Тема 8. Механизм бокового выравнивания комплекта колен.

Учебное время: 2 часа.

Место проведения: Учебный класс.

Вид занятий: лекция

Материальное обеспечение: План-конспект.

Литература:

1. Федеральный закон от 22 июля 2008г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

2. Приказ № 555 от 18.09.2012г. «Об организации материально-технического обеспечения системы Министерства РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий.

1. Об утверждении Правил по охране труда в подразделениях ФПС ГПС (Приказ №1100н от 23.12. 2014г.).

4. ГОСТ Р 52284-2004 «Пожарные автолестницы. Общие технические требования. Методы испытаний».

5. ГОСТ Р 53329-2009 «Автоподъёмники пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний».

1. Теребнев В.В., Грачев В.А., Ульянов Н.И. «Пожарная техника», книга 2 Пожарные машины. Учебное пособие. Москва 2007год.
2. Теребнев В.В., Семёнов А.О., Моисеев Ю.Н., Грачев В.А., Тараканов Д.В. Справочник «Пожарная и аварийно-спасатальная техника»  М. 2011г.

8. М.Д. Безбородько, М.В. Алешков, С.Г. Цариченко, В.В. Роенко «Пожарная техника». Москва 2014год.

9. Преснов А.И., Каменцев А.Я., Пожарные автомобили: Учебник водителя пожарного автомобиля. – Санкт-Петербург, 2006.

Механизм бокового выравнивания Во избежание дополнительных нагрузок, возникающих при установке автолестниц на наклонной площадке, и улучшения условий поднимания по лестнице служит механизм бокового выравнивания, что обеспечивает горизонтальность ступеней в границах 6° при повороте лестницы. Механизм бокового выравнивания включается в работу при угле подъема свыше 30°. При поперечном наклоне влево комплект колен разворачивается вправо, при наклоне влево – разворачивается вправо. Выравнивание происходит автоматически. Механизм управляется ртутными переключателями, которые следят за горизонтальностью ступеней колен. Боковое выравнивание производится автоматически гидроцилиндром. При боковом крене колен свыше 1º замыкаются контакты ртутных переключателей, установленных на 4 – м колене, включается один из электромагнитов крана (гидрораспределителя), рабочая жидкость подается в одну из полостей гидроцилиндра, гильза гидроцилиндра перемещается, поворачивая весь комплект колен относительно поворотной рамы. При достижении ступенями колен горизонтального положения контакты одного из ртутных переключателей размыкаются, соответствующий электромагнит крана, боковое вращение (выравниванием) прекращается. При опускании лестницы ниже 30º ртутные переключатели отключаются. При помощи конечных выключателей, питающих электромагниты крана, лестница автоматически возвращается в среднее положение относительно подъемной рамы. Механизм бокового выравнивания. Для исключения дополнительных нагрузок, возникающих при установке автолестниц на наклонной площадке, и улучшений условий подъема по лестнице, служит механизм бокового выравнивания, обеспечивающий горизонтальность ступеней в пределах 6º при повороте лестницы. Выравнивание лестницы производится поворотом всего комплекта колен вокруг оси, соединяющий нижнее колено с подъемной рамой гидроцилиндра. Механизм бокового выравнивания включается в действие при угле подъема выше 30º. При поперечном наклоне влево комплект колен разворачивается вправо, при наклоне вправо – разворачивается влево. Выравнивание производится автоматически. Механизм управляется ртутными переключателями, следящими за горизонтальностью ступеней колен. В случае необходимости боковое выравнивание можно включить принудительно с пульта управления кнопками в АЛ-21, а в моделях АЛ-506 и АЛ-506В тумблером под сигнальными лампами «КРЕН». При опускании ниже 30° комплект колен автоматически возвращается в исходное положение.   Схема бокового выравнивания колен  1 — четвертое колено; 2 — подъемная рама; 3 — гидроцилиндр бокового выравнивания; 4— за­дняя дуга; 5 — ось вращения комплекта колен; 6 — передняя дуга

Гидроцилиндр бокового выравнивания предназначен для перемещения колен вокруг оси, соединяющей нижнее колено с подъемной рамой. Гидроцилиндр размещается на конце подъемной рамы, где с помощью крышек жестко закреплен штоками в гильзах. Состоит из корпуса 1 с углублениями под хомут 13. на хомуте крепится шкворень 14, который шарнирно соединен с концом четвертого колена. Внутри корпуса находится поршень2 с подъемным штоком 3. С обеих сторон на корпус накручиваются стаканы 9, внутри которых на штоки надеты три механических захвата 10, в которые упираются подвижные втулки 5 с резиновыми кольцами 5 для герметичности. Действие на втулки передается от спиральных пружин 6, сжатие которых происходит при помощи крышек 7, которые накручиваются на корпусы стаканов. Механические захваты по строению аналогичны с теми, что стоят на гидроцилиндре поднимания колен. Штоки имеют осевые и радиальные сверления 11. Последние для подвода масла имеют штуцеры 15 с калиброванным отверстием диаметром 1,5-2мм, необходимые для плавной работы. В АЛ-506В из-за отсутствия механических захватов, втулок, пружин и стаканов нет, поэтому корпус немного длиннее и заканчивается крышкой 7 с уплотнительной втулкой 16. Кроме этого, в данной АЛ изменена длина штоков – они стали короче. Это дало возможность в их концы вкрутить гидрозамки 17, по строению похожие на гидрозамки гидроцилиндра поднимания колен аналогичной автолестницы. Укорачивание штоков сделано с целью не изменять габариты подъемной рамы по ширине. Особенность работы гидроцилиндра заключается в том, что в нем штоки расположены неподвижно, а корпус может двигаться. Масло через штуцер 15 и сверление 11 одного из штоков 3 проходит внутрь корпуса и силой давления действует на подвижную втулку 5,которая передвигаясь, сдавливает спиральную пружину 6. Механические захваты 10 разжимают шток 3. За счет давления масла, чтобы увеличить объем в штоковой полости, корпус 1 начинает передвигаться туда, откуда подавлось масло. Поскольку расположение деталей в гидроцилиндре симметрично, то перемещение корпуса приведет к вытеснению масла с противоположной штоковой полости в сливную магистраль. Но перемещение корпуса не даст рабочей жидкости уйти в большом количестве из-за наличия в штуцере калиброванного отверстия. Поэтому в полости возникнет давление, достаточное для надавливания на подвижную втулку, та в свою очередь сдавит пружину и механические захваты растормозят шток, давая корпусу свободное движение. Полный ход корпуса на штоке составляет 220мм. При эксплуатации гидроцилиндра необходимо следить за состоянием резиновых уплотнителей штока. Подтекание масла не допускается. Необходимо также своевременно (один раз в шесть месяцев) смазывать оси шкворня, крепления хомута. Гидроцилиндр бокового выравнивания: а)-АЛ-21 и АЛ-506; б)-АЛ506В 1-корпус; 2-поршень; 3-шток; 4,8,12-кольца; 5-подвижная втулка; 6-пружина; 7-крышка; 9-стакан; 10-механический захват; 11-радиальные и осевые сверления; 13-хомут; 14-шкворень; 15-штуцер; 16-уплотнительная втулка; 17-гидрозамок.

Электромагнитный кран АЛ-21 предназначен для автоматического управления гидроцилиндром бокового выравнивания. Он крепится на подъемной раме. Для запирания рабочей жидкости в штоковых полостях гидроцилиндра бокового выравнивания используется гидрозамок. Электромагнитный кран состоит из корпуса 1 со штуцерами 2. Внутри корпуса установлен золотник 3, отцентрированный с помощью двух втулок 4 и пружин 5. В корпусе есть напорная полость, две рабочие и сливная. К корпусу для действия на золотник прикручены два электромагнита 6. Строение электромагнитов такое же, как у крана разгрузки насоса. Работает кран в зависимости от того, на какой электромагнит подается питание. Перемещения золотника повторяют собой работу крана управления опорами. Включение одного из электромагнитов приведет к перемещению сердечника и изменению положения золотника в корпусе на такое, при котором масло из напорной полости поступит в одну из рабочих и далее по трубопроводу к одной из штоковых полостей гидроцилиндра. Из другой штоковой полости в это время происходит сливание и движение корпуса гидроцилиндра с поворотом четвертого колена на оси подъемной рамы в горизонтальной плоскости. электромагнитныйкран АЛ-21 1-корпус;2-штуцеры; 3-золотник; 4-втулка; 5-пружина; 6-электромагнит; 7-обмотка; 8-сердечник; 9-толкатель; 10-кольцо; 11-кнопка; Н- напорная полость; Сл- сливная полость; Р1 и Р2- рабочие полости.   Электромагнитный кран АЛ-506 и АЛ-506В. В АЛ-506 и 506В применяется промышленный образец электромагнитного крана с дистанционным управлением (рис.54). По строению и принципу работы он подобен электромагнитному крану АЛ-21, но немного изменен внешний вид и имеет дополнительную дренажную магистраль из корпуса. В АЛ-21 автоматическое управление электромагнитным краном бокового выравнивания осуществляется от шин или от ртутных переключателей. Шины представляют собой две металлические пластины, закрепленные на опорной раме параллельно гидроцилиндру бокового выравнивания. Одна пластина цельная, а вторая – разрезана. Между ними – изолятор. Цельная пластина соединена с плюсом электрооборудования автомобиля, а разрезная подключена к электромагнитному крану бокового выравнивания и минусу. Замыкание цельной пластины с разрезной в электрическую цепь осуществляется кареткой с пружинными контактами, закрепленной на хомуте гидроцилиндра бокового выравнивания. Каретка скользит по ним при боковом выравнивании колен, через нее подается ток на электромагниты крана бокового выравнивания. Когда каретка находится на изоляторе, передачи тока не происходит. Это положение колен, когда их можно укладывать на опорную стойку. На АЛ-506 и АЛ-506В вместо шин используются два концевых выключателя. Здесь на месте шин установлены два выступа со скосами в центре. Срабатывают концевые выключатели при наезде на эти выступы по скосу роликов, которые передают усилие нажимания на контакты. Ртутные переключатели представляют собой стеклянные колбы с контактами, которые замыкаются каплей ртути при наклоне. В горизонтальном положении колбы закреплены в коробке, которая шарнирно подвешена к опорной раме. электромагнитный кран с гидрозамком АЛ-506 1-корпус; 2-электромагнит; 3,5,6-кольца; 4,14-клапаны; 7-поршень; 8,15,16,17-штуцеры; 9-шток; 10-гидрозамок; 11-крышка; 12-пружина; 13-седло.

Автоматическое управление привода бокового выравнивания. Работу системы автоматического выравнивания разделили на два этапа. На первом этапе, при подъеме стрелы, гидроцилиндр выравнивания должен установить ступени в горизонтальное положение, перекашивая лестницу. А на втором этапе этот же гидроцилиндр должен вернуть лестницу в прежнее положение, сдвинув ее относительно подъемной рамы до совпадения продольных осей. Значит один и тот же гидроцилиндр должен управляться из двух мест, двумя управляющими элементами. Один управляющий элемент должен определить степень наклона машины после установки на опоры, до подъема, и выровнять ступени во время подъема. Другой управляющий элемент должен определить степень перекоса лестницы во время опускания и успеть выровнять ее до момента касания стрелой транспортной стойки. Оба управляющих элемента не должны действовать одновременно, чтобы не мешать работать друг другу. Время их работы нужно разделить, и дать возможность сначала поработать одному управляющему звену, а после этого разрешить работать другому. Так как гидравлическим управляющим звеном, который заставляет работать гидроцилиндр, является препозиционный электромагнитный клапан, то функции управляющих элементов в автоматической системе выравнивания возложили на выключатели, которые включают соответствующую катушку клапана, когда это нужно по программе выравнивания. И еще нужно не забывать, что система выравнивания может поломаться, поэтому необходимо предусмотреть возможность для оператора выровнять ступени и вернуть лестницу в прежнее положение вручную, добавив в систему выравнивания третий управляющий элемент - аварийный. Работа автоматической системы выравнивания первый этап работы, выравнивание ступеней во время подъёма лестницы В качестве управляющего элемента, который руководит выравниванием ступеней во время подъема стрелы, выбраны ртутные выключатели, которые определяют наклон лестницы в момент включения в работу системы выравнивания. Ртутный выключатель - это стеклянная трубка, на одном конце которой впаяны два разобщенных между собой контакта-электрода, а внутри переливается шарик ртути. Если трубка не будет занимать горизонтальное положение, то ртуть сольется на один конец трубки. Если на этом конце трубки окажутся электроды, то ртуть зальёт их и произойдёт включение цепи, соединённой с этими электродами. При изменении расположения трубки относительно горизонта, при наклоне трубки о другую сторону, ртуть сольется с электродов и отключит цепь. Ртутных выключателей установлено два. Один контролирует наклон ступеней лестницы влево, а другой - вправо. Оба изначально отрегулированы по горизонту и установлены таким образом, что при горизонтальном положении ступеней лестницы ни один из них не включен (ртуть не заливает контакты). При наклоне лестницы на 1,5° и более в ту или в другую сторону ртуть сливается на одну сторону трубки и заливает контакты в соответствующем выключателе. В таком положении выключатель, уловивший наклон, (с залитыми контактами) пребывает до тех пор, пока на него не поступит команда начать работу, т.е. пока не включится выключатель, подающий на него питание. По программе безопасности это происходит только после подъема стрелы на 30°. Как только на включенный (залитый) ртутный выключатель будет подано питание, он передаст это электропитание на соответствующую катушку гидроклапана. Клапан включится и гидроцилиндр начнет сдвигать лестницу до тех пор, пока ступени, а вместе с ними и трубка ртутного выключателя, не займут горизонтальное положение. В этот момент ртуть сольется с контактов, цепь питания катушки клапана прервется и перекашивание лестницы прекратится. Второй этап работы системы выравнивания. Возврат лестницы в исходное положение. Одновременно с выравниванием ступеней при подъеме будет подготавливаться к работе система возврата лестницы в прежнее положение. Эта система представлена двумя концевыми выключателями, которые приводятся в действие плунжерами с роликом на конце и установлены на середине гильзы исполнительного цилиндра. Они двигаются вместе с цилиндром вправо и влево. Управляющим элементом, заставляющим выключатель включаться, является металлическая линейка, проложенная на всем пути следования ролика, отдельная для каждого выключателя. Одна влево от середины, а другая вправо. Когда оси лестницы и подъемной рамы совпадают, ролики плунжеров не касаются линеек, оба выключателя выключены. Как только начнется перекашивание лестницы и гидроцилиндр сместится из центрального положения, ролик соответствующего выключателя набегает на линейку и поднимается. С этого момента выключатель остается включенным на все время, пока лестница будет перекошена, т.е. пока стрела будет поднята. Но он еще ничего не может включить, так как питание на него будет подано только тогда, когда перестанет работать система выравнивания, управляемая ртутными выключателями, т.е. после того, как стрела опустится до 30о. В тот момент, когда стрела при опускании пересечет отметку в 30°, другой выключатель подаст питание на уже включенный концевой возвратный выключатель и будет оставаться включенным до отметки 10°. Зона опускания стрелы от 30° до 10° является достаточной, чтобы система возврата успела довести лестницу до центрального положения. В этот момент линейка под выключателем закончится и он выключится, останавливая движение лестницы. Читаем электросхему: Выравнивание наклона ступеней лестницы при подъеме. Когда на 4 кольце токосъемника появляется напряжение, на пульте управления загорается контрольная лампа HL3, которая сообщает, что от предохранителя FU 4.1 по цепи 30 к главному выключателю SA6 подходит питание, поэтому поворотная часть готова к работе. При включении главного выключателя SA6 "Работа" напряжение получают сразу две линии, 31 и 32. Линия 31 запитывает всю систему автоматического регулирования ступеней. Разберем более подробно функции всех выключателей, задействованных в автоматической системе выравнивания ступеней. Линия 31 подходит к выключателю SQ -3 (первый управляющий элемент системы выравнивания), который включается кулачком на программном диске прибора безопасности. Когда стрела поднимается на 30°, кулачок программного диска набегает на выключатель SQ-3 и включает его. По линии 43 питание подается на ртутные выключатели SQ1 и SQ 2, а также на выключатель ручного управления выравниванием SA8, действие которого разберем позже. Если лестница наклонена, то в одном из выключателей ртуть залила контакты и он включает контрольную лампу HL4 или HL5, которая указывает, в какую сторону наклонена стрела. Но, для того, чтобы система начала действовать, нужно включить выключатель SA7 "Отключение выравнивания", который соединяет ртутные выключатели с катушками гидроклапана YA1 и YA2. (линию 41 соединит с линией 61, а линию 42 - с линией 60). Залитый ртутный выключатель включит соответствующую катушку и заставит лестницу поворачиваться, перекашиваться в нужную сторону до тех пор, пока ее ступени не займут горизонтальное положение. В этот момент ртуть с контактов сольется и гидроклапан отключится, прекращая перекашивание лестницы.22 Аварийное ручное управление выравниванием. Третий управляющий элемент системы выравнивания. Выключатель SA6 дает возможность выровнять лестницу вручную при поломке системы автоматического выравнивания. Он получает питание от выключателя SQ-3 по линии 43. поэтому действует в диапазоне от 30о до 75°. Он напрямую соединен с катушками клапана (с линиями 60 и 61). При включении в ту, или в другую сторону он будет включать клапан и разворачивать лестницу, насколько это нужно оператору. К этому надо добавить, что перед регулировкой лестницы вручную, необходимо отключить выключатель SA7 "Отключение выравнивания", (вывести из работы ртутные выключатели), так как при подключенных исправных ртутных выключателях ручная регулировка невозможна. Необходимо отметить, что ручная регулировка применяется и в том случае, когда неисправна система возврата лестницы в исходное положение, которая работает при опускании. Когда стрела опустится ниже 30о лестницу вручную уже нельзя будет отрегулировать. Второй этап работы системы выравнивания. Возврат лестницы в исходное положение при укладка на транспортную опору. Эта система работает при опускании стрелы в транспортное положение. Зона ее действия - от 30° до 10°. Выключатель SQ-Ж, (второй управляющий элемент системы выравнивания), который подает питание на эту систему, включается кулачком программного диска прибора безопасности при опускании стрелы в момент пересечения отметки 30°. (В этот же момент отключается выключатель SQ-3, который включает ртутные выключатели и переключатель ручного регулирования). На корпусе исполнительного гидроцилиндра установлены два концевых выключателя SQ 4.1 и SQ4.2. которые не включены, если лестница не сдвинута относительно подъемной рамы (когда стрела лежит на транспортной опоре). При подъеме лестницы система автоматического выравнивания сдвигает лестницу относительно подъемной рамы, поэтому один из этих выключателей набегает на упор в виде линейки и включается. Он остается включенным на протяжении всего хода цилиндра и готов включить гидроклапан, как только на него поступит напряжение от выключателя SQ-Ж. Если стрела опустится ниже 30°, этот выключатель получит напряжение и включит соответствующую катушку гидроклапана, заставляя лестницу сдвигаться обратно, в исходное положение. Лестница будет сдвигаться, а выключатель по линейке побежит обратно. Когда лестница станет в прежнее положение, линейка под выключателем кончится и он выключится, останавливая движение. Другие вспомогательные электросистемы рассмотрим позже, когда будет необходимо объяснить их роль в процессе управления, а сейчас двинемся дальше по схеме. Следующий участок схемы содержит все необходимые блокировки, которые участвуют в процессе управления и должны срабатывать во время выполнения основных движений стрелы. Потребитель выключен Другими словами, через электросистему должна осуществляться циркуляция энергоносителя, движение потока энергии. Без движения нет работы. При выполнении основных движений стрелы необходимо учитывать разрешенную последовательность этих движений и учесть еще множество ограничений, чтобы не допустить запрещенное движение, остановить его, когда части лестницы займут опасное положение, при котором она может опрокинуться. Напряжение стремится отыскать путь к катушке 'разгрузочного клапана" по множеству тропинок, которые создают для него разные выключатели на этом пути. Часто встречаются параллельные тропинки, которыми можно попасть к катушке, а большинство тропинок одиночные, последовательные. Каждый раз, нажимая на рычаг, приводящий в действие одно из основных движений стрелы, вы переключаете этим рычагом связанный с ним выключатель и создаете для выполнения этого движения свою собственную электрическую тропинку, отвечающую за безопасность.