяного редуктора - 22, крутящий момент на рабочем валу - 150, 8 Нм, КПД редуктора - 0,78, мощность электродвигателя АИР 80 А4 - 1,1 кВт. Устройство предназначено для работы с напорными пожарными рукавами номинального диаметра 50, 65, 80.
Разработанное комбинированное устройство для скатки рукавов, перекатки рукавов на новое ребро, а также для навивки вязальной проволоки на пожарный рукав при креплении его к соединительной головке по сравнению с устройствами, у которых отсутствует электропривод, позволяет проводить работы только одним исполнителем вместо двух.
Вывод: проведен анализ существующих устройств, предназначенных для навивки проволоки на пожарный рукав, а так же для скатки и перекатки на новое ребро. Разработана конструкция комбинированного устройства, которое оснащено электроприводом и обеспечивает навязку пожарных рукавов на соединительные головки, скатку и перекатку рукавов на новое ребро.
Список литературы
1. Пучков П. В., Иванов В. Е. Повышение долговечности соединительных рукавных головок напорных рукавов // Актуальные вопросы совершенствования инженерных систем обеспечения пожарной безопасности объектов: материалы IV Всероссийской научно-практической конференции, посвященной Году гражданской обороны. Иваново: ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2017. С. 186-188.
2. Пучков П. В., Борисов Д. В. Разработка конструкции устройства для восстановления работоспособности рукавных систем на пожаре // Предупреждение. Спасение. Помощь: сборник материалов XXVII Международной научно-практической конференции, посвященной 85-й годовщине создания гражданской обороны и 25-летию со дня образования Академии. Химки, 2017. С. 16-19.
3. Пучков П. В., Костяев А. А. Устройство для восстановления работоспособности рукавных систем на пожаре при поперечном разрыве напорного рукава // Современные пожаробезопасные материалы и технологии: сборник материалов Международной научно-практической конференции, посвященной Году гражданской обороны. Иваново: ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2017. С. 321-326.
4. Пучков П. В., Суконщиков А. А. Новые технические решения, направленные на повышение долговечности соединительных рукавных головок // Надежность и долговечность машин и механизмов: сборник материалов IX Всероссийской научно-практической конференции. Иваново: ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2018. С.240-242.
5. Иванов В. Е, Талащенко А. О. Современное оборудование для обслуживания и сушки пожарных рукавов // Пожарная и ава-
рийная безопасность: сборник материалов XIII Международной научно-практической конференции, посвященной Году культуры безопасности. Часть I. Иваново: ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2018. С. 521-522.
6. Легкова И. А., Зарубин В. П., Иванов В. Е. Использование трехмерной графики при изучении устройства узлов механизмов // Аграрная наука в условиях модернизации и инновационного развития АПК России: сборник материалов Всероссийской научно-методической конференции с международным участием, посвященной 85-летию Ивановской государственной сельскохозяйственной академии имени Д.К. Беляева. Иваново. 2015. С.140-143.
7. Иванов В. Е. Снижение металлоемкости конструкции средствами Autodesk Inventor // Надежность и долговечность машин и механизмов: сборник материалов X Всероссийской научно-практической конференции. Иваново: ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2019. С.427-429.
References
1. Puchkov P. V., Ivanov V. E. Povysheni-ye dolgovechnosti soyedinitel'nykh rukavnykh golovok napornykh rukavov [Increasing the durability of connecting sleeve heads of pressure hoses]. Aktual'nyye voprosy sovershenstvovaniya in-zhenernykh sistem obespecheniya pozharnoy be-zopasnosti ob"yektov: materialy IV Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyash-chennoy Godu grazhdanskoy oborony. Ivanovo: FGBOU VO Ivanovskaya pozharno-spasatel'naya akademiya GPS MCHS Rossii, 2017, pp. 186188.
2. Puchkov P. V., Borisov D. V. Razrabot-ka konstruktsii ustroystva dlya vosstanovleniya rabotosposobnosti rukavnykh sistem na pozhare [Development of a device design for restoring the performance of bag systems in a fire]. Preduprezhdeniye. Spaseniye. Pomoshch': sbornik materialov XXVII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyash-chennoy 85-y godovshchine sozdaniya grazhdanskoy oborony i 25-letiyu so dnya obra-zovaniya Akademii. Khimki, 2017, pp.16-19.
3. Puchkov P. V., Kostyayev A. A. Ustroystvo dlya vosstanovleniya rabotosposob-
nosti rukavnykh sistem na pozhare pri poperech-nom razryve napornogo rukava [Device for restoring the performance of bag systems in a fire when the pressure hose is transversely ruptured]. Sov-remennyye pozharobezopasnyye materialy i tekhnologii: sbornik materialov Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyash-chennoy Godu grazhdanskoy oborony. Ivanovo: FGBOU VO Ivanovskaya pozharno-spasatel'naya akademiya GPS MCHS Rossii, 2017, pp. 321326.
4. Puchkov P. V., Sukonshchikov A. A. Novyye tekhnicheskiye resheniya, napravlennyye na povysheniye dolgovechnosti soyedinitel'nykh rukavnykh golovok [New technical solutions aimed at increasing the durability of connecting sleeve heads]. Nadezhnost' i dolgovechnost' mashin i mekhanizmov: sbornik materialov IX Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Ivanovo: FGBOU VO Ivanovskaya pozharno-spasatel'naya akademiya GPS MCHS Rossii, 2018, pp. 240-242.
5. Ivanov V. E, Talashchenko A. O. Sov-remennoye oborudovaniye dlya obsluzhivaniya i sushki pozharnykh rukavov [Modern equipment for servicing and drying fire hoses]. Pozharnaya i avariynaya bezopasnost': sbornik materialov XIII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy Godu kul'tury bezopas-nosti. Chast' I. Ivanovo: FGBOU VO Ivanovskaya pozharno-spasatel'naya akademiya GPS MCHS Rossii, 2018, pp. 521-522.
6. Legkova I. A., Zarubin V. P., Ivanov V. E. Ispol'zovaniye trekhmernoy grafiki pri izuchenii ustroystva uzlov mekhanizmov [Using three-dimensional graphics in the study of the device nodes mechanisms]. Agrarnaya nauka v usloviyakh modernizatsii i innovatsionnogo razviti-ya APK Rossii: sbornik materialov Vserossiyskoy nauchno-metodicheskoy konferentsii s mezhdu-narodnym uchastiyem, posvyashchennoy 85-letiyu Ivanovskoy gosudarstvennoy sel'skokho-zyaystvennoy akademii imeni D. K. Belyayeva. Ivanovo. 2015, pp. 140-143.
7. Ivanov V. E. Snizheniye metalloyem-kosti konstruktsii sredstvami Autodesk Inventor [Reducing the metal content of the structure using Autodesk Inventor tools]. Nadezhnost' i dolgovechnost' mashin i mekhanizmov: sbornik materialov X Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Ivanovo: FGBOU VO Ivanovskaya pozharno-spasatel'naya akademiya GPS MCHS Rossii, 2019, pp. 427-429.
Иванов Виталий Евгеньевич
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Российская Федерация, г. Иваново
кандидат технических наук, доцент
E-mail: vitaliyivanov@yandex.ru
Ivanov Vitaly Evgenievich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of
State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination
of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo
candidate of tech. sciences, senior lecturer
E-mail: vitaliyivanov@yandex.ru
Пучков Павел Владимирович
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Российская Федерация, г. Иваново
кандидат технических наук, старший преподаватель
E-mail: palpuch@mail.ru
Puchkov Pavel Vladimirovich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of
State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination
of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo
candidate of tech. sciences, senior lecturer
E-mail: palpuch@mail.ru
Легкова Ирина Анатольевна
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Российская Федерация, г. Иваново
кандидат технических наук, доцент, доцент
E-mail: legkovai@mail.ru
Legkova Irina Anatolievna
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters», Russian Federation, Ivanovo
candidate of tech. sciences, assistant professor, senior lecturer E-mail: legkovai@mail.ru
Покровский Аркадий Алексеевич
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Российская Федерация, г. Иваново
кандидат технических наук, доцент, доцент
E-mail: aapokrovsky@mail.ru
Pokrovsky Arkady Alekseevich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters», Russian Federation, Ivanovo
candidate of tech. sciences, assistant professor, senior lecturer E-mail: aapokrovsky@mail.ru
