设备是指:舞台机械设备在规定的工作条件下长期使用不产生意外事故的能力;在发生临时故障时能在降低后的技术参数下继续工作的能力;舞台机械设备对非正常工作状态的感知、显示和报警的能力。这种能力或性能通常是由机械设计本身和电气控制共同完成的;考虑在演出中尽快能排除舞台机械的临时故障的能力,使舞台机械的故障尽量能不影响演出的正常进行。
升降舞台
液压旋转升降舞台设计与应用
随着文化生活的日益丰富,人们对演出活动中舞台效果的要求越来越高。在比较的文化娱乐场所,为创造一种生动活泼的立体演出效果,传统的静止舞台逐渐被摈弃,而代之以旋转升降舞台。笔者承担了某五星级大酒店室内旋转升降舞台的设计工作,在制订设计方案时,考虑到有效利用现场的有限空间,尽可能地减少传动装置的占地面积,可靠保证舞台平稳升降和旋转,采用了液压传动方式。(1)旋转升降舞台的工作原理该舞台直径6m,采用钢结构焊接件作为基架,再以防火材料加以装饰。舞台本体自重约3500㎏,设计有效载荷2500㎏,舞台升降高度为1m,要求能够单独控制舞台的升降和旋转运动。
舞台由台面4、转轴3、齿圈2、滚柱组件1、液压马达5、键6、底板7、底座8及均布于底座下方的驱动液压缸组成。四只伸缩式液压缸的活塞同步上升时,推动底座及舞台沿导轨竖直上升。舞台的旋转运动由可独立控制的液压马达驱动齿圈2来实现。为有效降低摩擦阻力矩,在底座和台面间布置了滚柱组件,保证液压马达能够比较轻便地驱动舞台回转。
考虑到施工现场场地有限,为节约空间,提率,本设计中采用了双联式油泵。大流量泵用于驱动舞台升降,小流量泵用于驱动液压马达带动舞台旋转。两种运动可以独立控制,互不干涉。油泵启动时,通过换向阀27卸压;需要控制舞台正向旋转时,电磁铁YA9、YA7得电,换向阀24处于左位。高压油经阀24进入液压马达驱动其回转,通过马达输出轴齿轮与齿圈传递舞台以驱动力矩。若YA9、YA7得电,则马达驱动舞台反转。单向阀22、23和溢流阀26组成液压马达过载保护回路。2.2电气控制回路设计
分析舞台工作过程,为实现液压系统的运行控制,各电气元件的动作循环。根据电气元件动作循环表设计电气控制线路图。按下上升按扭SB3,中间继电器K1得电并自锁,电磁铁YA6得电,换向阀25置左位,舞台上升。舞台上升至行程终点压下行程开关ST,中间继电器K1失电,换向阀25边为常位,液压系统升压。此时液控单向阀12~15截止,液压缸G1~G4无杆腔中的液压油不能排回油箱,处于保压状态,维持舞台在该处静止。按下下降按扭SB4,中间继电器K2得电并自锁,同时K1得电,电磁铁YA5、YA6、YA1~YA4均通电,高压油经换向阀3进入液控单向阀12~15的先导阀,液控单向阀打开,液压缸在调速阀8~11的控制下缓缓下降。舞台升降和回转可以灵活机动控制,运行中可随时停留。按下按扭SB7,液压缸控制回路失电,舞台在该处停留;按下按扭SB8,液压马达控制回路失电,舞台停止旋转。控制线路中设置了动合触头KM1来保证油泵启动后再控制各液压阀,达到了电机启动和液压控制的互锁目的。
液压系统维护与故障处理
该舞台机械传动装置比较简单,只要定期对齿轮副和导轨副进行润滑,防止异物进入,可以保证很高的可靠性。而液压系统相对比较复杂,影响其正常运转的因素也多,因此对液压系统进行主动保养和预防性维护,可以使液压旋转升降舞台保持良好的技术状态。旋转升降舞台液压控制元件与电气元件工作环境比较恶劣,主动保养和预防性维护的重点是这些元器件的可靠性。应经常性地检查换向阀电磁铁的工作状态及阀芯滑动是否灵活,及时消除阻滞现象。定期清理周围环境中铁屑等杂物,防止控制阀芯被卡死。要检查电气元件是否存在短路等隐患,清扫灰尘,去除油污,保障电气元件正常工作。滤油器滤芯在工作250h后,应进行检查,进行清洗或更换。液压油箱应每隔3个月从底部放油口清除水分和杂质一次,并每隔一年(或工作满2000h)更换全部液压油。