Обоснование выбранного метода анализа, техники исследования

Устройство для скатки рукавов будет работать в режиме частых пусков и остановок непродолжительное время и с небольшими нагрузками. Значительных изменений температуры в паре трения вал-подшипник скольжения не прогнозируется. По этой причине нет нужды в применении смазочных материалов при условии использования фторопластового подшипника скольжения, что упрощает конструкцию и ее эксплуатацию.

Как уже было сказано выше, проектируемое устройство позиционируется как легкое мобильное приспособление для скатки пожарных напорных рукавов, перевозимое в отсеке пожарного автомобиля. Оно должно обладать малыми габаритами, небольшой массой и минимальным количеством деталей. По этой причине было решено отказаться от станины, которая есть у большинства рассмотренных в первой главе конструкций и выполняет роль опоры. Общий вид устройства представлен на рисунке 2.

1 – опорная втулка, 2 – антифрикционная втулка, 3 – вал, 4 – ведомая пластина, 5 – держатели, 6 – втулка, 7 – ведущая пластина, 8 – ось рукоятки, 9 – рукоятка

Рисунок 2 – Эскиз конструкции для скатки рукавов

Опорную втулку 1 предполагается размещать на бампере пожарного автомобиля, переднем или заднем. Внутри опорной втулки 1 размещается антифрикционная втулка 2, используемая как подшипник скольжения и выполняемая из фторопласта-4. Антифрикционная втулка 2 устанавливается в опорную 1 с натягом. Вал 3 вставляется в антифрикционную втулку 2, для чего их соединение должно быть выполнено с зазором. К валу 3 крепится ведомая пластина 4, длина которой должна быть равна диаметру скатки стандартного напорного пожарного рукава, а ширина может быть выбрана произвольной. Но с целью экономии материала и снижения массы устройства предполагается, что ширина ее будет небольшой. К пластине 4 крепятся два держателя 5, которые вместе образуют вилку. Ведущая пластина 7 по размерам выполняется аналогичной пластине 4, а вместе они выполняют роль ограничителей при скатке рукава. К пластине 7 крепятся втулки 6. В пластине 7, напротив втулок, выполняются отверстия с диаметром, равным внутреннему диаметру втулок 6 и чуть большим, чем диаметр держателей 5. Рукоятка 9 крепится к одному из краев пластины 7 и служит для вращения устройства.

Все соединения предполагается делать сварными. Длина втулок 6 выполняется по ширине наименьшего из используемых напорных пожарных рукавов. Самыми распространенными являются рукава с внутренними диаметрами 51, 66 и 77 мм. Соответственно длину втулок принимаем 55 мм, чтобы оставить небольшой запас по ширине. Длина держателей 5 выбирается по ширине самого большого из применяемых напорных рукавов. В нашем случае выбран напорный пожарный рукав с внутренним диаметром 77 мм и длина стержней 80 мм. Таким образом, устройство приспособлено для скатки рукавов с внутренними диаметрами 51, 66 и 77 мм. При скатке рукавов малых диаметров держатели 5 пройдут через втулки 6 и выйдут через отверстия в пластине 7.

Вал 3, пластина 4 и держатели 5 образуют ведомую часть устройства. Втулки 6, пластина 7 и рукоятка 9 с осью 8 – ведущую часть.

Для скатки напорного рукава следует установить устройство в опорную втулку 1. Сложить рукав пополам и середину рукава одеть на одну из втулок 6. Затем ведущую часть совместить с ведомой таким образом, чтобы держатели 5 были вставлены во втулки 6. После чего, вращая устройство, намотать рукав в скатку, отсоединить ведущую часть и снять с нее скатанный рукав.

Для окончательного определения размеров устройства и применяемых материалов был выполнен ряд прочностных расчетов узлов и соединений. В результате получили, что расчетный диаметр держателей (поз. 5 рисунка 2) равняется 7 мм, расчетный диаметр вала (поз. 3 рисунка 2) – 8 мм и расчетный диаметр оси рукоятки (поз. 8 рисунка 2) – 8 мм. Учитывая сортовой прокат, выбрали диаметры устройств соответственно 8, 10 и 8 мм.

На рисунке 3 изображена трехмерная устройства в разобранном состоянии.

На рисунке 4 изображена трехмерная устройства в собранном состоянии.