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【好设计】车载式防爆球简介与设计 一、概述 车载式防爆球(也叫“防爆球”）用于远距离转移、运送爆炸危险品。也可在防爆球内直接销毁爆炸危险品并能将爆炸产物(碎片、冲击波等）完全防护在防爆球内，采用电动和手动开关球盖。当球盖完全关闭时，可屏蔽电磁信号，防止无线电引爆，防护能力强，操作使用简便，机动性好，安全程度高。 车载式防爆球实物图 二、需求分析 防爆球是确保公共安全的基础条件，是目前国内外广泛使用的主要排爆装备。防爆球的核心抗爆容器为球形，置于拖车系统中部装备的重心处，由机动车进行机动牵引。当发现可疑爆炸物或爆炸物后，用机器人或机械手（也可人工）将其爆炸物放入防爆球中及时转移至安全地带进行销毁处理。广泛用于机场、地铁、车站等公共场所。 目前，部队在执行防恐维稳、维和及演习任务时，时常发现可疑爆炸物及未爆弹药，防爆球能将爆炸能量或飞片、抛体等物体进行有效限域，也能对有毒、有害气体进行可靠密封，是处理危险物品的必备装置，可确保人员及危险品转移过程的安全，需求量较大。 三、总体方案 1、设计思路 车载式防爆球由防爆球系统、拖车系统、监控系统等构成。 1.1 防爆球是爆炸防护的核心装置，防爆球与其他压力容器的最根本区别在于其内部所承受的是瞬态爆炸冲击载荷。防爆球设计的关键是就将这种瞬态载荷转化成等效静载荷，然后再根据 GB150钢制压力容器国家标准进行设计。但因这种转换涉及爆炸力学、结构力学以及冲击波与结构的相互作用等复杂过程，经研究我们将瞬态载荷转换为等效静载荷时，采用动力系数法计算，结合ANSYS/LSDYNA非线性有限元程序，对防爆球壳体厚度进行设计。其设计思想归纳为： a. 根据工况需要先确定爆球罐的形状、内径及钢材； b. 由爆炸作用相关理论计算出作用于防爆球内壁的瞬态载荷； c. 由瞬态载荷确定出反射主脉冲的峰值和脉冲宽，再由动力系数法求出防爆球主体响应的动力系数； d. 由动力系数和反应峰值算出等效静载荷； e. 根据等效静载荷，依照GB150完成防爆球的强度设计； f. 对强度进行动态应力分析，以验证有关设计与计算。 1.2 拖车系统采用通用轻型半挂车底盘，底盘自制，用于支撑运输防爆球。其外廓尺寸、轴荷及质量限值符合GB 1589《汽车、挂车及汽车列车外扩尺寸、轴荷及质量限值》的规定。挂车的重心尽量降低，保证爆炸物爆炸时车身的稳定性。通用轻型半挂车底盘融入全新的挂车设计理念，设计有浮动式牵引机构、弹簧扭杆承载悬挂支撑、惯性行车制动、驻车制动、脱离应急制动，倒车防制动系统、可调式带行走轮的前支撑装置、后部安装有可调驻车爪式支撑等全新设计元素。减震效果良好，设计空载时最高跟随时速80 km/h以上，可满足越野系列、载货货车等车辆牵引。 1.3 监控系统采用防水摄像机和转动云台的方式，无线传输，可全视角的远距离观察爆炸物放置情况及罐盖开、闭状况。 2、系统组成与总体结构 车载式防爆球由防爆球、拖车系统、监控系统、防爆球紧固锁紧装置、球盖自动开闭和手动开闭系统构成，前驻车支撑，后驻车支撑。防爆球内有托网可调节高度，保证爆炸中心在防爆球的中心。防爆球盖的开启以电机为动力源，既可电动，也可手动。整车盖有防尘罩衣。工具箱内放有使用维护手册、操作演示光盘。 2.1 系统工作原理 2.1.1 打开驻车支撑装置 当发现爆炸物或疑似爆炸物时，将球形防爆球用牵引车拖到爆炸物附近，驻车制动打开，放下前支撑，用活动手柄将前支撑升起至挂钩不再受力；放下后支撑，用活动手柄将后支撑升起直到后驻车支撑受力稳定。卸下牵引车与挂车相连的信号线插头，牵引车驶离危险区。 2.1.2 布线 打开整车电源开关。整车系统处于工作状态。将远程控制线两端的航空插头一端与手持控制箱航空插座相连，远程控制线另一端的航空插头与拖车系统控制器上的航空插座相连，锁紧两个插头。拖动控制线，将手动控制箱放置在距离装备75米处的安全地带。 2.1.3 防爆球操作 打开设备控制箱电源，显示器工作，观察到摄像机传来的图像。操作控制箱上打开防爆球罐盖按钮，防爆球罐盖迅速打开。操作机器人（或排爆人员）将爆炸物放置在防爆球内托网上，远程操作控制箱，关闭防爆球罐盖。这些动作可通过显示器观看到，保证罐盖完全盖上。 2.1.4 牵引车与拖车挂接 打开牵引车后挂钩将牵引车倒车至拖车附件，插好信号线插头，并将信号线插头锁紧，收起后驻车支撑，用手拉动拖车牵引杆，将拖车牵引头挂在牵引车的牵引钩上，收起前驻车支撑。开动牵引车将拖车拖到安全地带。运送爆炸物时车速不得高于25公里/小时。 2.1.5 拖车系统由车架、牵引杆、浮动式牵引机构、弹簧扭杆承载轴、惯性行车制动、驻车制动、脱离应急制动，倒车防制动系统、可调式前支撑装置、车轮、后部可调驻车爪式支撑等组成。车架用于承载防爆球，设有控制箱，车架与牵引杆相连，牵引杆