自控飛機(jī)類游樂設(shè)備設(shè)計要點(diǎn)探討

王志明 劉勇

摘 要：在人們生活水平不斷提高的背景下，大型游樂設(shè)備已經(jīng)逐漸成為滿足人們游樂需求的主要途徑，越來越受到人們的青睞。但是，由于我國大型游樂設(shè)備行業(yè)發(fā)展起步較晚、發(fā)展時間較短，相關(guān)技術(shù)水平不夠高，因此實(shí)際運(yùn)行安全很難得到保障。只有對這類游樂設(shè)備的安全性和各部件的強(qiáng)度進(jìn)行校核，才能保證其平穩(wěn)運(yùn)行。本文以自控飛機(jī)類游樂設(shè)備為例，通過計算其關(guān)鍵部件的設(shè)計，并對設(shè)備部件強(qiáng)度進(jìn)行校核，明確設(shè)備的設(shè)計要點(diǎn)，旨在提高設(shè)備運(yùn)行的安全性。

關(guān)鍵詞：自控飛機(jī)類游樂設(shè)備 設(shè)計要點(diǎn) 探討

引言：

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，人們的物質(zhì)生活追求增加的同時，對精神生活的重視程度也越來越高，游樂場和主題公園等觀光游樂場所已經(jīng)成為人們外出的主要目的地。但也正因?yàn)檫@樣，隨著游樂場所人流量的不斷擴(kuò)大，相關(guān)安全問題也逐漸涌現(xiàn)。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近幾年在游樂場所中，因游樂設(shè)備故障而造成的安全事故的數(shù)量逐年增加。這就需要游樂設(shè)備生產(chǎn)廠商、設(shè)備使用者和經(jīng)營者等多個部門，甚至是游客自身都要強(qiáng)化安全意識，通過多方合作，營造更好的游樂環(huán)境，將一切安全隱患扼殺在搖籃里。

現(xiàn)在所說的大型游樂設(shè)備主要是指在《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》中規(guī)定的，以經(jīng)營為主要目的，在運(yùn)行過程中承載乘客游樂的一些大型設(shè)施。這類設(shè)施的規(guī)定范圍為最大運(yùn)行速度不小于每秒2米，或者運(yùn)行高度距離地面不能小于2米，要盡可能的保證游客的安全。

自控飛機(jī)類游樂設(shè)施是當(dāng)前游樂場所中較為常見的大型游樂設(shè)施，它屬于機(jī)電類特種設(shè)備。這類游樂設(shè)備主要是指：游客坐在設(shè)備的剛性支臂上，圍繞中心轉(zhuǎn)動，整個設(shè)備在運(yùn)行過程中做升降運(yùn)動，這種游樂設(shè)施的設(shè)計結(jié)構(gòu)和運(yùn)動形式單一，自控飛機(jī)和章魚系列是這類設(shè)備的常見形式。

一、設(shè)備簡介

自控飛機(jī)類游樂設(shè)備是現(xiàn)階段游樂場所中使用較為廣泛的大型游樂設(shè)備，“自控飛機(jī)”指的是自控飛機(jī)類游藝機(jī)。游客可以坐在燈光閃爍、絢麗多姿的“飛機(jī)”上，通過機(jī)身上的按鈕自行控制飛機(jī)的升降。同時，還可以通過點(diǎn)擊仿真炮按鈕來對前方飛機(jī)實(shí)施操控，只要一點(diǎn)擊，就會發(fā)生逼真、洪亮的射擊炮的聲音，給人們以一種刺激的感受。如果瞄準(zhǔn)擊中，前方的飛機(jī)就會被擊中，然后迅速下降直至降到最底端。在“飛機(jī)”飛行的過程中，熱門會有一種身臨其境的感覺，方法置身于云霧之中，可以感受到飛機(jī)升降而帶來的跌宕起伏的感覺，仿佛將自己置于浩瀚的宇宙空間之中。并且，在這一過程中，飛機(jī)速度也會發(fā)生變化，時而快、時而慢，給人帶來驚險刺激的感受。自控飛機(jī)類游樂設(shè)備的回轉(zhuǎn)直徑比較大，可以提升至較高高度，能給游客帶來一種刺激性的體驗(yàn)。這類設(shè)備的機(jī)身設(shè)計造型相對獨(dú)特，并且美觀，具有較強(qiáng)的操作性，質(zhì)量水平較高，在游樂體驗(yàn)的過程中，還備有應(yīng)景的音樂伴奏，具有較強(qiáng)的體驗(yàn)性，是一種比較理想的游樂設(shè)備，受到了廣大游客，特別是青少年游客的喜愛。

二、對自控飛機(jī)類游樂設(shè)備的基本安全分析及設(shè)計規(guī)定

首先，這類設(shè)備在啟動和停止運(yùn)行時具有一定的平穩(wěn)性，因?yàn)槎荚O(shè)有一個緩沖的過程，但是在啟動過程中，升降臂的超極限位置很容易造成危險，一經(jīng)控制不當(dāng)，就會給游客的人身安全構(gòu)成威脅。其次，如果在設(shè)備運(yùn)行過程中，乘坐物平衡拉桿發(fā)生了故障，那么游客身體就會失去平衡，進(jìn)而埋下安全隱患；再次，在機(jī)械設(shè)備升降缸的重?fù)粽駝酉拢鶗o設(shè)備本身運(yùn)行帶來不便，可能導(dǎo)致油氣管路爆裂，不但會影響設(shè)備的正常運(yùn)行，還會給游客生命安全帶來威脅。另外，還有一些安全隱患需要被進(jìn)行有效的分析，比如：液壓站或者氣泵的噪聲影響和電氣元件的安全性能等，此外，游客的操作不當(dāng)也會對設(shè)備的安全性構(gòu)成影響。

三、自控飛機(jī)類游客設(shè)備的主要載荷分析

第一是永久荷載，主要是指設(shè)備中各個部件的自重；第二是活載荷，這一載荷主要是指乘客自身的重量，一般說來，國家對成年人按照70千克的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算；第三是風(fēng)、雪載荷，通過對設(shè)備的迎風(fēng)面積進(jìn)行分析，按照最大風(fēng)速14m/s進(jìn)行計算，來計算設(shè)備在工作狀態(tài)下的風(fēng)載荷。而雪載荷主要是根據(jù)設(shè)備的俯視表面積計算，一般按照0.2kn的雪壓計算[1]。通常情況下，這兩種載荷對自控飛機(jī)了游樂設(shè)備的影響比較小。

四、自控飛機(jī)類游樂設(shè)備設(shè)計要點(diǎn)分析

（一）座艙與平衡拉桿的受力分析

一般情況下，座艙和大臂使用圓柱銷軸進(jìn)行銜接。這里主要對平衡拉桿的受力情況進(jìn)行計算，并分析大臂和座艙之間銷軸的受力情況，從而對設(shè)備形狀和尺寸 進(jìn)行確定，以便校核其強(qiáng)度。

（二）液（氣）壓缸受力分析

除了要考慮推力因素之外，還要考慮液（氣）壓缸的穩(wěn)定性問題。需要對液（氣）壓缸的活塞桿的歐拉臨界載荷進(jìn)行計算。另外，在液（氣）壓缸的控制方面，不但要使用常規(guī)手段進(jìn)行安全防護(hù)，還要配有緩沖措施和因大臂意外下降，而及時疏散乘客的措施，比如：使用緩沖液壓缸、在無桿腔間和有桿腔間加裝手動閥門。

（三）安全系數(shù)

在對這類大型游樂設(shè)備的零部件和焊接縫隙進(jìn)行計算的時候，它的最大的應(yīng)力和材料極限應(yīng)力的比值不能小于5，即設(shè)備的安全系數(shù)不能低于5。即使是一般構(gòu)件，其安全系數(shù)也不能小于3.5，對于脆性材料來說，其安全系數(shù)不能小于8.

（四）其他方面

在電機(jī)的選擇上，最好要選用寬頻三相異步電機(jī)，從而可以更好的對變頻器控制設(shè)備的“緩起”和“緩?fù)！眲幼鬟M(jìn)行適應(yīng)。在選擇減速機(jī)時，不能選擇有自鎖功能的渦輪減速機(jī)，防止因意外停電而致使設(shè)備急停，反之沖擊事件的發(fā)生。除此之外，還要對限位裝置、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等進(jìn)行接地和避雷處理。當(dāng)然，在設(shè)備的制造和安裝的過程中，還要對重要的銷軸和焊縫進(jìn)行探傷操作，并對設(shè)備進(jìn)行定期的檢查和保養(yǎng)，這一過程的實(shí)施都需要符合GB8404-2008游樂設(shè)施安全規(guī)范的要求[2]。

五、結(jié)語

綜上所述，自控飛機(jī)類游樂設(shè)備作為現(xiàn)代游樂場所使用最為廣泛的大型游樂設(shè)備，越來越受到廣大乘客的青睞。正因?yàn)槿绱耍嚓P(guān)部門才更加要對這類設(shè)備的安全性進(jìn)行全面的考慮，因?yàn)檫@類設(shè)備的安全性直接關(guān)系到游客的人身安全。因此，在新的社會發(fā)展時期，必須要對自控飛機(jī)類游樂設(shè)備的設(shè)計要點(diǎn)進(jìn)行有效分析，盡可能的提高其安全性能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 全國索道與游樂設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.《GB8408-2008游樂設(shè)施安全規(guī)范》，北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，23-25.

[2] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.《GB/T 18163-2008自控飛機(jī)類游藝機(jī)通用技術(shù)條件》，北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

作者簡介：王志明，男，1987年7月出生， 大專學(xué)歷 ，深圳華僑城卡樂技術(shù)有限公司， 機(jī)械工程師 ，研究方向：游樂設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計。

劉勇 ，男，1989年2月出生， 本科學(xué)歷 ，深圳華僑城卡樂技術(shù)有限公司， 機(jī)械設(shè)計工程師 ，研究方向：游樂設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計。