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，因此實際運行安全很難得到保障。只有對這類游樂設備的安全性和各部件的強度進行校核，才能保證其平穩(wěn)運行。本文以自控飛機類游樂設備為例，通過計算其關(guān)鍵部件的設計，并對設備部件強度進行校核，明確設備的設計要點，旨在提高設備運行的安全性。

關(guān)鍵詞：自控飛機類游樂設備 設計要點 探討

引言：

隨著我國經(jīng)濟發(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。但也正因為這樣，隨著游樂場所人流量的不斷擴大，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。這就需要游樂設備生產(chǎn)廠商、設備使用者和經(jīng)營者等多個部門，甚至是游客自身都要強化安全意識，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備主要是指在《特種設備安全監(jiān)察條例》中規(guī)定的，以經(jīng)營為主要目的，在運行過程中承載乘客游樂的一些大型設施。這類設施的規(guī)定范圍為最大運行速度不小于每秒2米，或者運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。

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

一、設備簡介

自控飛機類游樂設備是現(xiàn)階段游樂場所中使用較為廣泛的大型游樂設備，“自控飛機”指的是自控飛機類游藝機。游客可以坐在燈光閃爍、絢麗多姿的“飛機”上，通過機身上的按鈕自行控制飛機的升降。同時，還可以通過點擊仿真炮按鈕來對前方飛機實施操控，只要一點擊，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。如果瞄準擊中，前方的飛機就會被擊中，然后迅速下降直至降到最底端。在“飛機”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。自控飛機類游樂設備的回轉(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。這類設備的機身設計造型相對獨特，并且美觀，具有較強的操作性，質(zhì)量水平較高，在游樂體驗的過程中，還備有應景的音樂伴奏，具有較強的體驗性，是一種比較理想的游樂設備，受到了廣大游客，特別是青少年游客的喜愛。

二、對自控飛機類游樂設備的基本安全分析及設計規(guī)定

首先，這類設備在啟動和停止運行時具有一定的平穩(wěn)性，因為都設有一個緩沖的過程，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，就會給游客的人身安全構(gòu)成威脅。其次，如果在設備運行過程中，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，進而埋下安全隱患；再次，在機械設備升降缸的重擊振動下，往往會給設備本身運行帶來不便，可能導致油氣管路爆裂，不但會影響設備的正常運行，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，游客的操作不當也會對設備的安全性構(gòu)成影響。

三、自控飛機類游客設備的主要載荷分析

第一是永久荷載，主要是指設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70千克的標準進行計算；第三是風、雪載荷，通過對設備的迎風面積進行分析，按照最大風速14m/s進行計算，來計算設備在工作狀態(tài)下的風載荷。而雪載荷主要是根據(jù)設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了游樂設備的影響比較小。

四、自控飛機類游樂設備設計要點分析

（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行銜接。這里主要對平衡拉桿的受力情況進行計算，并分析大臂和座艙之間銷軸的受力情況，從而對設備形狀和尺寸 進行確定，以便校核其強度。

（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)手段進行安全防護，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備的零部件和焊接縫隙進行計算的時候，它的最大的應力和材料極限應力的比值不能小于5，即設備的安全系數(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

在電機的選擇上，最好要選用寬頻三相異步電機，從而可以更好的對變頻器控制設備的“緩起”和“緩停”動作進行適應。在選擇減速機時，不能選擇有自鎖功能的渦輪減速機，防止因意外停電而致使設備急停，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)、安全防護系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等進行接地和避雷處理。當然，在設備的制造和安裝的過程中，還要對重要的銷軸和焊縫進行探傷操作，并對設備進行定期的檢查和保養(yǎng)，這一過程的實施都需要符合GB8404-2008游樂設施安全規(guī)范的要求[2]。

五、結(jié)語

綜上所述，自控飛機類游樂設備作為現(xiàn)代游樂場所使用最為廣泛的大型游樂設備，越來越受到廣大乘客的青睞。正因為如此，相關(guān)部門才更加要對這類設備的安全性進行全面的考慮，因為這類設備的安全性直接關(guān)系到游客的人身安全。因此，在新的社會發(fā)展時期，必須要對自控飛機類游樂設備的設計要點進行有效分析，盡可能的提高其安全性能。

參考文獻：

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

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

作者簡介：王志明，男，1987年7月出生， 大專學歷 ，深圳華僑城卡樂技術(shù)有限公司， 機械工程師 ，研究方向：游樂設施結(jié)構(gòu)設計。

劉勇 ，男，1989年2月出生， 本科學歷 ，深圳華僑城卡樂技術(shù)有限公司， 機械設計工程師 ，研究方向：游樂設施結(jié)構(gòu)設計。