CARACTERISTICI ALE SISTEMULUI DE SALVARE PENTRU LUCRU LA ÎNĂLŢIME - PDF

Description
Sesiunea Ştiinţifică Studenţească, mai 2015 CARACTERISTICI ALE SISTEMULUI DE SALVARE PENTRU LUCRU GHERGHE Daniel, RADU Constantin, CREAC ( GHERGHE) Marinela Conducător ştiinţific: Prof. dr. ing.

Please download to get full document.

View again

of 12
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Information
Category:

History

Publish on:

Views: 71 | Pages: 12

Extension: PDF | Download: 1

Share
Transcript
Sesiunea Ştiinţifică Studenţească, mai 2015 CARACTERISTICI ALE SISTEMULUI DE SALVARE PENTRU LUCRU GHERGHE Daniel, RADU Constantin, CREAC ( GHERGHE) Marinela Conducător ştiinţific: Prof. dr. ing. Adriana COMĂNESCU, Ș.l. dr. ing. Ileana DUGĂEȘESCU REZUMAT: Lucrarea abordează un sistem mecanic complex destinat intervenției și salvării persoanelor aflate în dificultate aflate la diverse înălțimi. Sistemul mecano-hidraulic are 6 grade de mobilitate după cum urmează: - 5 grade de mobilitate pentru elementele situate în același plan, din care asigură extensia domeniului de lucru. - al 6-lea grad de mobilitate fiind o rotație a platformei, axa fiind plasată în plan vertical. Lucrarea analizează principiile de modelare directă și inversă ale sistemelor de intervenție și salvare. 1 INTRODUCERE Autoscările sunt destinate în special pentru salvarea persoanelor de la înălțime și pentru asigurarea pătrunderii rapide a pompierilor la părțile superioare ale clădirilor, când căile de acces cu care acestea sunt prevăzute (scări exterioare și interioare, ascensoare, etc.) devin impracticabile ca urmare a incendiilor, catastrofelor sau calamităților. Autoscările mai pot fi folosite ca macara, pentru refularea de la înălțime a substanțelor de stingere, ridicarea unor proiectoare în scopul iluminării anumitor zone, salvarea bunurilor materiale și altele. 2 CARACTERISTICI FUNCȚIONALE ȘI CONSTRUCTIVE ALE UNEI AUTOSPECIALE DESTINATE INTERVENȚIEI ȘI SALVĂRII DE LA ÎNĂLȚIME În 1868, Daniel D. Hayes, un mecanic inventiv ce lucra la Departamentul de Pompieri din San Francisco, a patentat cu succes prima autoscara din America. La început, aceste scări grele au fost ridicate manual de pompierii care roteau cu forță manivele și roți de mână. Conrad Dietrich Magirus (26 septembrie 1824, Ulm - 26 iunie 1895, Ulm) a fost un pionier al pompierilor germani și antreprenor. El este creditat cu inventarea scării mobile de incendiu. În anul 1872 CD Magirus construieste prima scara pentru pompieri ULMER LEITER (capul Ulmer). 1 Era o scară pe roţi cu o lungime de 14 m. La Expoziţia Mondială de la Viena din 1873 acestui utilaj i-a fost acordat medalia de aur. (figura 1). Fig. 1 Scara C.D. Magirus Ulm Pentru intervenţia la înălţimi, în anul 1912 pomierii bucureşteni primesc o scară Magirus -model 1882, tractată hipo. Scara putea fi rotită si înclinată la un unghi Avea trei tronsoane (confecționate din lemn) şi era dotată cu dispozitiv de indicare a lungimii de întindere, avertizor sonor (cu clopoţel) la întinderea completă si mecanism de nivelare. (vezi figura 2). Fig. 2 Scara Magirus - model 1882 CARACTERISTICI ALE SISTEMULUI DE SALVARE PENTRU LUCRU În 1904 este construită prima autoscara mecanică din lume, scara era cu acționare electrică. (figura 3). Fig. 4 Scara Magirus - model 1910 Fig. 3 MAGIRUS Koln, DL Fig. 4 Autoscări folosite de pompierii bucureșteni în anul 1924 La începutul secolului trecut, arcurile elicoidale au înlocuit forţa musculară necesară ridicării scărilor şi curând puterea hidraulică a înlocuit-o în întregime(figura 4). Un model de autoscară Magirus pe un şasiu Daimler a făcut parte din prima combinaţie de stingere a incendiilor formată din 3 vehicule cu motor cu benzină din Germania. În cei 140 de ani de când au fost introduse, autoscările au suferit evoluţie continuă şi perfecţionare. La sfârşitul anilor 1950, autoscările de stingere a incendiilor în America au fost revoluţionate prin introducerea platformei de ridicare. Astăzi, pompierii luptă în incendii majore cu turnuri aeriene masive şi scări telescopice aeriene. Firma Bronto Skylift a realizat cea mai înaltă autoscară din lume HLA 112, care are înălţimea maximă de 112 m. (vezi figura 5 și 6). Autoscara este construită pe un șasiu Mercedes- Benz Actros Date tehnice: Lungime de transport: 19 m Înălțime de transport: 4 m max. Înălțime de lucru: 112 m max. Interval: 32 metri max. încărcare permise: 500 kg capacitatea de conducere: 26 m În oferta firmei Bronto Skylift care este lider mondial în proiectarea, producerea și comercializarea de platforme destinate salvarii la înălțime, stingere a incendiilor, precum și lucrări de construcții (scară cu platformă pentru lucrul la înălțimi de lucru cuprinse între metri). Fig. 5 Mercedes-Benz Actros Bronto Skylift - TM 112 2 Sesiunea Ştiinţifică Studenţească, mai Moduri de utilizare a autospecialelor pentru lucrul la înălţime Autoscările permit utilizarea lor imediată după sosirea la locul de intervenţie, precum şi deplasarea vârfului scării în funcţie de nevoi, prin manevre de înclinare şi extindere fără a fi necesară schimbarea locului de acţionare al autovehiculului. Autoscările moderne sunt prevăzute cu dispozitive automate pentru controlul mişcărilor executate, fapt ce asigură un înalt grad de securitate celor ce lucrează pe tronsoanele de scară, cât şi pentru agregatele din componenţă. Ele sunt utilizate pentru a accesul la etajele superioare ale clădirilor, sau la acoperiş ale echipelor de pompieri, pentru a executa operaţiunile specifice din timpul intervenţiilor, cum ar fi: deschiderea unui orificiu de ventilaţie eficient pentru ca căldura şi fumul degajate în timpul unui incendiu să fie evacuate eficient, decopertarea parţială sau totală a acoperişurilor, pentru a avea acces la focarul incendiului, salvarea / evacuarea persoanelor sau animalelor surprinse de incendiu la etajele superioare sau acoperiş, precum şi a bunurilor materiale. De asemenea, autoscările pot fi folosite cu succes ca turnuri de apă (sursă de apă), pentru refularea substanţelor de stingere sau apei cu presiune la etajele superioare, alimentarea putânduse face din rezervoare proprii, atunci când sunt dotate, sau dintr-o altă autospecială folosită ca cisternă şi / sau autopompă, sau reţea de hidranţi. (figura 7). Fig. 7 Autoscară folosită ca turn de apă (sursă de apă) O altă utilizare este ridicarea de proiectoare în scopul iluminării anumitor zone, sau ridicarea de greutăţi (până la 1000 kg), sau în operaţiuni de salvare pentru ridicarea coşurilor / tărgilor de salvare, fiind folosite pe post de macara (figura 8). Fig. 6 Mercedes-Benz Actros Bronto Skylift - TM 112 Fig. 8 Autoscară folosită pentru ridicarea tărgilor Braţul autoscării se poate extinde şi pe orizontală, dar şi sub cota maşinii, atunci când situaţia o impune (sub poduri, maluri etc.). În timp ce scările sunt utilizate doar ocazional pentru salvările din apă, există situaţii unde platforma sau scara poate fi aşezată la marginea unui drum pe un râu şi extinde către cineva blocat pe un obiect sau venind din aval (figura 9). Fig. 9 Autoscară folosită pentru salvările din apă 3 CARACTERISTICI ALE SISTEMULUI DE SALVARE PENTRU LUCRU Fig. 10 Fig. 11 Seria de platforme Rosenbauer / Cobra şi scările Viper se pot înclina la un unghi negativ mai jos de12 grade. Platforma T-Rex, telescopică şi cu braţ articulat, poate lucra cu circa 6 metri mai jos de nivelul suprafeţei de susţinere, ceea ce o face utilă pentru salvarea din apă. (vezi figurile 10 și 11). 2.2 Autospeciale pentru lucrul la înălţime utilizate in prezent în România Autoscara Roman 8135 FA Producător: ROMPRIM S.A. Bucureşti în colaborare cu FEUERLOSHGERATEWERK - Luchenwalde (Germania), partea română executând autoşasiul, scheletul podelei, podeaua şi prizele de putere (figura 12). Caracteristici tehnice: motor , 135CP la 3000 rot/min; agregate motoare pentru: rotire, ridicare-coborâre, întindere-strângere, nivelare, care permit executarea celor patru tipuri principale de mişcări în regim de reglaj continuu al vitezei. Fig. 12 Autoscara Roman 8135 FA viteza maximă 80 Km/oră masa totala 8490 Kg; masa pe puntea faţă 3540 Kg masa pe puntea spate 4900 Kg lungimea autoscării 8,900 m lăţimea 2,500 m înălţimea 3,450 m raza minima de acţiune: în poziţie nerezemat 12m, în poziţie rezemat 15m; rotirea tunului: 360 unghiul de înclinare: înălţimea maximă de ridicare: 30m; Setul de scări se compune din patru tronsoane de scări culisabile unul într-altul. Mobilitatea este facilitată de ghidajele cu role cu care sunt prevăzute tronsoanele. Fiecare tronson de scară este format din două grinzi cu zăbrele, legate între ele prin îmbinările sudate ale treptelor. Treptele sunt acoperite la exterior cu manşoane de cauciuc profilat. Pentru asigurarea scării în poziţia întins şi descărcarea cablurilor, primele teri tronsoane sunt prevăzute cu câte o pereche de clicheţi de blocare. Urcarea pe tronsonul inferior al scării este facilitată de o scară culisabilă de urcare, amplasată în rama de ridicare. Autoscara este ridicată şi coborâtă folosind o tijă de piston hidraulic Autoscara Magirus M 42 L AS Autospecială de intervenţie şi salvare de la înălţimi de 42 metri cu braţ articulat şi o singură extensie. M 42 L AS este singura autoscară din lume cu înălţime de lucru de 42 metri şi braţ articulat. (vezi figura 13). 4 Sesiunea Ştiinţifică Studenţească, mai 2015 Fig. 13 Autoscara Iveco Magirus M 42 L-AS Caracteristici tehnice: Autoşasiu: IVECO MAGIRUS EuroCargo 180 E 30 4x2; Putere motor: 220 kw/299 CP; Ampatament: mm; Greutate maximă admisibilă: kg; Înălţime salvare / Înălţime de lucru: 40,7 m / 42,2 m; Înălţime negativă: - 7,8 m; Braţ articulat cu lungime de 4,7 m; Platformă de lucru RC 300 (cap. max. 300 kg): 3 persoane; Opţional RC 400 (cap. max. 400 kg): 4 persoane; Tun pentru apă şi spumă manual sau electric montabil în platforma de lucru sau integrat în aceasta; Dispozitiv fixare targă în platforma de lucru; La această autoscară poate fi montate: cușcă de salvare (vezi figura 14), platformă prevăzută cu instalații de apă și spumă, platforme de salvare pentru două persoane. Fig. 15 Autoscară MAN Bronto Skylif P70 RPX Caracteristici tehnice: Autoşasiu: MAN cu scară Bronto Skylif Încărcarea maximă a cabinei 500 kg (6 persoane) Forţa maximă laterală 500 N Mișcarea de rotație este continuă Lungime totală cca. 12,4 m Înălţime totală cca. 4 m Lăţime totală 4 m Greutate Skylift cca.25 t Masa maximă autorizată (Typical GVW) kg Lăţime maximă consolă (C/C) 8 m Forţă maximă consolă 250 N Presiune maximă placă picior 13,9 kg/cm 2 Presiune maximă placă picior cu suport din placaj (50x750x950) 3,5 kg/cm 2 Distanţa(înălţimea) de lucru în condiţii de siguranţă - 11 m Distanţa (înălţimea) de lucru pentru salvări în condiţii de siguranţă -33 m Acţiunea platformei de intervenţie și salvare la înălţime, susţinută de braţul telescopic este controlată de un computer. Mișcările principale ale autoscării sunt prezentate în următoarele figuri. (vezi figurile 16, 17, 18, 19) Fig. 14 Cușcă salvare Autoscara MAN - Bronto Skylif P70 RPX Acest tip de autoscară se află în dotarea ISU Dealu Spirii, București și este destinată pentru acțiuni de salvare până la înălțimi de 70 metri. (vezi figura 15). Fig. 16 5 CARACTERISTICI ALE SISTEMULUI DE SALVARE PENTRU LUCRU Fig. 17 Fig. 18 În figura 17 se observă componentele principale ale unei autoscări destinate operațiunilor de salvare de la înălțime: cabina șoferului și echipajului de salvare; placa turnantă; suportul sistemului de bază; brațul telescopic; braț articulat; cușca. În figurile 16,18 și 19 se observă mișcările de rotație și translație ale unei autoscări destinate operațiunilor de salvare de la înălțime. Vom studia mișcările scării în plan vertical, eliminând mișcarea de rotație in jurul axei verticale. 3 MODELUL DIRECT AL SCĂRII PENTRU INTERVENȚIE ȘI SALVARE DE LA ÎNĂLȚIME Modul de fixare al platformei de lucru (al nacelei) este realizat în diferite variante constructive. Schema cinematică a sistemului mecanic din figura 20 Fig. 19 pune în evidenţă principalele caracteristici ale acestuia. Se observă că schema include 11 elemente cinematice mobile în raport cu platforma de lucru a autospecialei notată cu 0 şi 14 cuple cinematice după cum urmează: A (0,1), B (2,0), C (2,3), D (1,3), E (1,4), F (4,5), G (4,7), H (5,6), I (6,7), J (7,8), K (8,9), P (9,10), M (10,11), L (8,11). Gradul de mobilitate care exprimă numărul parametrilor independenţi ai mecanismului şi în acelaşi timp numărul cuplelor cinematice active (de acţionare) are expresia: M = 3m 2i, unde: m este numărul elementelor cinematice mobile şi i numărul cuplelor cinematice de rotaţie sau de translaţie. Pentru m=11 şi i=14 rezultă M=5 acesta fiind asociat cu cele 5 cuple active de translaţie din sistem, respectiv: C (2,3), E (1,4), H (5,6), J (7,8), P (9,10). 6 Sesiunea Ştiinţifică Studenţească, mai 2015 Se remarcă faptul că două grade de mobilitate datorate cuplelor active din E (1,4) şi J (7,8) au rolul de a modifica spaţiul de lucru al mecanismului şi nu modifică cinematica poziţionării într-un plan al nacelei elementul final al sistemului. Cele trei grade de mobilitate au rolul de a poziţiona elementul final în orice punct al domeniului de lucru cu o caracteristică unghiulară necesară (plasarea nacelei într-un anumit punct 2 coordonate şi 1 parametru unghiular pentru plasarea unghiulară convenabilă a acesteia). Fig. 20 Schema cinematică Modelul structural direct este redat în figura 21 şi relevă cele 5 cuple cinematice active menţionate anterior. Acesta pune în evidenţă cele 5 grupe modulare active monomobile ( figura 22). Fig. 21 Modelul structural direct 7 CARACTERISTICI ALE SISTEMULUI DE SALVARE PENTRU LUCRU Conexiunea grupelor modulare corespunzătoare modelului direct este prezentată în figura 20. Modelul direct conţine trei grupe modulare active monomobile de tipul RTRR respectiv: RTRR (1,2,3), RTRR (5,6,7), RTRR (9,10,11) Pentru poziţionarea adecvată a elementului final nacela şi două grupe modulare active iniţiale GMAI (E,4) şi GMAI (J,8) utilizate pentru modificarea spaţiului de lucru. În mod curent acestea sunt anulate astfel încât are loc solidarizarea elementelor 1 4 şi 7 8 şi sistemul devine unul clasic cu trei grade de mobilitate, adică M = 3 *9 2*12 = = 3 unde m = 9 și i = 12 RTRR(9,10,11) K L GMAI(J,8) F RTRR(5,6,7) GMAI(E,4) G RTRR(1,2,3) A B Fig. 22 Conexiunea grupelor modulare ( modelul direct ) 4 MODELUL INVERS AL SCĂRII PENTRU INTERVENȚIE ȘI SALVARE DE LA ÎNĂLȚIME Modelul invers are drept scop stabilirea parametrilor caracteristici ai cuplelor active în funcţie de parametrii impuşi elementului final nacela în acest caz. Impunerea celor trei parametrii ai elementului final este echivalentă cu solidarizarea instantanee a acestuia cu baza mecanismului, astfel că numărul de elemente mobile devine m = 8 și M instantaneu = 3*9 2*12 = = 0 Modelul structural invers este redat în figura 23. Se observă faptul că acesta este format exclusiv din grupe modulare pasive. 8 Sesiunea Ştiinţifică Studenţească, mai 2015 Fig. 23 Modelul structural invers Conexiunea grupelor modulare corespunzătoare modelului invers în care s-a făcut solidarizarea elementelor 1 4 şi 7 8 se pune în evidenţă existenţa unei triade formată din elementele (1 4, 7, 9, 11) şi a două diade - RTR (5,6) şi RTR (2,3) (figura 24). Fig. 24 Conexiunea grupelor modulare ( model invers ) 5 MODELUL DIRECT AL SCĂRII PENTRU INTERVENȚIE ȘI SALVARE DE LA ÎNĂLȚIME VARIANTĂ CONSTRUCTIVĂ O altă varianta constructivă a scării de intervenție și salvare de la înălțime este studiată în continuare. Schema cinematică a sistemului mecanic din figura 23 pune în evidenţă principalele caracteristici ale acestuia. Astfel se observă că schema include 11 elemente cinematice mobile în raport cu platforma de lucru a autospecialei notată cu 0 şi 14 cuple cinematice după cum urmează: A (0,1), B (2,0), C (2,3), D (1,3), E (3,4), 9 F (4,5), H (5,6), G (4,7), I (6,7), J (7,8), K (8,9), P (9,10), M (10,11), L (8,11). Gradul de mobilitate care exprimă numărul parametrilor independenţi ai mecanismului şi în acelaşi timp numărul cuplelor cinematice active (de acţionare) are expresia M = 3*m 2*i, m fiind numărul elementelor cinematice mobile şi i numărul cuplelor cinematice de rotaţie sau de translaţie. CARACTERISTICI ALE SISTEMULUI DE SALVARE PENTRU LUCRU Pentru m=11 şi i=14 rezultă M=5 acesta fiind asociat cu cele 5 cuple active de translaţie din sistem, respectiv: C (2,3), E (1,4), H (5,6), J (7,8), P (9,10). Se remarcă faptul că două grade de mobilitate datorate cuplelor active din E (1,4) şi J (7,8) au rolul de a modifica spaţiul de lucru al mecanismului şi nu modifică cinematica poziţionării într-un domeniu plan al nacelei elementul final al sistemului. Cele trei grade de mobilitate au rolul de a poziţiona elementul final 11 ( platforma de lucru ) în orice punct al domeniului de lucru cu o caracteristică unghiulară necesară (plasarea nacelei într-un anumit punct 2 coordonate şi 1 parametru unghiular pentru plasarea unghiulară convenabilă a acesteia). y I A D III VIII G 7 4 H F 6 VII VI E 5 V IV II C B IX I x X J XI K XII P 9 10 XIII M L XIV 11 platforma z Fig. 23 Schema cinematică a sistemului mecanic 8 V Modelul structural direct este redat în figura 24 şi relevă cele 5 cuplele cinematice active menţionate anterior. Acesta pune în evidenţă cele 5 grupe modulare active monomobile. (figura 24). Fig. 24 Modelul structural direct 10 Sesiunea Ştiinţifică Studenţească, mai 2015 Conexiunea grupelor modulare corespunzătoare modelului direct este prezentată în figura 25. Modelul direct conţine trei grupe modulare active monomobile de tipul RTRR respectiv RTRR (1,2,3), RTRR (5,6,7), RTRR (9,10,11) pentru poziţionarea adecvată a elementului final nacela şi două grupe modulare active iniţiale GMAI (E,4) şi GMAI (J,8), utilizate pentru modificarea spaţiului de lucru. În mod curent acestea sunt anulate astfel încât are loc solidarizarea elementelor 1 4 şi 7 8 şi sistemul devine unul clasic cu trei grade de mobilitate, adică M = 3 x9 2x12 = = 3, unde m = 9 și i = 12. Fig. 25 Conexiunea grupelor modulare corespunzătoare modelului direct 6 MODELUL INVERS AL SCĂRII PENTRU INTERVENȚIE ȘI SALVARE DE LA ÎNĂLȚIME VARIANTĂ CONSTRUCTIVĂ Modelul invers are drept scop stabilirea parametrilor caracteristici ai cuplelor active în funcţie de parametrii impuşi elementului final nacela în acest caz. Impunerea celor trei parametrii ai elementului final este echivalentă cu solidarizarea instantanee a acestuia cu baza mecanismului, astfel că numărul de elemente mobile devine m = 8 şi M instantaneu = 3*8 2*12. Modelul structural invers este redat în figura 26. Se observă faptul că acesta este format exclusiv din grupe modulare pasive. Fig. 26 Modelul structural invers 11 CARACTERISTICI ALE SISTEMULUI DE SALVARE PENTRU LUCRU Fig. 27 Conexiunea grupelor modulare corespunzătoare modelului invers În conexiunea grupelor modulare corespunzătoare modelului invers (Fig.27) în care s-a făcut solidarizarea elementelor 1 4 şi 7 8 se pun în evidenţă patru grupe modulare pasive, şi anume: RRR 1 4, 7 8) şi RTR(2,3), RTR(5,6) şi RTR(9,10). 7 CONCLUZII. Studiul sistemului de intervenție și salvare la înălțime va fi continuat în viitor cu analiza cinematică și cinetostatică pentru a ințelege mai bine modul de comportare în exploatare și condițiile pe care trebuie să le îndeplinească in cadrul proiectării. 8 BIBLIOGRAFIE [1]. Comănescu, Adr., Comănescu, D., Dugăeşescu I., Boureci, A., Bazele modelării mecanismelor, Editura Politehnica Press, Bucureşti, 2010; [2]. Pelecudi, Chr., Comănescu, Adr., s.a., Analiza cinematică a mecanismelor - probleme, UPB, [3]. Comănescu, Adr., Grecu, B., Terme, D., Mecanism
Related Search
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks
SAVE OUR EARTH

We need your sign to support Project to invent "SMART AND CONTROLLABLE REFLECTIVE BALLOONS" to cover the Sun and Save Our Earth.

More details...

Sign Now!

We are very appreciated for your Prompt Action!

x