摘" 要：隨著大型游樂(lè)設(shè)施對(duì)更高、更快、更刺激的不斷追求，加速度處于區(qū)域4—5區(qū)的大型游樂(lè)設(shè)施也越來(lái)越多，對(duì)大型游樂(lè)設(shè)施的檢驗(yàn)、監(jiān)管帶來(lái)了較大的調(diào)整，特別是大型游樂(lè)設(shè)施束縛裝置的檢驗(yàn)存在制造標(biāo)準(zhǔn)、“42號(hào)文”、檢驗(yàn)規(guī)范不一致的情況，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)使用單位自檢和檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)要求不一致；該文從加速度處于區(qū)域4—5區(qū)的大型游樂(lè)設(shè)施制造標(biāo)準(zhǔn)、“42號(hào)文”、《大型游樂(lè)設(shè)施安全技術(shù)規(guī)程》的要求出發(fā)，梳理大型游樂(lè)設(shè)施檢驗(yàn)過(guò)程中需要注意的技術(shù)要點(diǎn)；同時(shí)以某神州飛碟束縛裝置未鎖緊實(shí)例進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)，能夠有效預(yù)防因磨損導(dǎo)致束縛裝置未鎖緊的情況發(fā)生。

關(guān)鍵詞：大型游樂(lè)設(shè)施；束縛裝置；閉合鎖緊狀態(tài)；改進(jìn)；加速度

中圖分類(lèi)號(hào)：TH123" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：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(chǎng)監(jiān)管總局辦公廳發(fā)布《市場(chǎng)監(jiān)管總局辦公廳關(guān)于開(kāi)展大型游樂(lè)設(shè)施乘客束縛裝置安全隱患專(zhuān)項(xiàng)排查治理的通知》（市監(jiān)特〔2018〕42號(hào)）（以下簡(jiǎn)稱“42號(hào)文”），到2024年3月1日起實(shí)施的TSG 71—2023《大型游樂(lè)設(shè)施安全技術(shù)規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱《技術(shù)規(guī)程》）均對(duì)大型游樂(lè)設(shè)施的束縛裝置提出了較為明確的設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)要求。特別是《技術(shù)規(guī)程》從設(shè)計(jì)階段就提出了明確的設(shè)計(jì)要求，可見(jiàn)大型游樂(lè)設(shè)施束縛裝置對(duì)于游客安全乘坐大型游樂(lè)設(shè)施的重要性[1]。因設(shè)計(jì)加速度處于區(qū)域1—3區(qū)的大型游樂(lè)設(shè)施束縛裝置要求簡(jiǎn)單，檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)基本能夠滿足要求，設(shè)計(jì)加速度處于區(qū)域4—5區(qū)的大型游樂(lè)設(shè)施束縛裝置要求較高，處于區(qū)域4—5區(qū)的束縛裝置要求鎖緊裝置設(shè)計(jì)冗余，處于區(qū)域5區(qū)的束縛裝置進(jìn)一步需要設(shè)計(jì)2套獨(dú)立的束縛裝置、外部指示以及束縛裝置的鎖緊聯(lián)鎖控制[2-5]。本文從加速度處于區(qū)域4—5區(qū)大型游樂(lè)設(shè)施制造標(biāo)準(zhǔn)、“42號(hào)文”、《技術(shù)規(guī)程》的要求出發(fā)，梳理大型游樂(lè)設(shè)施檢驗(yàn)過(guò)程中需要注意的技術(shù)要點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的一起束縛裝置未鎖緊存在的安全隱患實(shí)例進(jìn)行剖析，針對(duì)束縛裝置發(fā)生未鎖緊原因進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)了一種便于更換且耐磨性能更好的新型棘齒結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)使用1年后進(jìn)行了磨損量測(cè)試對(duì)比與使用情況的了解，證實(shí)了設(shè)計(jì)的新型棘齒結(jié)構(gòu)便于更換、可靠性更高、耐磨性能更好。

1" 制造標(biāo)準(zhǔn)機(jī)安全技術(shù)規(guī)范對(duì)大型游樂(lè)設(shè)施束縛裝置的規(guī)定

GB 8408—2018《大型游樂(lè)設(shè)施安全規(guī)范》要求區(qū)域5區(qū)的大型游樂(lè)設(shè)施束縛裝置對(duì)應(yīng)5級(jí)束縛裝置，其要求是每套束縛裝置只能保護(hù)一名乘客、最后鎖緊位置可調(diào)、束縛裝置應(yīng)自動(dòng)鎖緊、只允許操作人員手動(dòng)或者自動(dòng)鎖緊、鎖緊裝置需冗余、配置2套獨(dú)立的束縛裝置、正?；虍惓顟B(tài)外部可以指示、與設(shè)備啟動(dòng)控制進(jìn)行聯(lián)鎖。區(qū)域4區(qū)的大型游樂(lè)設(shè)施束縛裝置對(duì)應(yīng)4級(jí)束縛裝置，和區(qū)域5區(qū)要求不同是不需要正常或異常狀態(tài)外部可以指示；同時(shí)要求如果束縛裝置是安全壓桿的，安全壓杠行程應(yīng)可調(diào)節(jié)，壓杠在壓緊狀態(tài)時(shí)端部的游動(dòng)量不大于35 mm[6]。

GB/T 18159—2019《滑行車(chē)類(lèi)游樂(lè)設(shè)施通用技術(shù)條件》對(duì)于區(qū)域4—5區(qū)乘客束縛裝置型式與配置數(shù)量應(yīng)符合GB 8408—2018的規(guī)定，且區(qū)域4—5區(qū)范圍內(nèi)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(yùn)行中應(yīng)能有效限制乘客不能從座位脫出。

GB/T 18161—2020《飛行塔類(lèi)游樂(lè)設(shè)施通用技術(shù)條件》對(duì)于區(qū)域4-5區(qū)乘客束縛裝置應(yīng)設(shè)置2套獨(dú)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(yīng)為安全壓杠，安全壓杠應(yīng)設(shè)置至少2套鎖緊裝置，鎖緊裝置應(yīng)便于檢查[7]。

2" “42號(hào)文”與《技術(shù)規(guī)程》對(duì)大型游樂(lè)設(shè)施束縛裝置的檢驗(yàn)要求

“42號(hào)文”規(guī)定：2018年11月30 日之后安裝的大型游樂(lè)設(shè)施，設(shè)計(jì)加速度在區(qū)域4與區(qū)域5范圍內(nèi)的，應(yīng)實(shí)現(xiàn)主要乘客束縛裝置閉合并鎖緊與設(shè)備啟動(dòng)自動(dòng)聯(lián)鎖功能。2018年11月30日之前安裝的大型游樂(lè)設(shè)施和在用大型游樂(lè)設(shè)施，設(shè)計(jì)加速度在區(qū)域4與區(qū)域5范圍內(nèi)的，應(yīng)實(shí)現(xiàn)主要乘客束縛裝置閉合并鎖緊與設(shè)備啟動(dòng)自動(dòng)聯(lián)鎖或人工聯(lián)鎖功能，優(yōu)先選用自動(dòng)聯(lián)鎖。意思很明確：檢驗(yàn)中要求2018年11月30日之后安裝的大型游樂(lè)設(shè)施，設(shè)計(jì)加速度在區(qū)域4與區(qū)域5范圍內(nèi)的大型游樂(lè)設(shè)施主要乘客束縛裝置，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)束縛裝置閉合與鎖緊，能夠與設(shè)備的啟動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)聯(lián)鎖；如果是2018年11月30日之前安裝的大型游樂(lè)設(shè)施，其束縛裝置應(yīng)該通過(guò)技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或者手動(dòng)聯(lián)鎖；檢驗(yàn)過(guò)程中，需要逐個(gè)對(duì)束縛裝置進(jìn)行閉合與鎖緊分別驗(yàn)證其與啟動(dòng)控制的聯(lián)鎖功能是否有效[8]。

《技術(shù)規(guī)程》明確：設(shè)計(jì)加速度處區(qū)域4與區(qū)域5范圍內(nèi)的大型游樂(lè)設(shè)施，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)主要乘客束縛裝置閉合鎖緊與設(shè)備起動(dòng)自動(dòng)聯(lián)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(yàn)注意事項(xiàng)與實(shí)例分析

3.1" 檢驗(yàn)注意事項(xiàng)

對(duì)于設(shè)計(jì)加速度處區(qū)域4與區(qū)域5范圍內(nèi)的大型游樂(lè)設(shè)施，如果束縛裝置為安全壓桿（圖1），檢驗(yàn)過(guò)程中，首先查看對(duì)應(yīng)設(shè)備的設(shè)計(jì)文件鑒定或者型式試驗(yàn)資料，查閱其設(shè)計(jì)加速度數(shù)值，按照GB 8408—2018設(shè)計(jì)加速度圖進(jìn)行加速度區(qū)域劃分，確定其所處加速度區(qū)域。然后查看設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場(chǎng)安全壓桿型式確定其一致性，重點(diǎn)關(guān)注GB 8408—2018要求的鎖緊裝置需冗余。最后分別驗(yàn)證閉合、鎖緊功能與設(shè)備啟動(dòng)的聯(lián)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(duì)閉合與鎖緊狀態(tài)進(jìn)行采集，2套棘輪棘齒機(jī)構(gòu)形成冗余，每套棘輪棘齒機(jī)構(gòu)上設(shè)計(jì)2個(gè)棘齒形成冗余，符合大型游樂(lè)設(shè)施制造標(biāo)準(zhǔn)、“42號(hào)文”、《技術(shù)規(guī)程》的要求。

3.2" 檢驗(yàn)案例分析

近期對(duì)某游樂(lè)場(chǎng)神州飛碟進(jìn)行檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其主要束縛裝置——安全壓桿的閉合鎖緊機(jī)構(gòu)（棘輪棘齒）只有一邊嚙合完整，但是棘爪下方對(duì)其產(chǎn)生鎖緊力的壓緊彈簧是完好無(wú)損的，圖2為現(xiàn)場(chǎng)只能單邊嚙合的圖片。

為進(jìn)一步探究只能實(shí)現(xiàn)單邊嚙合的原因，通過(guò)拆開(kāi)外罩，取出棘齒發(fā)現(xiàn)圖2中左邊棘齒頂部磨損嚴(yán)重，通過(guò)尺寸測(cè)量，左邊棘齒與設(shè)計(jì)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(jì)對(duì)左右兩邊棘齒靠近棘齒頂部相同位置進(jìn)行了硬度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

通過(guò)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(shè)計(jì)Q235材質(zhì)的硬度（120～165 HV）相符，但是基本都在材質(zhì)的下限值附近，圖2中棘齒頂部出現(xiàn)磨損嚴(yán)重，一方面是棘齒頂部硬度值偏小，另一方面是設(shè)備使用頻率使用高。

4" 措施與對(duì)策

神州飛碟原棘齒結(jié)構(gòu)如圖3所示，如果更換棘齒需要拆開(kāi)座椅后蓋，拆除束縛裝置監(jiān)測(cè)與聯(lián)鎖電氣裝置，將固定螺栓拆除后才能進(jìn)行更換棘齒，較為復(fù)雜，工作量大，運(yùn)營(yíng)使用單位有時(shí)日常檢查過(guò)程中即使發(fā)現(xiàn)了束縛裝置閉合鎖緊裝置存在無(wú)法鎖緊的問(wèn)題，因?yàn)椴挥绊懺O(shè)備的正常運(yùn)行，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)使用單位繼續(xù)使用的情況。

為便于更換，設(shè)計(jì)了一種快速拆卸安裝的棘齒結(jié)構(gòu)，新設(shè)計(jì)的棘齒結(jié)構(gòu)如圖4（a）所示，如果棘齒頂部出現(xiàn)磨損，只需要拆卸2個(gè)固定的內(nèi)六角螺栓，即可完成棘齒的更換。

且棘齒頂部采用T10材質(zhì)，其硬度可達(dá)600～700 HV，可以有效降低磨損。對(duì)該神州飛碟其中的一半座椅（12個(gè)）的束縛裝置棘齒采用圖4（a）結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采用的棘齒結(jié)構(gòu)按照?qǐng)D4（a）的設(shè)計(jì)圖制作成圖4（b）所示結(jié)構(gòu)，為測(cè)試其便利性、可靠性及耐磨性，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用1年后，測(cè)量神州飛碟24個(gè)座椅棘齒頂部磨損情況及使用情況，反饋見(jiàn)表2。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張琨，梁朝虎，陳衛(wèi)衛(wèi)，等.摩托過(guò)山車(chē)乘客加速度分析與評(píng)價(jià)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2024（7）：1-8.

[2] 余嘉林，郭陽(yáng)陽(yáng)，周葉平，等.關(guān)于對(duì)某自控飛機(jī)類(lèi)大型游樂(lè)設(shè)施檢驗(yàn)案例的分析[J].特種設(shè)備安全技術(shù)，2024（3）：58-60.

[3] 張強(qiáng)，趙九峰.自旋滑車(chē)加速度計(jì)算與束縛裝置應(yīng)用選型[J].機(jī)械，2023（12）：20-24.

[4] 張國(guó)卿，趙九峰，張強(qiáng).淺談?dòng)螛?lè)設(shè)施安全束縛裝置的種類(lèi)及要求[J].特種設(shè)備安全技術(shù)，2023（4）：50-52.

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

[6] 肖原，胡斌，沈功田，等.游樂(lè)設(shè)施乘員加速度對(duì)安全性和舒適性影響分析及其設(shè)計(jì)方法研究[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2023（2）：281-290.

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

[8] 項(xiàng)輝宇，李磊，張勇，等.游樂(lè)設(shè)施座椅乘客束縛裝置約束有效性研究[J].計(jì)算機(jī)仿真，2022（1）：269-273.

[9] 王亞坤，趙九峰，苗瑞芳，等.大型游樂(lè)設(shè)施乘客束縛裝置工作原理與選型[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2021（6）：207-210.

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

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

[12] 陳衛(wèi)衛(wèi)，王銀蘭，趙強(qiáng)，等.中外大型游樂(lè)設(shè)施束縛裝置選型比較研究[J].中國(guó)特種設(shè)備安全，2021（3）：4-8.