TSG71-2023《大型游乐设施安全技术规程》-专项要求(14)

美体   2024-12-13 08:01   河南  
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8.3.2滑行装备

(1)滑车所有构件安全系数应当不小于5;

点评:

1、什么是构件

构件的定义是机械中承担特定功能的单元体。

按功能分类,机械构件包括传动装置(如齿轮、链轮、皮带轮等)、联接装置(如螺丝、销等)、操作装置(如手柄、转盘等)、支承装置(如轴承、支座等)和密封装置(如轴封、密封圈等)‌。

按材料分类,机械构件可以分为金属构件(如齿轮、轴承)和非金属构件(如垫片、密封圈)‌。

按形状分类,机械构件可以分为旋转件(如齿轮、轴、轴承)和平动件(如螺母、螺栓、销子)‌

2、构件和部件的区别

部件,指机器中由若干零件所组成的装配单元体。

构件,由一个或几个零件所构成的运动单元体。

3、游乐设施有重要构件吗

从当前的国家有关标准法规里,找不到“重要构件”的词语,只有“一般构件”的说法。

没有定义,不代表不存在,重要的轴,就属于“重要构件”。

4、什么是“一般构件”

一般构件是指运动部件(重要的传动轴除外),不直接涉及人身安全的轴、支撑臂、立柱、框架、桁架、轨道等构件。

5、什么是“安全系数”

安全系数是工程结构设计方法中用以反映结构安全程度的系数。游乐行业以材料极限应力与零部件的设计计算应力的比来表示安全系数。

6、安全系数都大于“1”吗

行业内无数学术会议、专家论坛,不仅是游乐行业,包括整个机电类特检行业,如起重机械、电梯等不少行业专家授课时通常会说,安全系数是一个大于1的数值,甚至特检行业的一些学术专著、培训教材里面都讲,安全系数是一个大于1的数值。甚至有人会说,小于1还能叫“安全系数”吗?那是“不安全系数”。

这种“望文生义”说法严谨吗?

一般来说,安全系数是为了确保系统或结构在不同工况下的稳定性和可靠性而设置的,安全系数的值通常会大于1。

这里要分清“安全系数”和“许用安全系数”,“许用安全系数”必须大于1,但安全系数是个比值,只能说,比值大于0。安全系数的取值范围可以是从0到1之间的小数,也可以是从0到100之间的整数。与设计阶段材料属性、板厚等有关,也与受力载荷有关。

安全系数是一个计算值,许用安全系数是个规定值,规定值能根据权威专家去下定义,用法规标准去要求,而计算值,是不受你要求的。小于1也是安全系数,小于1表明非常不安全,但不能说安全系数不能小于1。

小于1的还能叫安全系数吗?估计这一点好多人难以理解,做个类比,温度低于0℃,也叫温度,而不叫“冷度”。

7、安全系数大于1就安全吗

安全系数大于1并不意味着安全‌。

安全系数是评估设备安全性能的一个指标,通常通过承载能力与实际负荷的比值来计算。如果安全系数大于1,表示设备的承载能力大于实际负荷,这确实表明其具有较高的安全性能,但并不能保证绝对安全。

在实际设计中,由于计算载荷及应力的准确性、机件工作的重要性以及材料的可靠性等因素的存在,需要考虑到一定的安全裕量来确保机件的强度。需要结合不同的行业要求,去规定一个许用安全系数,安全系数要大于等于许用安全系数,来保证设备的安全性和可靠性。

机械设计上安全系数从来不是用“1”来做分界点的,是用“许用安全系数”来做分界点的,低于“许用安全系数”的表明不符合要求,高于“许用安全系数”表明符合要求。

游乐行业常用到的许用安全系数是3.5和5.0。

8、材料的极限应力是指什么

极限应力指的是材料发生破坏,丧失其功能时的应力值。

游乐设施的安全系数,是以材料的极限应力为计算依据,游乐设施的主要材料为钢材,极限应力即为材料的破断强度,即用抗拉强度σb表示。


9、材料的极限应力可以随意取吗

不能随意取值。

近年来参与过一些游乐设施的省内外督查检验,发现游乐设施材料抗拉强度值,普遍存在任意取值、随意拔高、胡乱编写的现象。

如:

Q235B的抗拉强度,有取400MPa、420MPa、440MPa。

40Cr的抗拉强度,有取980MPa、1020MPa、1200MPa。

以上材料参数取值都是错误的,所得的安全系数也都是错误的。虽然材料参数不属于督查的范围,但材料参数取值错误,意味着游乐设施的安全督查、日常检验,日管控、周排查、月调度,安全员、安全总监等,变得毫无意义。

10、材料参数随意取值是小企业吗

材料参数随心所欲的取值,不要想当然的认为是中小企业的问题。

当前行业内一些人,经常把某某地区游乐产品如何不好、价格如何低挂在嘴边,贬低某些省份、某些地区游乐产品的同时,顺带把某地区的人也贬低一番。这些地区的从业者受制于专家的权威,敢怒不敢言,也只能陪着笑脸、唯唯诺诺的附和。

然而游乐设施督查过程中,发现部分国内游乐行业标杆企业、国家标准的参与起草单位,产品设计参数同样存在着胡编乱造,任意取值的问题。如下图所示。

督查现场游乐设施材料参数的错误取值

11、材料的极限应力应该如何取值

合理选取材料参数是非常关键的,这些参数的选择直接影响到计算结果的准确性和可靠性。
材料参数的最初来源是通过材料试验来获取材料参数,例如拉伸试验、弯曲试验等。过去几百年,无数前辈、无数大学实验室进行了无数试验,最后的试验结果进行汇总,成为国家标准,因此可以直接采用国家标准的数据作为参考,选择合适的材料参数。
在机械设计领域,有一部工具书不能不提—《机械设计手册》,1969年至今已修订到第6版,传承半个世纪,成为我国在机械领域最具权威和影响力的大型工具书,因此,游乐设备的设计计算,材料参数可直接从《机械设计手册》选取,当然也可以从大学教材中选取或则从相应的国家标准中选取,他们之间是相互引用的,数值保持相对稳定。

12、滑车相关安全系数的要求

相互比较去理解,非金属弹性件,套环,承载体等吊挂件,其最小断裂载荷与其承受最大静荷载的比例,应不小于10。

构件的安全系数不小于5,是滑车的所有构件,也可以认为滑索滑车上的所有构件,都是重要构件。

焊缝和轴的安全系数也不小于5,但滑车多为组装件,焊缝少,或没有焊缝。

九妹婆婆
游乐设施、仿真技术、工程力学
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