大型游樂設施束縛裝置閉合鎖緊狀態的檢驗要求與改進實例

摘" 要：隨著大型游樂設施對更高、更快、更刺激的不斷追求，加速度處于區域4—5區的大型游樂設施也越來越多，對大型游樂設施的檢驗、監管帶來了較大的調整，特別是大型游樂設施束縛裝置的檢驗存在制造標準、“42號文”、檢驗規范不一致的情況，導致運營使用單位自檢和檢驗機構檢驗要求不一致；該文從加速度處于區域4—5區的大型游樂設施制造標準、“42號文”、《大型游樂設施安全技術規程》的要求出發，梳理大型游樂設施檢驗過程中需要注意的技術要點；同時以某神州飛碟束縛裝置未鎖緊實例進行分析，設計一種方便更換、高可靠性、高耐磨性能的新型束縛裝置的棘齒結構，能夠有效預防因磨損導致束縛裝置未鎖緊的情況發生。

關鍵詞：大型游樂設施；束縛裝置；閉合鎖緊狀態；改進；加速度

中圖分類號：TH123" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）35-0052-04

Abstract： With the continuous pursuit of higher， faster and more exciting large-scale amusement facilities， there are more and more large amusement facilities with acceleration in areas 4-5. The inspection and supervision of large-scale amusement facilities have brought about major adjustments. In particular， there are inconsistencies in the manufacturing standards， \"No.42 Document\"， and inspection specifications for the inspection of restraint devices of large-scale amusement facilities， resulting in inconsistent requirements for self-inspection of operating units and inspection agencies; based on the requirements of the manufacturing standards， \"No.42 Document\"， and safety technical regulations large scale amusement facilities for large-scale amusement facilities with acceleration in areas 4-5， this paper sorts out the technical points that need to be paid attention to during the inspection process of large-scale amusement facilities. At the same time， based on the example of a certain Shenzhou flying saucer restraining device that is not locked， a ratchet structure of a new restraining device that is easy to replace， highly reliable， and highly wear-resistant is designed， which can effectively prevent the restraining device from being unlocked due to wear.

Keywords： large-scale amusement equipment; restraint device; closed and locked state; improvement; acceleration

從2018年8月市場監管總局辦公廳發布《市場監管總局辦公廳關于開展大型游樂設施乘客束縛裝置安全隱患專項排查治理的通知》（市監特〔2018〕42號）（以下簡稱“42號文”），到2024年3月1日起實施的TSG 71—2023《大型游樂設施安全技術規程》（以下簡稱《技術規程》）均對大型游樂設施的束縛裝置提出了較為明確的設計、檢驗要求。特別是《技術規程》從設計階段就提出了明確的設計要求，可見大型游樂設施束縛裝置對于游客安全乘坐大型游樂設施的重要性[1]。因設計加速度處于區域1—3區的大型游樂設施束縛裝置要求簡單，檢驗過程中發現基本能夠滿足要求，設計加速度處于區域4—5區的大型游樂設施束縛裝置要求較高，處于區域4—5區的束縛裝置要求鎖緊裝置設計冗余，處于區域5區的束縛裝置進一步需要設計2套獨立的束縛裝置、外部指示以及束縛裝置的鎖緊聯鎖控制[2-5]。本文從加速度處于區域4—5區大型游樂設施制造標準、“42號文”、《技術規程》的要求出發，梳理大型游樂設施檢驗過程中需要注意的技術要點，同時結合檢驗過程中發現的一起束縛裝置未鎖緊存在的安全隱患實例進行剖析，針對束縛裝置發生未鎖緊原因進行分析，設計了一種便于更換且耐磨性能更好的新型棘齒結構，現場使用1年后進行了磨損量測試對比與使用情況的了解，證實了設計的新型棘齒結構便于更換、可靠性更高、耐磨性能更好。

1" 制造標準機安全技術規范對大型游樂設施束縛裝置的規定

GB 8408—2018《大型游樂設施安全規范》要求區域5區的大型游樂設施束縛裝置對應5級束縛裝置，其要求是每套束縛裝置只能保護一名乘客、最后鎖緊位置可調、束縛裝置應自動鎖緊、只允許操作人員手動或者自動鎖緊、鎖緊裝置需冗余、配置2套獨立的束縛裝置、正?；虍惓顟B外部可以指示、與設備啟動控制進行聯鎖。區域4區的大型游樂設施束縛裝置對應4級束縛裝置，和區域5區要求不同是不需要正?；虍惓顟B外部可以指示；同時要求如果束縛裝置是安全壓桿的，安全壓杠行程應可調節，壓杠在壓緊狀態時端部的游動量不大于35 mm[6]。

GB/T 18159—2019《滑行車類游樂設施通用技術條件》對于區域4—5區乘客束縛裝置型式與配置數量應符合GB 8408—2018的規定，且區域4—5區范圍內的安全壓杠，其最小閉合位置壓杠末端與限制面位置不大于150 mm，運行中應能有效限制乘客不能從座位脫出。

GB/T 18161—2020《飛行塔類游樂設施通用技術條件》對于區域4-5區乘客束縛裝置應設置2套獨立的乘客束縛裝置或1套失效安全的束縛裝置，束縛裝置應為安全壓杠，安全壓杠應設置至少2套鎖緊裝置，鎖緊裝置應便于檢查[7]。

2" “42號文”與《技術規程》對大型游樂設施束縛裝置的檢驗要求

“42號文”規定：2018年11月30 日之后安裝的大型游樂設施，設計加速度在區域4與區域5范圍內的，應實現主要乘客束縛裝置閉合并鎖緊與設備啟動自動聯鎖功能。2018年11月30日之前安裝的大型游樂設施和在用大型游樂設施，設計加速度在區域4與區域5范圍內的，應實現主要乘客束縛裝置閉合并鎖緊與設備啟動自動聯鎖或人工聯鎖功能，優先選用自動聯鎖。意思很明確：檢驗中要求2018年11月30日之后安裝的大型游樂設施，設計加速度在區域4與區域5范圍內的大型游樂設施主要乘客束縛裝置，應能實現束縛裝置閉合與鎖緊，能夠與設備的啟動進行自動聯鎖；如果是2018年11月30日之前安裝的大型游樂設施，其束縛裝置應該通過技術措施實現自動或者手動聯鎖；檢驗過程中，需要逐個對束縛裝置進行閉合與鎖緊分別驗證其與啟動控制的聯鎖功能是否有效[8]。

《技術規程》明確：設計加速度處區域4與區域5范圍內的大型游樂設施，應當實現主要乘客束縛裝置閉合鎖緊與設備起動自動聯鎖，并且只能由操作人員釋放主要乘客束縛裝置[9-12]。

3" 檢驗注意事項與實例分析

3.1" 檢驗注意事項

對于設計加速度處區域4與區域5范圍內的大型游樂設施，如果束縛裝置為安全壓桿（圖1），檢驗過程中，首先查看對應設備的設計文件鑒定或者型式試驗資料，查閱其設計加速度數值，按照GB 8408—2018設計加速度圖進行加速度區域劃分，確定其所處加速度區域。然后查看設計圖紙與現場安全壓桿型式確定其一致性，重點關注GB 8408—2018要求的鎖緊裝置需冗余。最后分別驗證閉合、鎖緊功能與設備啟動的聯鎖功能。

從圖1中可以明顯地看到安全壓桿的閉合與鎖緊分別采用了2套傳感器對閉合與鎖緊狀態進行采集，2套棘輪棘齒機構形成冗余，每套棘輪棘齒機構上設計2個棘齒形成冗余，符合大型游樂設施制造標準、“42號文”、《技術規程》的要求。

3.2" 檢驗案例分析

近期對某游樂場神州飛碟進行檢驗過程中發現其主要束縛裝置——安全壓桿的閉合鎖緊機構（棘輪棘齒）只有一邊嚙合完整，但是棘爪下方對其產生鎖緊力的壓緊彈簧是完好無損的，圖2為現場只能單邊嚙合的圖片。

為進一步探究只能實現單邊嚙合的原因，通過拆開外罩，取出棘齒發現圖2中左邊棘齒頂部磨損嚴重，通過尺寸測量，左邊棘齒與設計尺寸比磨損了1.3 mm，右邊棘齒磨損了0.5 mm，采用MH-500硬度計對左右兩邊棘齒靠近棘齒頂部相同位置進行了硬度測試，測試結果見表1。

通過表1可知，棘齒靠近棘齒頂部部分硬度最大為139 HV，最小的為120 HV，與棘齒設計Q235材質的硬度（120～165 HV）相符，但是基本都在材質的下限值附近，圖2中棘齒頂部出現磨損嚴重，一方面是棘齒頂部硬度值偏小，另一方面是設備使用頻率使用高。

4" 措施與對策

神州飛碟原棘齒結構如圖3所示，如果更換棘齒需要拆開座椅后蓋，拆除束縛裝置監測與聯鎖電氣裝置，將固定螺栓拆除后才能進行更換棘齒，較為復雜，工作量大，運營使用單位有時日常檢查過程中即使發現了束縛裝置閉合鎖緊裝置存在無法鎖緊的問題，因為不影響設備的正常運行，導致運營使用單位繼續使用的情況。

為便于更換，設計了一種快速拆卸安裝的棘齒結構，新設計的棘齒結構如圖4（a）所示，如果棘齒頂部出現磨損，只需要拆卸2個固定的內六角螺栓，即可完成棘齒的更換。

且棘齒頂部采用T10材質，其硬度可達600～700 HV，可以有效降低磨損。對該神州飛碟其中的一半座椅（12個）的束縛裝置棘齒采用圖4（a）結構，現場實際采用的棘齒結構按照圖4（a）的設計圖制作成圖4（b）所示結構，為測試其便利性、可靠性及耐磨性，通過現場使用1年后，測量神州飛碟24個座椅棘齒頂部磨損情況及使用情況，反饋見表2。

參考文獻：

[1] 張琨，梁朝虎，陳衛衛，等.摩托過山車乘客加速度分析與評價[J].機械設計與制造，2024（7）：1-8.

[2] 余嘉林，郭陽陽，周葉平，等.關于對某自控飛機類大型游樂設施檢驗案例的分析[J].特種設備安全技術，2024（3）：58-60.

[3] 張強，趙九峰.自旋滑車加速度計算與束縛裝置應用選型[J].機械，2023（12）：20-24.

[4] 張國卿，趙九峰，張強.淺談游樂設施安全束縛裝置的種類及要求[J].特種設備安全技術，2023（4）：50-52.

[5] 燕薪全，劉偉.大型游樂設施乘客束縛裝置安全隱患分析[J].勞動保護，2022（10）：68-70.

[6] 肖原，胡斌，沈功田，等.游樂設施乘員加速度對安全性和舒適性影響分析及其設計方法研究[J].機械工程學報，2023（2）：281-290.

[7] 沈杰，張宇光，王琤陽.大型游樂設施乘客安全壓杠液壓鎖緊失效案例分析[J].中國特種設備安全，2022（3）：46-48.

[8] 項輝宇，李磊，張勇，等.游樂設施座椅乘客束縛裝置約束有效性研究[J].計算機仿真，2022（1）：269-273.

[9] 王亞坤，趙九峰，苗瑞芳，等.大型游樂設施乘客束縛裝置工作原理與選型[J].機械研究與應用，2021（6）：207-210.

[10] 付華，劉華偉.神舟飛碟動力學仿真及乘客加速度計算[J].電子元器件與信息技術，2021（6）：5-6.

[11] 趙九峰.海盜船加速度計算及乘客束縛裝置選型校驗[J].機械工程與自動化，2021（2）：175-176，179.

[12] 陳衛衛，王銀蘭，趙強，等.中外大型游樂設施束縛裝置選型比較研究[J].中國特種設備安全，2021（3）：4-8.