游乐设施中对于安全压杠游动量的计算

本文摘要（由AI生成）：

本文讨论了游乐设施中的安全保险措施，特别是安全压杠和档杆的应用及其检验要求。安全压杠常用于翻滚、颠倒等高风险游乐设备，以限制乘客的活动范围并防止意外受伤。档杆则适用于冲击较小的游乐设施，既起阻挡作用又可用作扶手。文中还介绍了游乐设施中游动量的概念，即安全压杠锁紧后其端部的晃动量，用于衡量锁紧状态的有效性。通过计算示例，展示了如何根据压杠结构和尺寸确定棘轮的齿距和齿数，以确保游乐设施的安全运行。

1 安全保险措施

游乐设施在空中运行的乘人部分，整体结构应牢固可靠，其重要零部件宜采取保险措施。 　　

吊挂乘人部分用的钢丝绳或链条数量不得少于两根。与坐席部分的连接，必须考虑一根断开时能够保持平衡。距地面1m以上封闭座舱的门，必须设乘人在内部不能开启的两道锁紧装置或一道带保险的锁紧装置。非封闭座舱进出口处的拦挡物，也应有带保险的锁紧装置。

2 压杠与档杆

安全压杠常用于座舱翻滚、颠倒及人体上抛的游乐设备，如过山车、垂直发射或自由落体穿核机、翻滚类的高空揽月、乘客会倒悬的天旋地转多自由度的游乐设备。此类设备一般离地面较高、运动惯性较大、乘客在游玩该类游艺机时有可能会脱离座位甩出舱外而受到意外伤害。

当乘客在设施运转过程中身体欲往上拾离座位时，压杠的挡肩部分将挡住肩膀;若身体要往前去，则压杠的护胸部分又挡住胸口。这样就将乘客限制在座位和靠背的很小活动范围内，从而防止意外受伤。如图1所示。

图1 安全压杠

挡杆是一种简易的安全装置，常用于不翻滚、冲击不大的游乐设施中，例如部分自控飞机、海盗船、双人飞天、摇头飞椅等。挡杆既起阻挡乘客的不安全行为的作用，又可以当扶手。结构形式比较简单。如图2所示。

图2  档杆

游乐设施中的安全压杠和档杆所用场合和锁紧方式等方面不同，对应的检验要求也不相同。主要区分如下表。

表1 安全压杠与档杆

3 游动量计算

《游乐设施安全规范》7.6.8.1：游乐设施运行时有可能导致乘人被甩出去的危险，则必须设置相应型式的安全压杠。

《游乐设施安全规范》7.6.8.5：安全压杠行程应无极或有级调节，压杠在压紧状态时，端部的游动量不大于35mm。

《游乐设施安全规范》7.6.8.6：乘坐有翻滚动作的游乐设施，其乘人的肩式压杠应有两套可靠的锁紧装置。

由于档杆是针对多人，如一排人共用一个档杆，此时一排人体型不同，又胖又瘦，不可能压紧每个人，对档杆施加游动量的要求就毫无意义了，因此，只有针对个人的安全压杠，才有游动量要求。

游动量是针对锁紧有效的要求范围值，是衡量锁紧状态有效性的，是锁紧之后压杠端部的晃动量。

因此，游动量是针对安全压杠锁紧状态有效性的一个量值。

图3为压杠结构图。 

压杠端部距压杠轴的距离为R,压杠棘轮的半径为r,棘轮齿间距为d，由于设有两套锁紧装置，即两个棘轮错半齿焊接，则由比例关系可知：压杠端部的游动量：D=Rd/2r≤35

可得棘轮的齿距：d≤70r/R

图4为棘轮棘齿结构图。 

例题1：

已知游乐设施压杠端部距压杠轴的距离为R=670mm，压杠棘轮半径为r=48mm，则棘轮的齿距：d≤70r/R=5mm

一个棘轮齿对应的弧度：Φ=d/r=5/48=0.104

则对应一个完整棘轮的齿数：Z=2π/Φ=2π/0.104=60

例题2：

已知游乐设施压杠端部距压杠轴的距离为R=670mm，棘轮的齿距d=10,则压杠棘轮半径：r≥dR/70=95.7mm

一个棘轮齿对应的弧度：Φ=d/r=10/95.7=0.103

则对应一个完整棘轮的齿数：Z=2π/Φ=2π/0.103=60