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舞臺機械設備設計的技術要求都有哪些
時間:2016-03-22 14:45:01   來源:中國演藝科技網

        1 舞臺機械設備的設計技術要求

       舞臺機械設備的設計技術要求包括針對具體設備所要求的功能技術參數及功能需要的特定結構形式。功能技術參數是設備發揮其限定作用及效能所具備的參數,特定結構形式是為滿足功能所預先要求的結構限定,這些都是設備設計制造完成后要滿足的技術要求,一般作為設計輸入條件給設計者作為設計依據并形成設計輸出的一部分。雖然舞臺機械設備的功能形式多種多樣,但其設計技術要求還是可以歸納表達,如表1所示。

表1 舞臺機械設備的設計技術要求(設計輸入條件)

       2 舞臺機械工程相關通用要求

       除設備設計技術要求外,設計者還應該注意舞臺機械工程的相關通用要求,這也是設計輸入的一部分,不能忽略。還有設備停位精度、設備同步精度、臺面板高差精度、臺縫寬度、結構強度及安全系數、結構剛度、穩定性、安全性、可靠性、噪聲與振動、銘牌與標志、標準化與通用性、輔助與備用、使用與維護,電氣與控制要求等等。這些通用要求都在工程項目的標書以及有關標準中有充分的表述。這些總體要求作為設計輸入條件的一部分都必須相應地體現在設備設計的過程及結果中,設計者不能遺漏,最直接的方法是設計前及設計各階段用上述內容對照檢查一遍,以免疏忽。

       3 設計過程相關參數

       設計過程相關參數是為滿足設備功能而設計計算并選用的設備驅動傳動結構的技術參數,設備設計制造完成后固化于設備系統中的結構參數,一般形成設計輸出的一部分。舞臺機械設備的結構形式根據需要可能會千變萬化,故其結構參數將根據結構形式不同而有很多項,這里只將比較共用的參數歸納整理如表2所示,設計時根據其具體結構形式還會產生多項特性參數。

表2 設計過程相關參數

       設計計算過程,就是以設備的設計技術要求及工程相關總體要求為設計輸入條件,完成結構參數的設計計算及選定的過程,同時也是研究解決各個具體技術問題的過程。設備設計技術要求和工程相關通用要求作為設計輸入條件,供設計者作為設計依據,貫徹在設計過程及結果中。同時,設計技術要求和設計過程相關參數共同作為設計輸出結果,體現在設計圖紙、計算書及有關輸出技術文件中。同時,設計過程還要遵循市場供料及配套件技術規格、規范條件的限制。

       另外,設計輸出文件中的設備使用維護說明書也是設計者不可忽視的文件,其中除了正常的使用維護說明,還有設計過程中不可避免產生的許多使用維護限定條件體現在該文件中。

       4 功能參數相關要素

       功能參數以舞臺工藝設計為依據,舞臺工藝設計以滿足功能需要為前提。舞臺工藝確定之后,就確定了舞臺建筑結構。所以,許多功能參數又與舞臺建筑結構緊密相連,同時還與人體工程學等諸多因素有關。例如運行行程、運行速度及額定載荷等。

       4.1 運行行程

       臺上吊掛設備的升降運行行程一般大于臺口高度,且大部分都在臺口高度的兩倍以上,是吊掛景物換場換景的需要。舞臺平移飛行機構的運行行程一般大于臺口寬度,是飛行表演過程的需要。主舞臺升降臺的升降運行行程一般為升程與降程,升程是高于舞臺面表演最佳位置的需要;降程是低于舞臺面藏匿演員或景物的需要。側車臺平移運行行程一般是主舞臺升降臺寬度加側輔助臺寬度的和,是水平換場換景的需要,其中主舞臺升降臺寬度一般與臺口寬度相適應;側輔助臺寬度是防止側臺景物穿幫的需要。有工藝要求側車臺行至另一側的,其行程再加一升降臺寬度和側輔助臺寬度。樂池升降臺的升降運行行程一般為舞臺面以下樂池深度的降程,有運輸座椅車臺功能時其降程增加到座椅臺倉的位置。

       4.2 運行速度、起制動加速度

       舞臺機械設備的運行速度根據功能要求而定。換場換景設備要求盡可能高的速度,但當運動質量較大時,受到慣性力影響,速度不宜太高。同時,速度的確定還受到行程的影響,當行程不長時,由于起動制動過程的限制,真正高速運行的時間不長,提高速度對縮短時間效果不大

(如圖1所示)。

圖1 速度與行程的關系

       分析圖1可知:

       當運行距離s與起動制動時的加減速度a給定時,運行時間只能縮短到一定的限制tmin,相應的最高速度為vmax(圖1-b),這樣

       舞臺機械的運動速度、起制動加速度在追求高效工作的同時,還要重點考慮人體工程學、人體心理感受以及人身安全等因素。同時,不同設備的運動質量也差別較大,其慣性力影響懸殊,如單點吊機與主舞臺升降臺,其速度、加速度值的確定就有很大差別。

       4.3 額定載荷

       額定載荷是設計規定的、設備運動時所能承受的標定外載荷,它是計算設備結構強度、剛度、穩定性以及選擇驅動機、設計驅動系統的基礎依據之一。舞臺機械設備的額定載荷主要是根據舞臺工藝和演出需要來確定,起重機械的載荷值基本沒有參考意義。

       臺上吊掛設備的額定載荷由于吊掛景物的需要,直接以載重質量或載重力表示,一般在1kN-30kN不等,常規設備為6kN-15kN為多。臺下臺面設備多數作為運動舞臺來使用,故其額定載荷一般以單位面積承受的力表示,常規設備為2kN/㎡-2.5kN/㎡,臺面面積較大的設備應限制總載荷,否則,質量太大致使結構設計龐大利用率卻很低。

       節選自《演藝科技》2012年第12期魏發孔《舞臺機械設備設計的技術要求》

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