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舞台機械設計的安全性研究
來源:江蘇AG真人線上網站舞台設備工程有限公司 | 發布時間:2015-11-20 | 瀏覽次數:

 舞台機械最重要的指標之一是安全可靠,所有種類的舞台機械都必須保證在任何時候是絕對安全可靠的。
對舞台機械的可靠性設計,目前研究的很少。可靠性設計理論是建立在大量實驗數據基礎上的,不同的使用場合要求不同的可靠度,設備的可靠性是根據其重要程度、工作要求和維修難易等方麵的因素綜合考慮決定的。舞台機械的使用率不高,載荷率較低,對壽命設計有一定要求,而對可靠性設計則要求很高,因為一旦出現問題就可能造成嚴重的安全事故或較大的經濟損失。舞台機械必須有較高的可靠性,其失效概率應在0.1~1.0%之間。由於缺乏必要的實驗數據和具體深入的研究,可靠性設計理論在舞台機械設計中尚無具體應用。研究表明,雖然隻用安全係數不能完全反映可靠性水平,但在舞台機械零部件設計中將各參數作為隨機變量處理,尚缺乏足夠的數據。所以,將設計參數作為確定量,用強度安全係數或許用應力作為判別依據,通過選取適當的安全係數來近似控製其工作可靠性的要求,仍然是當前舞台機械設計的主導方法。由於計算結果與實際情況有一定偏差,故必須使計算允許的零部件的承載能力有必要的安全裕量,這就是確定安全係數的基本出發點。通常,舞台機械還應提出設計壽命指標。以工作年限為單位的壽命指標對舞台機械並不適用,而以工作小時計的壽命更符合實際,8000~10000小時的工作壽命應當是舞台機械設計的基礎數據。
舞台機械的安全性指標主要包括設備安全、人身安全和電器安全等三方麵,而且,這三個因素相互關聯、相互影響,有時是不可分割的。
設備安全是指:舞台機械設備在規定的工作條件下長期使用不產生意外事故的能力;在發生臨時故障時能在降低後的技術參數下繼續工作的能力;舞台機械設備對非正常工作狀態的感知、顯示和報警的能力。這種能力或性能通常是由機械設計本身和電氣控製共同完成的;考慮在演出中盡快能排除舞台機械的臨時故障的能力,使舞台機械的故障盡量能不影響演出的正常進行。
涉及設備安全的因素很多,主要有以下幾個方麵:
1.足夠的安全係數
所有機械零部件的選擇和設計必須保證在額定載荷和慣性載荷的聯合作用下,能可靠的工作並有一定的安全儲備,即有足夠的安全係數。安全係數定義為:所有材料的極限應力與零件的最大工作應力之比。零件的最大工作應力應考慮最大靜載荷及動載荷(緊急啟製動、碰撞等慣性載荷)作用下產生的應力。例如:懸掛重物或牽引用的鋼絲繩,其安全係數應大於或等於10;起重鏈的安全係數應大於或等於12;傳動鏈的安全係數應大於或等於10;所有傳動係統的部件在選用時應能承受兩倍的額定載荷;初略計算時,傳動件和受力件的安全係數應大於或等於6,精確計算時其安全係數應符合有關標準或規範對該類零件的規定。
2.合適的剛度
舞台機械的主要受力構件應有合適的剛度,以適應舞台表演的需要。通常,規定受力構件的撓度應小於構件跨度的1/1000~1/800,有時,還對撓度的絕對值作出規定,這些構件必須同時滿足這兩個要求。傳動件的扭轉剛度、壓杆的穩定性等應符合有關標準規範的規定。對升降台來說,為了獲得足夠的橫向剛度,其計算水平載荷不小於垂直運動載荷的1/20。
3.合理的結構和尺寸參數
為避免或減少某些舞台機械零件由於結構尺寸不合理而產生過大的附加應力或過早的疲勞破壞,設計時應對其結構尺寸給予足夠的重視。卷揚係統的零部件比較典型,如:卷揚機驅動卷筒的直徑應大於鋼絲繩直徑的18倍,滑輪直徑應大於鋼絲繩直徑的20倍,摩擦傳動(曳引式傳動)的驅動輪直徑應大於鋼絲繩直徑的40倍等,所有鋼絲繩用的配件都要和鋼絲繩直徑相匹配,鋼絲繩接頭隻能采用那些傳遞載荷大於80%鋼絲繩斷裂載荷的接頭形式,如:編接接頭、合金澆注套管接頭、楔型接頭、鋁合金擠壓套管接頭和符合規定並正確使用的鋼繩繩夾等。卷筒擋邊的高度應大於鋼絲繩直徑的2倍,單層卷繞的卷筒,至少留有兩圈摩擦固定圈。

 
 
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