浅谈常见游乐设备液压传动系统的设计、安装与维护

李英彬

摘要：游乐设备关系到使用者的人身安全，对于设计、安装、保养以及维修都有着相当高的要求。文章主要就针对游乐设备的液压传动系统的设计、安装、保养以及维修进行探讨，以期可以在为使用者提供更好的服务的同时，确保使用者的人身安全。

关键词：游乐设备；液压传动系统；油缸；连接管；控制阀；电气元器件

近十多年我国游乐设备发展迅速，中、大型的游乐设备品种繁多，其设备的系统种类大概分以下七种；轴传动、索链带传动、齿轮传动、齿条传动、空压传动、蜗杆传动、液压传动。前三种大多数是旋转运动传动，后四种大多数是前后往复直线运动的传动。以下将对游乐设施的液压传动系统进行学习和探讨。在游乐设备中液压传动系统经常会被使用，如摩天轮、摇头飞椅、自控飞机等设备，它们的上下升降运动使用的便是液压传动系统。

一、液压传动基本工作原理

在封闭容器中，向液体施加一个力，液体被加压力后，立即向不同方向传递大小不变的力，液压传动利用这个物理特性，加力于小活塞的压强通过液体传递给大活塞，大活塞便可以产生一个与其横截面面积成正比的力，从而举起更重的物体。

二、游乐设备液压传动系统的设计

（一）编制开发任务书。明确游乐设备中对液压传动系统的工作要求，在开发任务书里，说明液压传动系统的负载、油缸数量、行程、运行速度。

（二）液压系统的常用参数计算和选择的液压元件。以下简单介绍以下几种液压传动系统常用参数的计算公式。

a.泵和马达的流量计算为：

几何流量（L/min）=几何排量（cm3/r）×轴转速（r/min）

b.泵和马达的轴转矩计算为：

轴转矩（N.m）=几何排量cm3×压力（100000Pa）/20π

c.轴功率计算为：

轴功率KW=轴转矩（N.m）×轴转速（r/min）/9550

d.液压功率计算为：

液压功率（KW）=流量（L/min）×压力（100000Pa）/600

e.液压热功当量计算为：

液压热功当量（KJ/min）=流量（L/min）×压力（100000Pa）/10

f.油缸流量计算为：

油缸流量（L/min）=有效面积（cm2）×活塞速度（m/min）/10

g.油缸推力计算为：

油缸推力（N）=有效面积（cm2）×压力（100000Pa）×10

h.合理选用油管、控制阀和辅助元件，可参阅相关对应表格选择，尽量选择标准元器件，方便日后损坏更换。

（三）游乐设备的液压装置的结构设计，大致分为两大部分，一是电气控制部分，二是液压动力驱动部分。大型游乐设备关系到乘客的安全问题，是属于特种设备，需要国家质量监督局监管。设备的设计和制作必须引入和符合《游艺机和游乐设施安全GB8408-2008》标准的各项要求，关于游乐设施液压和气动的部分有如下几点：

a.设置液压或气动系统的游乐设施，每台套应设置单独的液压、气动系统。

b.液压或气动系统应设有不超过额定工作压力1.25倍的过压保护装置，必须设置监控系统工作状况的仪表。

c.游乐设施中压力容器的设计、制造、安装、使用应符合《压力容器安全技术监察规程》的要求。

d.使用液压驱动的大型观览车，应配置备用动力，在断电或主泵出现故障时，能保证设备运行，疏散乘客。

e.当液压、气动系统元件损坏会发生危险的设备，必须在系统中设置防止失压或失速的保护装置。

f.系统中工作流量较大的中、高压液压系统，应有液压缓冲保护措施，以避免或减少系统在启动及阀件切换时产生的液压冲击。

（四）绘出液压传动系统的原理图、零件图、装配图。在图中标明运动方式和运行方向，合理选择液压元件，按零件的性能要求和运行顺序，标明所有回路。选择适当的调速方法、换向方法、连接方法、安全措施、卸载措施，保证自动运行循环的完成和顺序动作的完成。所有标注元件符合应按国家标准图形符号绘制，元件符合必须标注的型号和规格，零部件的动作循环图和电气零件的动作循环表。

（五）编制出液压传动系统的零件图纸清单、元器件清单、标准件清单，这样做方便生产部门、采购部门的生产工作，防止出错。

（六）对设计完成的液压传动系统作风险评估。因为大型游乐设施关系到乘客生命安全问题，所以必须作风险评估，具体做法是制定风险评估表，在表中列出风险项目，例如当某零件失效或断裂时会对整个系统有何影响。对乘客伤害程度如何，如何采取应对措施，都要在风险评估表填写出来。

三、安装和使用游乐设施液压系统需注意的问题

（一）按装配图所示正确安装每个零部件、连接管、控制阀、电气元器件，紧固所有固定螺丝。

（二）液压系统在安装前，其接头、管件及油箱内表面等必须清理干净。

（三）液压油的选用，应依据设备使用工况，选用符合当地条件的抗磨液压油。

（四）液压系统除特殊规定外，在使用地环境温度最高时，液压泵的进口温度不得超过60℃。

（五）液压系统不应渗漏，气动系统不应有明显的漏气。

（六）使用单位应当严格执行游乐设施的年检、月检、回检制度，严禁带故障运行。安全检查的内容包括：

a.对游乐设施的液压系统，每年要进行1次全面检测，必要时要进行载荷试验，并按额定速度进行起升、运行变速等机构的安全技术性能检查，并在年检纪录表上做好纪录存档。

b.月检项目一般为各种安全装置、动力装置、传动和制动系统、控制电路与电气元件等，并在月检纪录表上做好纪录存档。

四、游乐设施液压系统保养

（一）游乐设施液压部位的摩擦力太大时，油缸会产生推力不足的现象，所以在使用过程中必须保证液压系统和液压油的整体清洁，防止机械铁屑等杂物混入，所以对液压缸、活塞和活塞杆等零件的制作时进行质量控制，表面粗糙度有一定的要求（请查阅相关资料）。

（二）游乐设施的液压系统需要定期清洁，周期一年左右，清洁时一般采用试车油，不能使用煤油、汽油、酒精等液体。

（三）在液压系统清洗过程中，可用橡胶锤敲打油管和油缸，这样可以加快清除管路内的油垢等物。

（四）清洗后必须将回路內的清洗油排除干净。

五、结束语

以上我们探讨的关于游乐设施液压传动系统的知识，大多来自机械专业的书本，通过这样的学习，对提高我们游艺机行业的专业水平有一定的帮助，希望我们以后在工作中学到的更专业知识并进行相互交流。

参考文献：

[1]王文明.特种游乐设备的定期检验和维修[J].中国高新技术企业，2014（04）：37.