前言
隨著我國各類會議講座或演藝事業的增多,而舞臺機械的應用也隨之增多。舞臺機械的科學合理設計給各類會議與演出增添了色彩,特別是一些重要演出,在條件允許的情況下,盡可能的采用全自動模式控制整個會場,從而節約人力、物力。當然,吊桿鋼絲繩的科學選擇涉及到人身安全方面,也是最為重要的一項。
1. 舞臺上不可缺少的置景提升設備----吊桿
1.1布局
全國中小型劇院設計競賽提供的臺深,一般在15--18米之間。中國舞臺研究所推薦的臺深為16---18米。配置25---35道吊桿(其中有3--4道燈光吊桿)就能滿足演出的基本要求。吊桿間距取30厘米。隨著吊桿結構的輕化,這個間距還可減少。
吊桿采用單式還是復式,要根據舞臺的高度、側臺的尺寸而定。目前多數劇院由于側臺及舞臺高度的限制,多采用復式吊桿或單、復式混合排列。
1.2負荷
現行的建筑設計資料推薦,吊桿最大負荷取300---400公斤。對中小型劇院來說大了一些。因為復式吊桿的平衡重是吊桿實際負荷的兩倍。負荷偏大使結構、重量增大,造價也高。因此,根據我們的調查,已把負荷減到150---200公斤,不會影響使用效果。這樣每道吊桿平均減去平衡重約200公斤,若以30道吊桿計,則可減重6噸左右。我們現在為一些劇院設計吊桿時,平衡重取400公斤和600公斤兩個系列。
1.3吊點
一般取、4個吊點。臺口寬度若為14米,吊汗長度是20米,吊點伺距4--5米。這時在吊點跨距間產生陰變形,根據推薦的撓度式為:
這個值是容許的。實踐表明,吊桿產生的撓度大小不僅和跨距L有關,而且和桿體的截面形狀、剛度有關。另外也與吊點上的螺旋扣的調節有很大的關系。往往因幾個吊點螺旋扣調整不均勻,或使用一段時間后鋼絲繩變形等影響,使吊點不均勻受力,引起大的撓度變形。
1.4 驅動
吊桿的上下運行,目前用手動的多,也有用電動的。從發展趨勢看,電動將逐漸代替手動。但對集鎮、工礦區的中小劇院,采用平衡重式的單、復式吊桿較為實用。只要吊桿結構合理,質量良好,安裝規矩,手動還是方便可靠的。我們對已使用的一些吊桿的測算,實際負荷和平衡重保持1:2的關系。手動時,吊桿運行輕巧、靈活。這表明吊桿內部的阻力是很小的。
國內研制出不同類型的電動吊桿,如電動平衡重復式吊桿,錐形電機驅動的吊桿,帶自動定位的電動吊桿等等。后一種取掉了平衡重,是由電機一減速器一鋼絲繩組成的卷揚系統來提升。
2.吊桿鋼絲繩
各類會議演出舞臺其實部分均有推薦的尺寸范圍,可在此基礎上確定舞臺機械各項基本參數,如各種舞臺機械的布局和相互位置關系,各部分的主要尺寸、負荷大小,運動件的速度范圍等等。例如舞臺上廣泛采用的滑輪結構,它的合理的直徑比即D(滑輪直徑)/d(鋼絲繩直徑)應該是多少為宜?要根據實際的負荷,鋼絲繩的彎曲疲勞狀態進行分析來確定它的最佳值。因此,吊桿鋼絲繩在選擇設計應按照滑輪機械傳動時的最小直徑不小于鋼絲繩直徑500倍,手動時不小于400倍的原則進行設計。鋼絲繩的計算是按下列公式進行:
式中:K—每平方毫米截面的張力,公斤;
P—鋼絲繩的負荷,公斤;
i—鋼絲繩中的絲數;
d—鋼絲繩的直徑,毫米
D—鋼絲繩繞過的滑輪直徑,毫米。
舉例:采用(GB-355--64)D型鋼絲繩,鋼絲619=14,帶一有機物芯。114絲鋼絲繩的直徑4. 8毫米,每根的直徑為0. 31毫米,鋼絲繩的負荷設定70公斤,滑輪直徑選140毫米。此種鋼絲繩在機械手冊所標的每平方毫米150--210公斤取低值。
安全系數采用6倍時,其抗拉強度不能超過25公斤/平方毫米,因此這個安全系數是不夠的,因此需要加大繞過鋼絲繩的滑輪直徑,如果我們把直徑增加到160毫米,則可求得要求的安全系數(6. 34),滑輪直徑越大則鋼絲繩運行得越安全可靠,否則相反,如果不能靠加大滑輪直徑求得,則必須加大鋼絲繩直徑。
3.問題
鋼絲繩的選擇要符合計算,安裝后還要經受住二倍于規定最大負荷的載荷試驗。對鋼絲繩或麻繩的試驗,要把其固著在滑輪上進行,被試驗的鋼絲繩或麻繩在15分鐘內應耐受住負而不能有斷裂,也不能有顯著的拉長現象。
滑輪槽的橫斷面應該是:要使鋼絲繩或麻繩在溝槽中靈活通過而不能在槽上頂著,鋼絲繩槽的深度應是鋼絲繩直徑的2-3倍,而對于麻繩講則是其直徑的1. 5倍一2倍。
4.結束語
我國數千座有機械設備的管理人員,在克服諸如克拉瑪依友誼館大火的安全隱患時是否想到了這一至關重要的安全問題?不少有手動吊桿的設備卻無合格的鎖繩器,有多少個人承包的舞臺機械廠竟使用直徑只有3. 2毫米的鋼絲繩!全國頗有影響的某自治區大會堂鋼絲繩輪直徑竟不到100毫米,有的劇場電動吊桿甚至沒有抱閘,停車不能定位而靠“打倒車”,甚至某大旅游城市由外資引進的吊桿也是如此。更有甚者,某軍事領導機關的吊桿機械不是裝在專門的柵項而是吊在屋架下的臨時結構上,機器一開屋頂亂幌,這些都說明這一行業在承包、技術管理方面存在的無序混亂狀態。為了提高我國舞臺技術水平,為更好地為演出藝術和廣大觀眾安全著想,安全問題應該引起有關領導的重視。除已制訂的舞臺機械標準和安全規程應定期在專業刊物上公布外,演出主管部門還應對已有設備的安全運行進行檢查與督促,對舞臺設備工程的承包進行權威的監審等等。
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