淺談常見游樂設(shè)備液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計、安裝與維護(hù)

李英彬

摘要：游樂設(shè)備關(guān)系到使用者的人身安全，對于設(shè)計、安裝、保養(yǎng)以及維修都有著相當(dāng)高的要求。文章主要就針對游樂設(shè)備的液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、保養(yǎng)以及維修進(jìn)行探討，以期可以在為使用者提供更好的服務(wù)的同時，確保使用者的人身安全。

關(guān)鍵詞：游樂設(shè)備；液壓傳動系統(tǒng)；油缸；連接管；控制閥；電氣元器件

近十多年我國游樂設(shè)備發(fā)展迅速，中、大型的游樂設(shè)備品種繁多，其設(shè)備的系統(tǒng)種類大概分以下七種；軸傳動、索鏈帶傳動、齒輪傳動、齒條傳動、空壓傳動、蝸桿傳動、液壓傳動。前三種大多數(shù)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳動，后四種大多數(shù)是前后往復(fù)直線運(yùn)動的傳動。以下將對游樂設(shè)施的液壓傳動系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和探討。在游樂設(shè)備中液壓傳動系統(tǒng)經(jīng)常會被使用，如摩天輪、搖頭飛椅、自控飛機(jī)等設(shè)備，它們的上下升降運(yùn)動使用的便是液壓傳動系統(tǒng)。

一、液壓傳動基本工作原理

在封閉容器中，向液體施加一個力，液體被加壓力后，立即向不同方向傳遞大小不變的力，液壓傳動利用這個物理特性，加力于小活塞的壓強(qiáng)通過液體傳遞給大活塞，大活塞便可以產(chǎn)生一個與其橫截面面積成正比的力，從而舉起更重的物體。

二、游樂設(shè)備液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計

（一）編制開發(fā)任務(wù)書。明確游樂設(shè)備中對液壓傳動系統(tǒng)的工作要求，在開發(fā)任務(wù)書里，說明液壓傳動系統(tǒng)的負(fù)載、油缸數(shù)量、行程、運(yùn)行速度。

（二）液壓系統(tǒng)的常用參數(shù)計算和選擇的液壓元件。以下簡單介紹以下幾種液壓傳動系統(tǒng)常用參數(shù)的計算公式。

a.泵和馬達(dá)的流量計算為：

幾何流量（L/min）=幾何排量（cm3/r）×軸轉(zhuǎn)速（r/min）

b.泵和馬達(dá)的軸轉(zhuǎn)矩計算為：

軸轉(zhuǎn)矩（N.m）=幾何排量cm3×壓力（100000Pa）/20π

c.軸功率計算為：

軸功率KW=軸轉(zhuǎn)矩（N.m）×軸轉(zhuǎn)速（r/min）/9550

d.液壓功率計算為：

液壓功率（KW）=流量（L/min）×壓力（100000Pa）/600

e.液壓熱功當(dāng)量計算為：

液壓熱功當(dāng)量（KJ/min）=流量（L/min）×壓力（100000Pa）/10

f.油缸流量計算為：

油缸流量（L/min）=有效面積（cm2）×活塞速度（m/min）/10

g.油缸推力計算為：

油缸推力（N）=有效面積（cm2）×壓力（100000Pa）×10

h.合理選用油管、控制閥和輔助元件，可參閱相關(guān)對應(yīng)表格選擇，盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)元器件，方便日后損壞更換。

（三）游樂設(shè)備的液壓裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計，大致分為兩大部分，一是電氣控制部分，二是液壓動力驅(qū)動部分。大型游樂設(shè)備關(guān)系到乘客的安全問題，是屬于特種設(shè)備，需要國家質(zhì)量監(jiān)督局監(jiān)管。設(shè)備的設(shè)計和制作必須引入和符合《游藝機(jī)和游樂設(shè)施安全GB8408-2008》標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)要求，關(guān)于游樂設(shè)施液壓和氣動的部分有如下幾點(diǎn)：

a.設(shè)置液壓或氣動系統(tǒng)的游樂設(shè)施，每臺套應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的液壓、氣動系統(tǒng)。

b.液壓或氣動系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有不超過額定工作壓力1.25倍的過壓保護(hù)裝置，必須設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)工作狀況的儀表。

c.游樂設(shè)施中壓力容器的設(shè)計、制造、安裝、使用應(yīng)符合《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求。

d.使用液壓驅(qū)動的大型觀覽車，應(yīng)配置備用動力，在斷電或主泵出現(xiàn)故障時，能保證設(shè)備運(yùn)行，疏散乘客。

e.當(dāng)液壓、氣動系統(tǒng)元件損壞會發(fā)生危險的設(shè)備，必須在系統(tǒng)中設(shè)置防止失壓或失速的保護(hù)裝置。

f.系統(tǒng)中工作流量較大的中、高壓液壓系統(tǒng)，應(yīng)有液壓緩沖保護(hù)措施，以避免或減少系統(tǒng)在啟動及閥件切換時產(chǎn)生的液壓沖擊。

（四）繪出液壓傳動系統(tǒng)的原理圖、零件圖、裝配圖。在圖中標(biāo)明運(yùn)動方式和運(yùn)行方向，合理選擇液壓元件，按零件的性能要求和運(yùn)行順序，標(biāo)明所有回路。選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)速方法、換向方法、連接方法、安全措施、卸載措施，保證自動運(yùn)行循環(huán)的完成和順序動作的完成。所有標(biāo)注元件符合應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)圖形符號繪制，元件符合必須標(biāo)注的型號和規(guī)格，零部件的動作循環(huán)圖和電氣零件的動作循環(huán)表。

（五）編制出液壓傳動系統(tǒng)的零件圖紙清單、元器件清單、標(biāo)準(zhǔn)件清單，這樣做方便生產(chǎn)部門、采購部門的生產(chǎn)工作，防止出錯。

（六）對設(shè)計完成的液壓傳動系統(tǒng)作風(fēng)險評估。因?yàn)榇笮陀螛吩O(shè)施關(guān)系到乘客生命安全問題，所以必須作風(fēng)險評估，具體做法是制定風(fēng)險評估表，在表中列出風(fēng)險項(xiàng)目，例如當(dāng)某零件失效或斷裂時會對整個系統(tǒng)有何影響。對乘客傷害程度如何，如何采取應(yīng)對措施，都要在風(fēng)險評估表填寫出來。

三、安裝和使用游樂設(shè)施液壓系統(tǒng)需注意的問題

（一）按裝配圖所示正確安裝每個零部件、連接管、控制閥、電氣元器件，緊固所有固定螺絲。

（二）液壓系統(tǒng)在安裝前，其接頭、管件及油箱內(nèi)表面等必須清理干凈。

（三）液壓油的選用，應(yīng)依據(jù)設(shè)備使用工況，選用符合當(dāng)?shù)貤l件的抗磨液壓油。

（四）液壓系統(tǒng)除特殊規(guī)定外，在使用地環(huán)境溫度最高時，液壓泵的進(jìn)口溫度不得超過60℃。

（五）液壓系統(tǒng)不應(yīng)滲漏，氣動系統(tǒng)不應(yīng)有明顯的漏氣。

（六）使用單位應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行游樂設(shè)施的年檢、月檢、回檢制度，嚴(yán)禁帶故障運(yùn)行。安全檢查的內(nèi)容包括：

a.對游樂設(shè)施的液壓系統(tǒng)，每年要進(jìn)行1次全面檢測，必要時要進(jìn)行載荷試驗(yàn)，并按額定速度進(jìn)行起升、運(yùn)行變速等機(jī)構(gòu)的安全技術(shù)性能檢查，并在年檢紀(jì)錄表上做好紀(jì)錄存檔。

b.月檢項(xiàng)目一般為各種安全裝置、動力裝置、傳動和制動系統(tǒng)、控制電路與電氣元件等，并在月檢紀(jì)錄表上做好紀(jì)錄存檔。

四、游樂設(shè)施液壓系統(tǒng)保養(yǎng)

（一）游樂設(shè)施液壓部位的摩擦力太大時，油缸會產(chǎn)生推力不足的現(xiàn)象，所以在使用過程中必須保證液壓系統(tǒng)和液壓油的整體清潔，防止機(jī)械鐵屑等雜物混入，所以對液壓缸、活塞和活塞桿等零件的制作時進(jìn)行質(zhì)量控制，表面粗糙度有一定的要求（請查閱相關(guān)資料）。

（二）游樂設(shè)施的液壓系統(tǒng)需要定期清潔，周期一年左右，清潔時一般采用試車油，不能使用煤油、汽油、酒精等液體。

（三）在液壓系統(tǒng)清洗過程中，可用橡膠錘敲打油管和油缸，這樣可以加快清除管路內(nèi)的油垢等物。

（四）清洗后必須將回路內(nèi)的清洗油排除干凈。

五、結(jié)束語

以上我們探討的關(guān)于游樂設(shè)施液壓傳動系統(tǒng)的知識，大多來自機(jī)械專業(yè)的書本，通過這樣的學(xué)習(xí)，對提高我們游藝機(jī)行業(yè)的專業(yè)水平有一定的幫助，希望我們以后在工作中學(xué)到的更專業(yè)知識并進(jìn)行相互交流。

參考文獻(xiàn)：

[1]王文明.特種游樂設(shè)備的定期檢驗(yàn)和維修[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（04）：37.