0368-高层建筑消防救生装置总体设计及圆锥齿轮减速器设计【含4张CAD图+说明书】
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    1 绪论 1
    1.1 课题的研究背景及意义 1
    1.2 国外在高层建筑消防救援方面的研究现状 2
    2 本课题的研究项目 3
    2.1 简析现有的两种高层救援方案的利弊 3
    2.1.1 基于电磁发射技术的抛射装置 3
    2.1.2 直升飞机在高层建筑消防救生 4
    2.2 本课题提出的设计思路 7
    2.3 本方案的独特之处 9
    2.4 方案具体具体实施方式 10
    3 本项目主要部件设计内容 15
    3.1 减速器的设计 15
    3.1.1 设计任务指标 15
    3.1.2 电动机的选择计算 15
    3.1.3 传动装置的运动及动力参数计算 16
    3.1.4 带轮的设计计算 18
    3.1.5 减速器中高速级圆锥齿轮设计计算 21
    3.1.6 减速器中低速级斜齿轮设计计算 24
    3.1.7 轴的设计计算 29
    3.1.8 滚动轴承的选择及寿命验算 35
    3.1.9 键连接的选择与验算 36
    3.1.10 联轴器的选择 36
    3.2 绳索的选用 36
    3.2.1 白棕绳及合成纤维绳 37
    3.2.2 钢丝绳 38
    3.3 合适的动力伞发动机选用 44
    3.4 动力伞安全飞行条例 45
    结束语 46
    致谢 47
    参考文献 48
    1.1 课题的研究背景和意义
    随着科技的进步、土地资源的稀贵,高楼(一般指七层以上高度的建筑物)的发展极为迅速,数量急剧增加,但随之而来的火灾事故数量也不断攀升,更要紧的是随着建筑物高度的增加[1],消防救援工作难度跟着急剧增加,特别是其中的高层和超高层建筑的消防救援更历来是一个世界性难题,直到现在一直没有一个综合性良好的解决方法。这是因为高楼失火后,高楼内部楼道往往被大火和浓烟封堵,难以进入,消防救援主要靠在高楼外面进行,而目前消防部门通常用于灭火的主要装备如消防水罐车等其灭火喷射高度十分有限,对高楼层的火灾则鞭长莫及,而且还不能直接立即实施救援中的救生项目[2]。相对有效地救援主要是通过云梯消防车、带有登高平台或举高的消防车等大型车载攀升或攀扶设备将人员及或器材送达所需高度实施消防救援,但这些设备绝大多数最高也只能伸展至53米,相当于约十五层楼的高度,而就是这样的消防装备对我国大多数城市来说也还都不是具备的.因为随着举升高度的增加其设备成本急剧上升,许多城市难以承受[3]。目前世界上最高的消防云梯车为荷兰生产的110米,但也只能达到约三十几层高的高度,而其价格却极为昂贵,目前我国仅杭州市进口了一台,但由于这类消防车超大的重量及体积,其通过性、机动性、灵活性、高位负重能力、营救效率速度及对地面支承环境的适应性等都较差,特别是其极其高昂的价格,显然在未来很长时期之内,中小城市是无法普及的,更致命的是当楼层高度超过其使用高度时无法使用,只能“望楼兴叹”,而现在城市中二、三十层以上高度的高楼已越来越多[3]。
    高层建筑消防救援的能力已经成为衡量和检验一个国家、地区或城市消防现代化水平和战斗力的重要标志,这是现代化都市所面临的一项重要课题。特别是美国“9.11”事件再次给世界高层建筑消防安全敲响了警钟。 因此,能“更高”、“更强”、“更省”“更普及”地解决高层建筑消防救生与灭火显而易见将具有重大的经济与社会效益。消防部门急需一种全新的高层建筑消防救生装置,能够基本不受建筑高度限制,较好地解决高层建筑消防救生(也可适当附带灭火)的难题。而且设备结构还要简单,生产成本低,产品实施简便易行,廉价、快捷,特别易于普及使用[6]。
    1.1 国外在高层建筑消防救援方面的研究现状
    有鉴于高层建筑直接救生灭火设备开发与实施的极端困难性,目前国内外高层建筑救生与灭火设备的最新发展有以下趋势:继续研发更高高度的云梯消防车以及开发性能更好、适合救火的直升机,但目前依然实际困难很大。性能更好的设备并商品化的目前尚未见到相关报道。目前多数公司或机构转而集中致力于创新、开发能辅助高层建筑消防救生与灭火的外围相关产品,但一般不能直接进行救生灭火,主要有以下进展趋势:
    火场机器人。把带有视频头的机器人送到着火地区,特别是可能有毒气等条件恶劣的地方代替消防人员搜索被困者。美国一个叫“安娜·肯达”的搜索机器人,像一条大蛇,它有三米长,共有22个节,顶部的摄像头能转动33个角度,全方位观察特定区域内情景。主要适于火场搜索,能辅助救生,但造价昂贵,不能直接用于高层救生、灭火[7,11]。
    超大型超高压灭火喷枪。基德消防公司是美国联合技术公司旗下的分公司,他们的超大口径高压泵,能够在极短时间内,喷射非常大的灭火水流,或是将灭火泡沫喷至约140米的高空。但较难射中室内指定地点,更不能直接救生。
    未来型灭火机器人。德国一公司设计了一外形很像是甲壳虫的未来型灭火机器人,配备全球定位系统导航,并携带一到数个水箱,在遥控中心的指挥下,“自行”前往火区灭火,使消防人员远离危险。可以爬楼,但对于楼层过高而楼内通道受阻的情况却束手无策,难以直接救生[7,14]。造价昂贵。
    遥控搜寻飞机。这种小飞机上的摄像系统,能够透过浓烟和黑夜及高温烈焰,拍摄到现场情况并将信息传到消防指挥中心。但不能直接救生和灭火。
    ...
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