RAMPĂ DE ASALT ACȚIONATĂ HIDRAULIC

ASSAULT RAMP HYDRAULICALLY DRIVEN

CS II Dr. Ing. Ioan LEPĂDATU; CS I Dr. Ing. Corneliu CRISTESCU;

Ing. Liliana DUMITRESCU; Ing. Polifron Alexandru CHIRIȚĂ;

CS III Dr. Ing. Radu RĂDOI; CS II Dr. Ing. Cătălin DUMITRESCU.

Institutul de Cercetări pentru Hidraulică şi Pneumatică (INOE 2000 – IHP)

E-mail: lepadatu.ihp@fluidas.ro

Rezumat : În articol se prezintă o rampă mobilă extensibilă cu acționare hidraulică, concepută și realizată de

INOE 2000 - IHP, montată pe autovehicul, pentru accesul, din exterior, la nivelurile superioare ale clădirilor. În

lucrare se prezintă componenţa structurală a echipamentului, caracteristicile tehnice și, de asemenea, utilitatea

echipamentului pentru acțiunile Jandarmeriei Române, în misiunile sale de a asigura ordinea și siguranța

publică.

Abstract: the paper presents a mechanical-hydraulic mobile equipment made by INOE 2000 - IHP at the request

of the "Romanian Gendarmerie" for staff to access the upper floors of buildings, balconies, terraces, etc. in the

context of specific measures and interventions to ensure public order, saving human lives, anti-terrorism, etc.

Cuvinte cheie: rampă mobilă extensibilă de asalt, echipament mobil de intervenție, acţionare hidraulică.

Keywords: mobile assault extensible ramp, operative intervention equipment, hydraulic drive.

1. INTRODUCERE

După cum se ştie, Jandarmeria Română are un rol foarte important în păstrare ordinii publice

şi asigurarea securităţii cetăţenilor. Pentru aceasta, trebuie să acţioneze, uneori, în condiţii

deosebite, care trebuie, totuşi, prevăzute, anticipate şi procedurate, pentru a avea o eficacitate

maximă în acţiunile sale. În acelaşi timp, trebuie avute în vedere şi echipamentele specifice

necesare care să corespundă scopului propus.

O situaţie deosebită în activitatea Jandarmeriei constă în necesitatea intervenţiei rapide, din

exterior, în interiorul unor clădirilor, acivitate pentru care este nevoie de un echipament

specializat, care să opereze în condiţii de siguranţă totală pentru personalul implicat.

În articol, se prezintă un asemenea echipament, pe care Jandarmeria Română şi-a propus să îl

aibă, şi anume. “Rampă mobilă extensibilă cu acţionare hidraulică pentru acces în interiorul

clădirilor la nivelele superioare, până la o înălţime maximă de 10 m”.

Ca urmare a câştigării unei licitaţii publice, Institutul de Cercetări pentru Hidraulică şi

Pneumatică INOE 2000 - IHP din Bucureşti a conceput, realizat fizic şi testat un prototip

pentru o rampă mobilă extensibilă, cu acţionare hidraulică, montată pe autovehicul pentru

accesul, dinspre exterior, în interiorul clădirilor la nivelele superioare

Echipamente de acest fel sunt folosite şi în străinătate.

Deocamdată, în ţată nu există o ofertă de asemenea echipamente, fapt ce a condus la

realizarea lor prin forţe proprii. Echipamentul a fost conceput ca un echipament mobil cu

acţionare hidraulică şi se află acum în dotarea Jandarmeriei Române, fiind testat şi

recepţionat, rezultatele fiind conforme cu documentaţiei tehnice.

2. CONDIȚII GENERALE IMPUSE PRODUSULUI

Rampa mobilă extensibilă cu acţionare hidraulică, prezentată în figura 1, a şi b, a fost

proiectată să fie montată pe platforma unui autocamion tip DAC, pentru a fi deplasată rapid în

zonele de interes. O asemenea situaţie deosebită constă în necesitatea intervenţiei rapide din

exterior, în interiorul unor clădiri, pentru care este nevoie de un echipament specializat, care

să opereze în condiţii de siguranţă totală pentru personalul implicat.

a) Model 3D

b) Realizare fizică

Fig. 1 Rampa mobilă extensibilă cu acţionare hidraulică

Condiția tehnică deosebită impusă de beneficiar la proiectare a fost aceea a realizării unui

ansamblu autonom independent de autocamionul pe care se montează, singurele elemente

dependente de el fiind prinderea prin suruburi de ginzile sasiului. De asemenea, o altă condiţie

a fost aceea a alimentării instalaţiei hidraulice de acţionare de la un grup hidraulic acţionat cu

motor termic pe benzină. Echipamentul este proiectat să poată fi montat pe orice altă

platformă purtătoare cu dimensiuni corespunzătoare, fiind aplicat pe platforma

autovehiculului prin asamblări demontabile direct pe şasiul acestuia.

Produsul este destinat asigurării accesului utilizatorilor la înălţimi de max. 10 m (nivele

superioare ale clădirilor, balcoane, terase, etc.) pentru intervenţii în cadrul misiunilor de

asigurare a ordinii publice şi siguranţei cetăţenilor, acţiunilor speciale precum şi pentru

salvarea şi evacuarea de la înălţime.

Lucru efectiv cu rampa mobilă extensibilă cu acţionare hidraulică se face după ce

autocamionul purtător a fost amplasat pe poziţie, lângă clădirea vizată, la distanţa necesară

pentru a garanta contactul rampei cu zidul construcţiei, când se poate trece efectiv la

executarea operaţiei de accesare a clădirii de către echipe special antrenate şi având dotatea

necesară executării misiunii. Rabaterae şi extinderea rampei se face de către şoferul

autocamionului, de asemenea, instruit în acest scop.

3. PERFORMANŢE TEHNICE IMPUSE

Principalele caracteristici şi performanţe tehnico - operaţionale ale prototipului de rampă

mobilă cu acţionare hidraulică, pentru acces la înălţime, sunt următoarele:

- numărul de rampe extensibile paralele................................... 2;

- înălţimea maximă de ridicare a rampelor de acces:…........... 10 m;

- unghiul maxim de rabatere a rampelor de acces: ….............. 37 o;

- sarcina maximă pe platforma superioară pliabilă:................. 300 kg;

- sarcina maximă repartizată pe rampa de acces:..................... 1500 kg;

- sarcina maximă pe platforma pliabilă.................................... 300 kg;

Rampa mobilă extensibilă cu acţionare hidraulică este montată pe un autovehicul tip DAC

şi este un produs cu complexitate deosebită, deoarece în componenţa sa se regăsesc atât

subansambluri de construcţii metalice sudate, cât şi subansambluri mecano-hidraulice, precum

şi subansambluri electrice de acţionare, comandă, control, interblocare, intercondiţionare şi

monitorizare a mişcărilor specifice celor două rampei

4. CONCEPȚIA GENERALĂ A PRODUSULUI

Produsul este conceput ca un ansamblu integrat de sisteme modulare de scări / platforme /

rampe cu acţionare hidraulică, montate pe platforma unui autovehicul purtător de tipul

autoutilitară marca AB, varianta 16230 F. Pentru acţionarea mecanismelor de lucru,

produsul utilizează o sursă independentă de putere.

Componenţa structural fizică a echipamentului amplasat pe platforma autocamionului se

poate urmări în proiectul prezentat în figura 2a, iar fizic în figura 2b, şi este următoarea:

1. Rampă extensibilă;

2. Mecanism de ridicare;

3. Cadru de susţinere;

4. Rampă de aşteptare:

5. Echipamentul hidraulic;

6. Echipamentul electric;

7. Treaptă rabatabilă.

a)

b)

Fig. 2 Rampa mobilă extensibilă

5. RAMPA EXTENSIBILĂ

Rampa extensibilă este o platformă pe care personalul operativ se deplasează de pe rampa de

aşteptare la locul de intervenţie aflat la max. 10 m înălţime de la sol. În figura 3a, se poate

urmării concepţia de realizare a rampei, dar echipamentul conţine două asemenea rampe, care

pot fi acţionate independent sau concomitent, cum se vede în realizarea fizică, figura 3b.

a)

b)

Fig. 3 Rampă extensibilă

Componenţa rampei extensibile, figurii 3, este următoarele:

1 - Tronson de bază;

2 - Tronon extensibil sau mobil;

3 - Platformă pliabilă ;

4 - Mecanism de pliere;

5 - Balustradă laterală.

În interiorul tronsonului de bază este montat un cilindru hidraulic de cursă mare, care, având

corpul fixat pe tronsonul de bază şi tija articulată la tronsonul extensibil, produce extinderea

rampei. De asemenea, trebuie remarcată existenţa unei balustrăzi pe o singură parte, care este,

de asemenea extensibilă.

Cu aceste subansambluri principale se realizează toate funcţiunile necesare.

6. MECANISMUL DE RIDICARE

Mecanismul de ridicare asigură poziţionarea la diverse înălţimi a capătului rampei extensibile

prin înclinarea acesteia la un unghi de max. 370, [1]. Mecanismul de ridicare, prezentat ca

proiect în figura 4a şi ca realizare fizică în figura 4 b, are în structura sa următoarele

componente principale:

1- un braţ de încovoiere;

2 - două braţe de întindere;

3 - un cilindru hidraulic.

a) proiect

b) realizare

Fig. 4 Mecanism de ridicare

Lungimea braţului de întindere se poate ajusta cu ajutorul unui şurub cu filet stânga/dreapta

pentru a putea prelua erorile de execuţie inevitabile prelucrărilor în lungimi mari.

7. CADRUL DE SUSŢINERE

Cadrul de susţinere este o structură sudată din profile rectangulare tip 200 x 100; 150 x 100 şi

100 x 100 se fixează cu şuruburi şi piuliţe de traversele şasiului camionului, prezentat în

figura 5a ca proiect, iar în figura 5b ca realizare fizică.

Pe cadrul de susţinere se fixează articulaţiile de basculare a rampei basculante şi articulaţiile

braţelor de întindere şi cilindru hidraulic. Tot pe acest cadru se fixează şi platforma de

aşteptare.

a) proiect

b) realizare

Fig. 5 Cadru de sustinere

8. PLATFORMA DE AŞTEPTARE

Este o structură sudată din profile rectangulare care se aşază pe cadrul de susţinere (poziţia 4,

figura 2). Treapta rabatabilă (poziţia 7, figura 2), face trecerea de la platformă la rampa

basculantă. Pe părţile laterale ale rampei se fixează “mâna curentă” rabatabilă. Scara de acces

este extensibilă şi rabatabilă. În poziţia de transport scara este pliată şi rabătută sub platforma

de aşteptare în poziţie verticală. În poziţia de lucru/operativă, scara se rabate în poziţie

înclinată şi se extinde până la contactul cu solul.

9. PREZENTAREA ECHIPAMENTULUI HIDRAULIC DE ACŢIONARE

Echipamentul hidraulic de acţionare este un ansamblu de componente necesare pentru

generarea fluidului sub presiune şi distribuţia acestuia, pentru realizarea regimurilor de lucru

necesare, în conformitate cu cerinţele din caietul de sarci, în condiţii de siguranţă în

funcţionare /exploatare şi respectarea securităţii muncii operatorilor. [2], [3]

Echipamentul hidraulic de acţionare este realizat fizic în conformitate cu schemele hidraulice

de mai jos, unde sunt redate toate componentele hidraulice necesare pentru a realiza toate

fazele ciclului de lucru, inclusiv componentele necesare pentru monitorizarea,

intercondiţionarea şi securizarea mişcărilor. Echipamentul hidraulic are rolul de a activa

cilindrii hidraulici ai celor două mecanisme ale echipamentului şi anume: cilindrii

mecanismului de ridicare, figura 6a, şi cilindrii rampei extensibile, figura 6b.

a) pentru cilindri de ridicare

b) pentru cilindri de extindere

Fig. 6 Schemele hidraulice de acţionare

Sursa de energie primară pentru acţionarea hidraulică este independentă de autovehiculul

purtător şi anume s-a ales un motor termic pe benzină de 14 CP la 3600 rot/min. Motorul

termic antrenează două pompe cu cilindree fixă, P1 şi P2, prima pentru acţionarea cilindrilor

de ridicare, 16.1 şi 16.2, iar a doua, pentru acţionarea cilindrilor de extindere, 5.1 și 5.2.

Fluidul sub presiune de la pompa P1 este refulat printr-un bloc hidraulic 5.1 către nişte

distribuitoare hidraulice, 13.1 şi 13.2, de la care, prin intermediul unor ventile de protecţie la

spargerea furturilor, 7.1 şi 7.1, şi a unor supape de sens deblocabile, 8.1 şi 8.2, se comandă

ridicarea platformelor. Pe circuitele de coborâre sunt prevăzute nişte ventile de frânare, 9.1 şi

9.2, pentru controlul vitezelor la coborâre.

Pe blocul din mijloc este montat grupul de reglare a presiunii constituit dintr-o supapă de

presiune 11.1, care asigură limitarea presiunii, şi un distribuitor de descărcare a presiunii 12.1.

Blocul hidraulic de extindere este identic cu cel prezentat, şi asigură comanda de extindere-

retragere pentru cilindrii hidraulici de extindere, corespunzători celor două platforme, fiind

alimentat de pompa hidraulică P2. În figurile 7 şi 8 sunt prezentate blocurile hidraulice, iar în

figurile 9 şi 10, se prezintă testarea în laborator şi, respectiv, montarea pe platforma

echipamentului, lângă cilindrul de ridicare.

Fig. 7 Blocul hidraulic de ridicare

Fig. 8 Blocul hidraulic de extindere

Fig. 9 Testarea în laborator

Fig. 10 Montarea pe platformă

Comanda echipamentul hidraulic este realizată de echipamentul electric.

10. PREZENTAREA ECHIPAMENTULUI ELECTRIC

Energia mecanică necesară pentru acţionarea pompelor hidrostatice este preluată de la un

motor termic pe benzină, acesta fiind o sursă independentă de autocamionul purtător.

În acest sens, pentru alimentarea, comanda şi monitorizarea funcţionării echipamentului

mobil, s-a conceput şi realizat un echipament electric specific care se montează pe acelaşi

cadru de bază al echipamentului, ca şi grupul hidraulic de presiune.

Sistemul electric de comandă pentru rampa mobilă extensibilă este compus dintr-un cofret

electric şi o consolă de operare. Echipamentul se alimenteaza cu tensiune de 24 Vcc de la

bordul autovehiculului prin intermediul unei siguranţe de protecţie.

Cofretul electric, figura 11, conţine un mini automat programabil (AP) produs de Schneider

Electric tip TWDLCDA24DRF, prezentat în figura 12, care are 24 intrări/ieşiri, 10 ieşiri pe

releu. Pe capacul cofretului electric se află un buton ciupercă pentru oprire în caz de urgenţă.

Consola de operare, figura 11, conţine 4 butoane fără reţinere cu leduri de confirmare pentru

actionarea cilindrilor hidraulici ai celor două platforme, un buton basculant pentru selectarea

platformei de comandat şi unul de tip ciupercă pentru oprire în caz de urgenţă. Cu ajutorul

comutatorului cu 3 pozitii se poate selecta platforma de acţionat.

Fig. 11 Cofretul şi consola de operare

Fig. 12 Interiorul cofretului cu AP

Cofretul electric este montat lângă grupul hidraulic, iar consola operatorului este legat de

cofretul printr-un cablu cu 16 fire. La cofretul electric vor mai fi conectate cablurile de la

acumulatorul maşinii şi de la electromagneţii distribuitoarelor hidraulice. Logica de comandă

s-a realizat prin intermediul unui automat programabil care are implementat un program de

funcţionare.

11. VERIFICAREA EXPERIMENTALĂ LA BENEFICIAR A

ECHIPAMENTULUI

În urma finalizării echipamentului, conform specificaţiei tehnice, acesta a fost supus la două

categorii de verificări [3], şi anume:

11.1. Verificări şi reglări funcţionale la executant.

Verificarea funcţionării la executant, figiura 13 a, b şi c, a constat în verificarea funcţională,

cu realizarea mişcărilor/curselor necesare, precum şi reglarea parametrilor de lucru [4], în

conform documentaţiei tehnice de execuţie şi testare. Testările funcţionale sau făcut atât fără

sarcină, cât şi cu încărcare, în conformitate cu documentaţia tehnică.

a)

b)

c)

Fig. 13 Testarea la executant

11.2. Verificări operaţionale la beneficiar.

Verificările la beneficiar, figura 14 a şi b, au constat din realizarea efectivă a tuturor

comenzilor şi a mişcărilor specifice, în cadrul unor proceduri specifice de testare operaţională

cu personal specializat şi antrenat şi, în mod deosebit, verificarea realizării înălţimii maxime

de 10 m.

a)

a)

Fig. 14 Testarea la beneficiar cu personal apecializat

Prototipul realizat şi prezentat în articoli se află, deja, în dotarea şi exploatare

Jandarmeriei Române, care, în urma utilizării şi testării acestuia, în condiţii reale, cu

evidenţierea performanţelor tehnice prevăzute, intenţionează să achiziţioneze mai multe

exemplare, utilizabile în mai multe judeţe din ţară. În acest context, se apreciază că rampa

mobilă extensibilă, prezentată şi în figura 15 a şi b,, răspunde, într-adevăr, unei necesităţi

reale şi poate fi multiplicat în mai multe exemplare.

a) proiect 3D

b) realizare

Fig. 15 Rampa mobilă extensibilă autopurtată

12. CONCLUZII

În articol se face prezentarea generală unui prototip de rampă mobilă extensibilă cu acţionare

hidraulică montată pe un autovehicul.

Prototipul a permis efectuarea testărilor în faţa beneficiarului şi a demonstrat performanţele

tehnice pentru care a fost proiectat.

Testările efectuate au validat soluţiia constructivă propusă.

În articol se face prezentarea părţilor mecanice şi a instalaţiilor hidraulice şi electrice ale unui

prototip de rampă mobilă extensibilă cu acţionare hidraulică montată pe un autovehicul,

alimentat cu energie de la un motor termic pe benzină, idependent de autovehiculul purtător.

Se descrie componenţa schemei hidraulice în detaliu, de unde rezultă funcţionarea instalaţiei

hidraulice la realizarea fazelor de lucru.

De asemenea, se prezintă componenţa instalaţiei electrice şi montarea acestei pe structura

echipamnetului.

În urma testelor de laborator, făcute în cadrul institutului, instalaţiile hidraulică şi electrică au

fost avizate penntru montare.

După montarea completă, prototipul rampei mobile extensibile, la beneficiar a fost supus

testărilor necesare pentru a demonstra performanţele tehnice pentru care a fost proiectat.

Testările efectuate au validat soluţiia de acţionare propusă, iar echipamentul poate intra în

producţia de serie.

In final, se paote conchide că :

- prototipul a permis efectuarea testărilor la executant şi la beneficiar ;

- prototipul a demonstrat performanţele tehnice pentru care a fost proiectat;

- testările efectuate au validat soluţiia constructivă propusă;

- în urma realizării testelor, prototipul a fost omologat;

- echipamentul poate intra în producţia de serie.

Produsul conceput şi realizat de Institutul de Cercetări pentru Hidraulică şi Pneumatică (INOE

2000 – IHP)

reprezintă o noutate pe plan naţional întrucât acest produs nu a fost în atenţia entităţilor de

cercetare-dezvoltare sau a unităţilor productive şi nici nu a fost fabricat până acum în

România.

BIBLIOGRAFIE [1] N. I. Manolescu, Fr. Kovacs, A. Orănescu, Teoria mecanismelor şi a maşinilor. Editura

Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1972.

[2] D. Vasiliu, N. Vasiliu, I. Catană, Transmisii hidraulice şi electrohidraulice, Vol. II, Reglarea

maşinilor hidraulice volumice.

[3] A. Oprean, C. Ispas, E. Ciobanu, Al. Dorin, S. Medar, A. Olaru, D. Prodan, Acţionări şi

automatizări hidraulice, Modelare, simulare, încercare (Hydraulic drive and automation. Modeling,

simulation, testing), Technical Printing House, Bucharest, 1989.

[4]. C. Calinoiu, Senzori si traductoare (Sensors and transducers), vol. I, Editura Tehnică, Bucuresti,

2009.