王栓

（中山市漢唐游樂科技有限公司，廣東 中山 528437）

滑索類游樂設(shè)備在很多峽谷地區(qū)比較常見，作為一種主流的游樂項目滑索運動，其充滿速度感和刺激性，可跨越山谷、河流、湖泊等阻礙，讓乘客體會到凌空飛渡的新奇感受，滿足了游客親自參與、挑戰(zhàn)自我的愿望，廣受游客青睞，并為游樂場帶來巨大的經(jīng)濟效益。一般來說，滑索設(shè)備主要由上塔架、下塔架、車架、承載索、牽引索、電纜索、緩沖裝置、避雷針、基礎(chǔ)及電氣控制等結(jié)構(gòu)組成。

1 滑索理論及其關(guān)鍵技術(shù)

滑索主要是利用承載索來懸掛飛艇的重量，用牽引索來驅(qū)動飛艇，接著牽引索利用驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn)帶動飛艇實現(xiàn)往復(fù)運行。乘客從下客站臺上車，電機正轉(zhuǎn)，飛艇運行到上客站臺，乘客下車。電機反轉(zhuǎn)，飛艇回到上客站臺，反之亦然。通過合理地設(shè)計滑速，不但可以使得滑行者體驗刺激感，也能有效保證乘客的安全。其滑索線路受力情況分析如下（見圖1）。

圖1 滑索線路受力情況

（1）一般地，根據(jù)實際情況，將前輪承載索分為兩段，假設(shè)最低點為C處的位置，由設(shè)計載荷（Q）產(chǎn)生的切向力為N2（重力產(chǎn)生的下滑力），受重力作用，將沿著AC進行滑行，前輪會由于前置的坡角（γ）會給車輪帶來一定的阻帶，并且車輪與繩槽會形成一定的摩擦力F1，由于在高空行駛，會有一定的空氣阻力（F2）阻礙滑行，則得到F合式（1）所示。

在實際的滑行過程，滑索會受到一定的摩擦阻力，在運行至最低位置時，升角為零，繼續(xù)前進時會由正值向負值的轉(zhuǎn)變，直至減速運動至B點。根據(jù)分析可知，影響滑行的速度的因素是多重的，主要有水平的跨距l(xiāng)0、設(shè)計載荷Q、摩擦系數(shù)μ、初速度v0、無荷中撓系數(shù)S0、風(fēng)阻做功 3A等。

（2）當確定á和水平跨距l(xiāng)0時，即確定乘客的起點到重點的高度差。將設(shè)計載荷沿著縱軸的方向平均分長度為n，則在單位長度n中所做的功為，其中，γ為滑行小車在各個分點處升角值。

（3）乘客從站點出來具有一定的初速度v0，因此，相對應(yīng)的動能為乘客乘坐飛艇會受到一定的空氣阻力，其做的功為A3，由于其在整改過程中是一個變量，會隨著速度的變化而變化。其中，阻力系數(shù)為，P為當前的風(fēng)壓值，C為人體形系數(shù)，U為乘客迎風(fēng)的面積，空氣阻力為：。那么空氣阻力做功為：

2 滑索張緊力拋物線的計算基礎(chǔ)

懸鏈曲線能夠有效反應(yīng)出懸掛鋼索的實際線形，因此采用懸鏈公式對滑索相關(guān)數(shù)據(jù)進行計算，選取索道曲線的最低點作為原點，建立相應(yīng)的直角坐標系，由此可知懸鏈線的一般方程式為式：

可轉(zhuǎn)換為：

若用上述公式進行對滑索相關(guān)的數(shù)據(jù)進行計算，計算過程相對冗雜且煩瑣，在實際運用中可以通過近似化處理進行簡化計算。對此，筆者對麥克勞林公式進行簡化處理，得到靜力平衡原理的邊界條件公式，同時可得到相對應(yīng)的“拋物線方程”式（8）。

3 無集中載荷張緊力計算

通過上式，能夠得到任意情況下，鋼絲繩當前的張力值，當x=l0時，就會得到在B處（如圖2所示）所對應(yīng)的張力值，此時，無集中載荷時鋼絲繩的張緊力為最大，根據(jù)上式和邊界條件等，可以得到當前情況下鋼絲繩的長度L、M0所示。

4 集中載荷下鋼索的張力計算

在任意位置，無荷懸索都會在任意的位置產(chǎn)生一個集中載荷P，根據(jù)靜力平衡的條件可以得到。根據(jù)微分計算等,得到直角坐標系對應(yīng)的曲線方程，也可以得出回應(yīng)的AD曲線方程Y，根據(jù)上式計算得到集中載荷下的撓度fd和集中載荷下張緊力值。

5 滑速控制分析

滑索速度是滑索工程的關(guān)鍵性指標，其受多重因素的影響，通過對其進行科學(xué)設(shè)計，能夠保證乘客安全同時，亦可增強客戶的體驗感， 其理論迭代計算式如下。

6 結(jié)語

綜上所述，滑索裝置設(shè)計要求較高，涉及乘客的生命財產(chǎn)安全，對此應(yīng)針對該設(shè)備的運行原理與受力計算，切實嚴格按照國家標準對設(shè)備的選購、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)嚴格把關(guān)，提升游客體驗感的同時保證人身安全。