2024年游乐设施双节督查-销轴防脱

美体   2024-09-27 08:02   河南  

在 2024 年双节前夕,作者于某外省市针对大型游乐设施的安全督查进程中,察觉了若干问题。秉持安全、负责之原则,予以梳理、汇总,并于本公众号逐一予以点评。

积羽沉舟,群轻折轴,祸患往往萌生于细微之处。此番点评之目的,绝非沽名钓誉、哗众取宠,而是旨在消除隐患,防范并遏制事故发生,以保障人民群众的生命与财产安全。

1、督查现场

在节假日期间,游乐设施的使用频率大幅增加,为了确保市民和游客的安全,保障游乐设施符合国家安全标准,防范潜在的安全风险,2024年中秋、国庆节前,作者参与了对某外省市大型游乐设施的安全督查。
在督查过程中,发现一大型游乐设备“销轴防脱”如下图所示:

图1 督查中海盗船大臂轴防脱安装1

图2 督查中海盗船大臂轴防脱安装2

图3 督查中太空漫步车轮轴防脱安装1

图4 督查中太空漫步车轮轴防脱安装2

2、销轴为什么要防脱

销轴主要用于两零件的铰接处,构成铰链连接。
销轴的设计和安装主要集中在提高其在使用过程中的稳定性和安全性,以防止在强烈震动或外力作用下从轴孔中脱落,确保销轴在使用过程中的安全性和可靠性。

3、游乐设施国家标准的相关要求

TSG71-2023《大型游乐设施安全技术规程》3.6:

零部件间的销轴连接应当有防脱落措施;

TSG71-2023《大型游乐设施安全技术规程》4.6.2:

各种止动垫圈在螺母拧紧后应当弯转舌耳;

销轴连接应当有防脱落措施,轴尾端采用开口销时,开口销应当弯折90°以上,且不得重复使用;

GB∕T18161-2020《飞行塔类游乐设施通用技术条件》5.2.21:

重要零部件的销轴连接应有防脱落措施,易于检查。

GB∕T18879-2020《滑道通用技术条件》5.1.25:

重要轴(销轴)类零件应采用可靠的防脱落措施。

4、螺栓和轴的区别

螺栓和轴都是机械零件,但它们使用的场合、以及设计和功用不同。
螺栓是紧固件,连接的是不能由相对运动的部件,主要用于固定或连接两个物体,在工程中通常用于连接板材、管道和机器零件等;
轴是连接件,可以连接相对运动的部件,是一种支撑机器部件,并使其旋转或移动的零件。
所以,螺栓是“防松”,销轴是“防脱”。

图5 螺栓联结和销轴联结

5、螺栓可以用作轴吗

一般情况下,螺栓不应该用作轴,因为它们的设计和性能特征不适合作为轴使用。螺栓通常是成批生产的,长度相对较短,表面粗糙度较大,如果将其用作轴,可能会导致以下问题:
(1)磨损和疲劳:螺栓没有设计成为高强度和高精度的零件,如果长期用于支撑和旋转,可能会导致其表面损伤、断裂或疲劳,从而影响机器的稳定性和工作效率。
(2)偏差和不平衡:螺栓的直径和长度不一致,容易产生偏差和不平衡。这些问题可能会导致轴承过度磨损和机器失衡。
(3)转矩和承载:由于螺栓没有被设计成为支撑旋转部件的零件,因此无法承受大的扭矩和载荷。如果用作轴,可能会导致机器失衡,从而损坏机器部件。

6、常用销轴防脱形式

常见的销轴防脱落措施有:

1)开口销

2)槽型螺母+开口销

3)圆螺母+制动垫片等,

但重要销轴不采用开口销防脱。

7、开口销防脱

形式:平垫圈+开口销

图6 开口销防脱

由于开口销的强度较低,开口销在销轴的轴向力作用下,开口销往往会剪断。未开口或开口度不够的开口销在使用过程中容易掉落,没有开口销的销轴在使用中会自行脱离,这样就会引起重大事故,存在潜在的安全隐患。

具体来说,使用开口销防脱的方法在某些情况下可能无法提供足够的稳定性和安全性,为了确保游乐设施的安全性和可靠性,游乐设施的重要轴不建议使用开口销防脱的方法。

在游乐行业,销轴开口销防脱仅用在不重要的轴,临时防脱措施。

图7 开口销防脱失效

8、开槽螺母防脱

形式:平垫圈+开槽螺母+开口销

开槽螺母主要指六角开槽螺母,即在六角螺母上方加工出槽。它与螺杆带孔螺栓和开口销配合使用,以防止螺栓与螺母相对转动,见GB6178~6181等。

开槽螺母作用是与杆部有孔的螺栓配合使用,插入开口销防松,为了防止螺母松脱,须用开口销通过开槽螺母的槽进行固定。

注意:开口销应当弯折90°以上,且不得重复使用。

图8 开槽螺母防脱

9、圆螺母防脱

形式:止动垫圈+圆螺母

止动垫圈配合圆螺母使用,圆螺母和止动垫圈都有正反向,这个需要强调,不要搞反了。

圆螺母的错误使用:

(1)圆螺母有正反面,圆螺母有倒角的一面应该朝向内侧;

(2)要求过于苛刻,止动垫圈+双圆螺母。

双螺母可以,止动垫圈+单圆螺母也可以,但没有必要止动垫圈+双螺母。

安装步骤:先把止动垫圈的内舌放在轴的槽中,然后将圆螺母穿上,圆螺母有倒角的一面朝向止动垫圈,拧紧圆螺母,将止动垫圈上任意一个外舌扳进圆螺母的槽中。

图9 圆螺母防脱

10、现场督查整改意见

图1为现场督查时,海盗船吊臂的销轴。该销轴防脱仅用一个开槽螺母。销轴端部没有螺纹,并且过短,无法安装开槽螺母。该海盗船为今年初安装的海盗船。

我不建议单独采用开口销防脱,但现行的游乐设施标准规范要求过于笼统,我希望,如果园区负责人能看到这篇文章,要求制造厂家更换大臂销轴,并采用止动垫圈+圆螺母的防脱形式。

综合考虑下,给出的督查整改意见:

开口销防脱需增加平垫圈,尾部开口需大于90°,并加强日常检查频率,时刻关注并预防开口销失效。开口销不能重复使用。

图2为现场督查时,海盗船吊臂的销轴。相比于图1的过于敷衍,图2的防脱措施又过于苛刻,使用了止动垫圈,又使用了双圆螺母,关键的是,圆螺母安装反了。

综合考虑下,给出的督查整改意见:

圆螺母带有倒角的一面朝向零部件,止动垫圈应折向圆螺母带倒角的一面。止动垫圈不能重复使用。

图3、图4为现场督查时,太空漫步的销轴。同样是圆螺母装反了。给出的督查整改意见:

圆螺母带有倒角的一面朝向零部件,止动垫圈应折向圆螺母带倒角的一面。止动垫圈不能重复使用。

11、反思

相对于螺栓的防松,销轴的防脱往往会受到行业内的忽视。

本次对某外省市的督查过程中,重要销轴的防脱方式,也是我关注的重点。通过督查发现,几乎没有一台设备,销轴的防脱方式是完全正确的。以圆螺母为例,会发现圆螺母的安装很随意,有些是正的,有些是反的。游乐设施行业内,没有对销轴的防脱引起足够的重视。

另外不要刻板的认为,游乐设备的中小企业安装不规范,督查过程中的游乐产品,主要是大厂设备,安装不规范同样普遍存在。

总之一句话,游乐设施销轴防脱,基本都有,但安装都很随意。

声明:本文观点属于作者个人之见,不具有任何权威性。
最近一直忙,2024年双节督查问题多,安全为前提,建议为主,上报为辅。分析文章暂告一段落,11月份若有时间,继续免费分享游乐设备知识。

九妹婆婆
游乐设施、仿真技术、工程力学
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