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【专家答疑】国家关于游乐设施使用寿命、计算方法以及安全评估的要求。

撰稿人:张耀光  撰稿时间:2013-04-01

Q:请介绍一下国家关于游乐设施使用寿命、计算方法以及安全评估的要求。

A:国家关于游乐设施整机及主要部件设计使用寿命的规定

    国家在《大型游乐设施设计文件鉴定规则(试行)》第六条规定了大型游乐设施设计单位应当按照《游乐设施安全技术监察规程(试行)》等相关安全技术规范和相应国家标准的安全技术要求进行设计。
    《游乐设施安全技术监察规程(试行)》第十七条规定了设计单位应在设计文件中明确主要受力部件,并规定整机及关键零部件设计使用寿命。并在第七条明确了凡失效时会导致乘客人身伤害的轴、销轴类零部件,如主轴、中心轴、座席吊挂轴、车轮轴、油(气)缸上下支撑销轴、座席支承臂上下销轴等,其设计寿命应大于8年(在设计说明书中有特殊规定的除外),不易拆卸的轴类(指拆装工作量占整机安装工作量的50%以上)按无限寿命设计。
    GB 8408—2008《游乐设施安全规范》4.1.3也明确规定:游乐设施设计应规定其整机及主要部件设计使用寿命,整机使用寿命不小于23000h。
    国家通过上述安全技术规范及标准,规定游乐设施的设计使用寿命,即保证了游乐设施为公众安全服务,又能充分发挥游乐设施的功能,节约国家宝贵的资源,减少对美好环境的污染。同时也堵死了生产制造企业随意规定使用年限的可能。

    整机使用寿命的计算方法

 
  一些使用单位认为,我国地域辽阔,游乐设施的使用条件不同,使用强度差别很大,用每天实际运行的次数(应力循环次数)和每次实际运行的时间,来计算剩余寿命的方法是符合游乐设施设计出发点的科学方法。
    游乐设施的使用寿命,就是产品按设计者或制造者规定的使用条件下,从设备开始使用到被淘汰的整个时间过程中,保持安全工作能力的期限。超过游乐设施的设计使用寿命,再继续使用就不安全。
    1. 影响游乐设施使用寿命的两个因素
    1)疲劳破坏
    游乐设施在使用中,受应力、应变影响,几乎所有结构、零部件的形状和尺寸都在相对改变承受疲劳载荷,它们的主要失效形式是疲劳破坏。常规疲劳强度设计认为:假设材料没有初始裂纹,经过一定的应力循环后,由于疲劳损伤的积累,才形成裂纹,裂纹在应力循环下继续扩展,直至发生全截面脆性断裂。裂纹形成前的应力循环数,称为无裂纹寿命;裂纹形成后直到疲劳断裂的应力循环数,称为裂纹扩展寿命。零件总寿命为两者之和。一般来讲,设备的结构寿命是决定整个设备自然使用寿命的基础。每一次应力循环都会对零部件造成一定量的损伤,这种损伤是可以积累的;当损伤积累到临界值时,零件将发生疲劳破坏。
    2)磨损破坏
    在游乐设施使用中,另一种影响使用的是磨损寿命。物体相对运动时,在摩擦的作用下,摩擦面上的物质不断耗损,如轴和轴承之间、齿轮牙齿的磨损、导轮与导轨之间相对运动时的耗损,它们破坏了零部件配合尺寸和强度,当磨损量超过允许极限的时候,会导致设备的失效。
    2. 游乐设施剩余使用寿命的计算方法
    根据疲劳寿命理论计算设备剩余寿命时,可根据游乐设备所承受的实际载荷,统计出每天实际运行的次数(应力循环次数)和每次运行的时间,用每天实际运行的次数乘以每次运行的时间的乘积,再加上必要的维修保养所占的时间,最后按每天8小时全年运行365天折合为实际运行使用的日历年。最后用设计使用寿命减掉实际使用的日历年,就是剩余寿命。
    根据《条例》规定,要求大型游乐设施每日必须填写运行日志、维护保养、设备故障与事故处理记录等是使用单位的主体责任,是定期检验必查的内容,也是计算设备剩余寿命非常重要的依据。
    对于零部件由于其工作环境、工作条件及使用维护保养的不同,磨损寿命也不同,当设备的磨损量超过允许极限的时候,就要报废更新,此时零部件不存在剩余寿命。

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