淺談常見游樂設備液壓傳動系統的設計、安裝與維護

李英彬

摘要：游樂設備關系到使用者的人身安全，對于設計、安裝、保養以及維修都有著相當高的要求。文章主要就針對游樂設備的液壓傳動系統的設計、安裝、保養以及維修進行探討，以期可以在為使用者提供更好的服務的同時，確保使用者的人身安全。

關鍵詞：游樂設備；液壓傳動系統；油缸；連接管；控制閥；電氣元器件

近十多年我國游樂設備發展迅速，中、大型的游樂設備品種繁多，其設備的系統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。前三種大多數是旋轉運動傳動，后四種大多數是前后往復直線運動的傳動。以下將對游樂設施的液壓傳動系統進行學習和探討。在游樂設備中液壓傳動系統經常會被使用，如摩天輪、搖頭飛椅、自控飛機等設備，它們的上下升降運動使用的便是液壓傳動系統。

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通過液體傳遞給大活塞，大活塞便可以產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、游樂設備液壓傳動系統的設計

（一）編制開發任務書。明確游樂設備中對液壓傳動系統的工作要求，在開發任務書里，說明液壓傳動系統的負載、油缸數量、行程、運行速度。

（二）液壓系統的常用參數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常用參數的計算公式。

a.泵和馬達的流量計算為：

幾何流量（L/min）=幾何排量（cm3/r）×軸轉速（r/min）

b.泵和馬達的軸轉矩計算為：

軸轉矩（N.m）=幾何排量cm3×壓力（100000Pa）/20π

c.軸功率計算為：

軸功率KW=軸轉矩（N.m）×軸轉速（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.液壓熱功當量計算為：

液壓熱功當量（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，可參閱相關對應表格選擇，盡量選擇標準元器件，方便日后損壞更換。

（三）游樂設備的液壓裝置的結構設計，大致分為兩大部分，一是電氣控制部分，二是液壓動力驅動部分。大型游樂設備關系到乘客的安全問題，是屬于特種設備，需要國家質量監督局監管。設備的設計和制作必須引入和符合《游藝機和游樂設施安全GB8408-2008》標準的各項要求，關于游樂設施液壓和氣動的部分有如下幾點：

a.設置液壓或氣動系統的游樂設施，每臺套應設置單獨的液壓、氣動系統。

b.液壓或氣動系統應設有不超過額定工作壓力1.25倍的過壓保護裝置，必須設置監控系統工作狀況的儀表。

c.游樂設施中壓力容器的設計、制造、安裝、使用應符合《壓力容器安全技術監察規程》的要求。

d.使用液壓驅動的大型觀覽車，應配置備用動力，在斷電或主泵出現故障時，能保證設備運行，疏散乘客。

e.當液壓、氣動系統元件損壞會發生危險的設備，必須在系統中設置防止失壓或失速的保護裝置。

f.系統中工作流量較大的中、高壓液壓系統，應有液壓緩沖保護措施，以避免或減少系統在啟動及閥件切換時產生的液壓沖擊。

（四）繪出液壓傳動系統的原理圖、零件圖、裝配圖。在圖中標明運動方式和運行方向，合理選擇液壓元件，按零件的性能要求和運行順序，標明所有回路。選擇適當的調速方法、換向方法、連接方法、安全措施、卸載措施，保證自動運行循環的完成和順序動作的完成。所有標注元件符合應按國家標準圖形符號繪制，元件符合必須標注的型號和規格，零部件的動作循環圖和電氣零件的動作循環表。

（五）編制出液壓傳動系統的零件圖紙清單、元器件清單、標準件清單，這樣做方便生產部門、采購部門的生產工作，防止出錯。

（六）對設計完成的液壓傳動系統作風險評估。因為大型游樂設施關系到乘客生命安全問題，所以必須作風險評估，具體做法是制定風險評估表，在表中列出風險項目，例如當某零件失效或斷裂時會對整個系統有何影響。對乘客傷害程度如何，如何采取應對措施，都要在風險評估表填寫出來。

三、安裝和使用游樂設施液壓系統需注意的問題

（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）液壓系統在安裝前，其接頭、管件及油箱內表面等必須清理干凈。

（三）液壓油的選用，應依據設備使用工況，選用符合當地條件的抗磨液壓油。

（四）液壓系統除特殊規定外，在使用地環境溫度最高時，液壓泵的進口溫度不得超過60℃。

（五）液壓系統不應滲漏，氣動系統不應有明顯的漏氣。

（六）使用單位應當嚴格執行游樂設施的年檢、月檢、回檢制度，嚴禁帶故障運行。安全檢查的內容包括：

a.對游樂設施的液壓系統，每年要進行1次全面檢測，必要時要進行載荷試驗，并按額定速度進行起升、運行變速等機構的安全技術性能檢查，并在年檢紀錄表上做好紀錄存檔。

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

四、游樂設施液壓系統保養

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

（二）游樂設施的液壓系統需要定期清潔，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的油垢等物。

（四）清洗后必須將回路內的清洗油排除干凈。

五、結束語

以上我們探討的關于游樂設施液壓傳動系統的知識，大多來自機械專業的書本，通過這樣的學習，對提高我們游藝機行業的專業水平有一定的幫助，希望我們以后在工作中學到的更專業知識并進行相互交流。

參考文獻：

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