程 钧，王丽晶
（应急管理部上海消防研究所，上海 200032）
近年来，随着社会经济的迅速发展，火灾呈现出损失大、多样化等特点，火灾现场情况复杂，救援难度相应增大。在很多的火灾现场，消防员与消防装备无法从建筑物外部进行灭火，若进入建筑物内部进行救援，灭火效率低，无法保障自身的生命安全。在这种情况下，国内外消防车企业研发出了多功能强臂破拆消防车。当扑救大型油罐火灾与中低层建筑内部火灾时，多功能强臂破拆消防车的臂架可以穿透墙壁、窗户以及房顶等，直接对准燃烧物并喷射灭火剂，及时控制火灾蔓延，从而快速灭火[1]。多功能强臂破拆消防车可以高效完成救援任务，保障消防员的生命安全。
随着社会经济的发展，建筑面积越来越大，建筑高度越来越高，机械化程度越来越高，建筑内人员越来越密集，现有的普通消防车已经无法满足其灭火的需求，越来越多的国内外消防车生产厂商开始着眼于研发多功能强臂破拆消防车。多功能强臂破拆消防车主要用于大型仓库、地下室、闷顶火灾、油罐火灾、大跨度厂房等危险性较大的灭火救援现场。多功能强臂破拆消防车被称为“力气最大的消防车”，既能穿透屋顶和墙壁，又可以进行大流量喷射灭火，非常实用，其功能和破拆速度是云梯车加人工破拆器材所不能比拟的[2]。
2010 年，湖北首台多功能强臂破拆消防车投入使用，由牡丹江森田特种车辆改装有限责任公司生产，如图1 所示。该车具有起吊、抓举、破碎、破拆、18 m以上举高喷射灭火五大功能，其强力臂上设有液压钳、液压抓斗、液压破碎锤3 个接头，可快速更换，在地震救援中将发挥重要的作用，并且可以在灭火的同时进行破拆。
图1 湖北首台多功能强臂破拆消防车
2013 年，青岛首台多功能强臂破拆消防车投入使用，如图2 所示。这台消防车吊臂的顶端有一个直径约30 cm 的钻头，既能穿透屋顶和墙壁，也能以3 000 L/min 水的喷速进行灭火。
图2 青岛首台多功能强臂破拆消防车
2014 年，黑龙江省首辆多功能强臂破拆消防车在哈尔滨投入使用，如图3 所示。该多功能强臂破拆消防车采用德国MAN 底盘，由意大利CTE 公司生产，其下车部分采用H 形支腿调平系统，上车部分采用独有的高喷臂与破拆臂双臂架结构。高喷臂采用强力多边形截面构成的伸缩臂，最大工作高度达20 m，顶端固定美国AKRON 公司生产的电动水和泡沫两用消防炮，流量大于等于3 800 L/min。破拆臂是目前世界上最先进的技术，由多节伸缩臂与折叠臂组成，不仅可以完成起吊工作，还配有液压剪、抓拢钳、凿钻、铣挖工具进行破拆，避免了消防员在灭火过程中可能受到的伤害。
图3 黑龙江多功能强臂破拆消防车
2016-08-25，多功能强臂破拆消防车入驻厦门消防支队特勤一中队。该多功能强臂破拆消防车配备了15.8 m 的强有力机械手臂，最多可以吊起4.5 t 的重物，伸缩式功能使它的最大工作高度达到18 m，并可做110°旋转动作。多功能强臂破拆消防车的强臂顶端配有由5 个刀齿组成的夯锤式炮头，炮头既可以喷水和泡沫，又可以进行破拆，可用于需要破拆的火灾现场，如密闭的油罐、墙壁等。当强臂打通障碍物，就可以直接喷入泡沫起到覆盖阻燃的作用。
2018-11-02，浙江省台州市也引进了多功能强臂破拆消防车，如图4 所示。该车配备了灭火系统、移动破拆系统和消防水炮。其中，灭火系统包括A 类泡沫和水，移动破拆工具组为奥地利进口，最大扩展压力为22 t，最大剪切压力为15 t，消防水炮包括快攻灭火系统和电动感消防水炮，快攻灭火系统包括灭火枪、56 m 电动卷盘，它的特点是无需铺设水带即开即用，电动感消防水炮的特点是泡沫射程40 m，水直流射程55 m，可通过驾驶室内遥感控制。
图4 台州多功能强臂破拆消防车
2.1 多功能强臂破拆消防车的组成
多功能强臂破拆消防车主要包括底盘、副车架、臂架、前后支腿和转台等，具体的结构如图5 所示。
图5 多功能强臂破拆消防车整体结构示意图
多功能强臂破拆消防车的底盘一般根据重型卡车进行改制而成，底盘主要根据其承载重量而进行选择，对于底盘的改装要符合国家标准的规定。
副车架是和支腿连接在一起的，工作时是很重要的受力结构。
臂架对于多功能强臂破拆消防车来说非常的重要，是主要的受力构件，它关系着多功能强臂破拆消防车的承载能力、稳定性、经济性等整车性能。
2.2 破拆臂的动力学分析
破拆臂是多功能强臂破拆消防车的重要构件，它使得多功能强臂破拆消防车可以实现高喷灭火、破拆、起吊、举升、照明等功能。因此，需要对多功能强臂破拆消防车的破拆臂进行动力学仿真分析，具体的仿真分析过程如图6 所示。
图6 破拆臂动力学仿真分析流程图
从图6 中可以看出，破拆臂架的动力学分析主要包括多刚体动力学分析和静力学模态分析[3]。通过多体动力学分析，得到工作过程中臂架系统各油缸、铰点受力变化情况以及臂架结构的应力分布情况，为臂架结构的强度设计提供依据；
通过模态分析以及臂架姿态对固有频率影响的探讨，得到臂架的振动特性，为臂架的减振设计奠定基础。
随着社会经济的发展，灭火救援的现实需要以及技术的更新，多功能强臂破拆消防车将会呈现出以下趋势：①市场更加活跃。随着抢险、救援的场合越来越复杂，多功能强臂破拆消防车将会突显出其优势。越来越多的城市将会配备多功能强臂破拆消防车，多功能强臂破拆消防车的市场将被打开，需求量将会大幅增加，市场竞争也会随之变得激烈。②规格愈加多样。随着市场需求的多样化，多功能强臂破拆消防车的种类将更加齐全，规格与参数也将更加丰富，相应的标准也在不断的完善。③技术愈加成熟。随着科学技术发展，市场对多功能强臂破拆消防车的需求将不断增多，客户将不仅满足于多功能强臂破拆消防车破拆、喷水灭火等基本功能的实现，将会更全面地关注其质量和性能。消防车企对研发投入的增加，也会使得多功能强臂破拆消防车技术更加成熟。
猜你喜欢 水炮臂架消防车 防爆图像型消防水炮在生活垃圾发电厂中的应用工程建设与设计(2021年11期)2021-07-28消防车小天使·一年级语数英综合(2020年4期)2020-12-16“防雾霾炮”环球时报(2020-10-22)2020-10-22混凝土泵车臂架运动速度提升研究及应用中国工程机械学报(2019年6期)2019-12-31消防车出动少年漫画(艺术创想)(2019年11期)2019-04-20“迷你”消防车的启示水上消防(2018年4期)2018-09-18AC313 直升机加装水箱、水炮总体技术方案通过评审中国军转民(2017年6期)2018-01-31基于ANSYS的四连杆臂架系统全幅度应力分析制造业自动化(2017年2期)2017-03-20混凝土泵车臂架系统折叠型式和机构分析专用汽车(2016年7期)2016-11-23折臂式举高消防车臂架系统振动特性研究大连理工大学学报(2016年5期)2016-10-12
