舞台机械 台上设备安全.docx

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舞台机械台上设备安全

备案号：

20729—2007WH

中华人民共和国文化行业标准

WH／T28—2007

舞台机械台上设备安全

MechanicalEquipmentonStages-UpperStage-SafetyRequirements

2007-05-09发布2007-06-01实施

中华人民共和国文化部发布

WH／T28—2007

目次

前言………………………………………………………………………………………………………………Ⅱ

1范围……………………………………………………………………………………………………………1

2引用标准………………………………………………………………………………………………………1

3机械设备………………………………………………………………………………………………………1

3.1台上设备组成示例…………………………………………………………………………………………1

3.2结构件………………………………………………………………………………………………………1

3.3钢丝绳………………………………………………………………………………………………………3

3.4链条…………………………………………………………………………………………………………5

3.5滑轮组件……………………………………………………………………………………………………6

3.6驱动滑轮……………………………………………………………………………………………………6

3.7卷筒组件……………………………………………………………………………………………………6

3.8驱动装置……………………………………………………………………………………………………7

3.9电动机………………………………………………………………………………………………………7

3.10减速器………………………………………………………………………………………………………7

3.11制动器………………………………………………………………………………………………………7

3.12保护装置……………………………………………………………………………………………………8

3.13平衡重………………………………………………………………………………………………………8

3.14导轨…………………………………………………………………………………………………………8

4电气设备和控制系统…………………………………………………………………………………………8

4.1总则…………………………………………………………………………………………………………8

4.2电气设备的选择………………………………………………………………………………………………8

4.3供电……………………………………………………………………………………………………………8

4.4实际环境和运行条件…………………………………………………………………………………………8

4.5电源和设备的分离与断开……………………………………………………………………………………9

4.6触电防护………………………………………………………………………………………………………9

4.7电气设备的保护………………………………………………………………………………………………9

4.8电压平衡………………………………………………………………………………………………………9

4.9控制电路和控制功能…………………………………………………………………………………………9

4.10故障情况下的安全功能和控制功能………………………………………………………………………10

4.11紧急停机和紧急断电功能…………………………………………………………………………………12

4.12有关无线控制………………………………………………………………………………………………13

4.13可编程的电子／电气系统…………………………………………………………………………………13

4.14可编程控制系统（E／PES）用于与安全无关的功能………………………………………………………13

4.15电器元件……………………………………………………………………………………………………14

4.16导线和电缆…………………………………………………………………………………………………14

4.17布线技术……………………………………………………………………………………………………14

4.18机械制动器用保护器件……………………………………………………………………………………14

4.19机械上的电器器件互联……………………………………………………………………………………14

附录A（资料性附录）参考标准及规范………………………………………………………………………15

附录B（规范性附录）吊杆使用信息…………………………………………………………………………16

WH／T28—2007

前言

本标准参照德国标准DIN56950《娱乐技术机械技术设备安全技术要求和检验》、奥地利标准

NORMM9630第1部分《舞台机械通则》及第2部分《舞台机械台上机械》，结合我国舞台机械行业的实际情况而制订。

在编写规则上执行了GB／T1.1—2000《标准化工作导则第1部分：

标准的结构和编写规则》。

本标准的附录A为资料性附录，附录B为规范性附录。

本标准由中华人民共和国文化部提出并归口。

本标准负责起草单位：

中国演艺设备技术协会演出场馆设备专业委员会、总装备部工程设计研究总院。

本标准参加起草单位：

甘肃工业大学机械工厂（甘肃工大舞台设备研究所）、浙江舞台设计研究院有限公司。

本标准主要起草人：

郑辉、杜安坤、孙雅度、龚奎成、吴涧彤、常嵩、徐奇、魏发孔、宋宏。

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舞台机械台上设备安全

1范围

本标准为舞台机械台上设备设计的基本安全技术规范。

本标准适用于设置在各种表演场所的舞台台上机械设备，这些表演场所包括剧院、多功能厅、展厅、电视演播室、音乐厅、礼堂、体育馆、酒吧、迪斯科舞厅和露天剧场等。

除舞台外，将观众席作为演出空间的情况，也适用于本标准。

本标准不适用于为临时使用搭建的及杂技用的台上机械设备。

2引用标准

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。

然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB／T3811—1983起重机设计规范

GB／T6067—1985起重机械安全规程

GB／T5905—1986起重机试验规范和程序

GB50052—1995供配电系统设计规范

GB5226.1—2002机械安全机械电气设备第1部分通用技术条件

GB／T16855.1—2005机械安全控制系统有关安全部件第1部分：

设计通则

GB16754—1997机械安全急停设计原则

GB／T15706.1—1995机械安全基本概念与设计通则第1部分基本术语、方法学

GB／T15706.2—1995机械安全基本概念与设计通则第2部分技术原则与规范

GB19517—2004国家电气设备安全技术规范

GB5083—1999生产设备安全卫生设计总则

GB50169—1992电气装置安装工程接地装置施工及验收规范

GB1408.5—2001低压开关设备和控制设备控制电路电器和开关元件第1部分机电式控制电路

电器

GB4824—2004工业、科学和医疗射频设备电磁干扰特性限值和测量方法

GB／T15543—1995电能质量三相电压允许不平衡度

GB／T17626.1—1998电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论

CECS49—1993低压成套开关设备验收规程

3机械设备

3.1台上设备组成示例

台上设备组成示例见图1。

3.2结构件

3.2.1构造要求

3.2.1.1主要承载结构的构造设计应力求简单，受力明确，传力直接，尽量降低应力集中的影响。

3.2.1.2结构设计必须考虑到制造、检查、运输、安装和维护等的方便和可能性，露天工作的结构应

避免积水。

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3.2.1.3主要承载结构件在不同连接处允许采用不同连接方式，但同一连接处不允许将不同的连接方式混合使用。

所有连接必须牢固。

3.2.1.4对于需要在使用现场整段用螺栓拼接的大型承载构件，宜采用8.8级及以上的螺栓连接。

3.2.1.5承载构件必须使用不燃性材料，并符合GB8624—1988建筑材料燃烧性能分级方法的要求。

3.2.1.6其他结构件的构造应符合机械设计的一般要求。

1.机械设备2.支承装置3.驱动系统4.承载装置

图1台上设备组成示例

3.2.2材料选用

3.2.2.1主要承载结构件宜采用符合GB／T700—1988碳素结构钢规定的Q235-A及Q235-B和符合GB／T1591—1994低合金结构钢规定的0345等钢材，采用铝合金时宜采用符合GB／T4436—1995铝及铝合金管材外形尺寸及允许偏差规定的型材。

3.2.2.2重要构件所用的钢管宜采用符合GB／T8162—1999结构用无缝钢管规定的20及Q345无缝钢管，并符合GB／T17395—1998无缝钢管尺寸、重量的规定。

3.2.3焊接连接

3.2.3.1手工焊接采用的焊条应符合GB／T5117—1995碳钢焊条和GB／T5118—1995低合金钢焊条的规定，选择的焊条型号应与主体金属力学性能相适应。

3.2.3.2自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和相应的焊剂应与主体金属力学性能相适应。

3.2.3.3焊接接头及坡口形式与尺寸应符合GB／T985—1988碳钢、低合金钢焊缝坡口的基本型式与尺寸的规定。

3.2.3.4焊接工作必须由考试合格的焊工担任。

持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。

3.2.3.5焊接件涂装前应进行表面除锈处理，其质量等级应符合JB／T5000.12—1998涂装通用技术条件的规定。

3.2.3.6用常规型钢和冷弯薄壁型钢组焊的构件可不进行消除应力的处理。

3.2.4紧固件

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3.2.4.1设备零、部件之间的连接、设备与基础、墙壁及其他土建构件的连接，应采用符合GB／T3098.1—2000的紧固件。

3.2.4.2设备零、部件之间的可拆卸连接，不应采用化学紧固法连接。

3.2.4.3用于次要构件或工艺性连接的螺栓，一般采用4.6级，用于主要受力构件或零件的连接，必须采用8.8级及以上的性能等级。

3.2.4.4采用高强度螺栓连接必须按设计技术要求处理结合面，并用专用工具紧固。

3.2.4.5紧固件必须采取有效的防松措施，螺母拧紧后，螺栓头部应露出螺母端面2～3个螺距。

3.2.5吊杆杆体

3.2.5.1吊杆杆体一般采用圆管或矩形管以及组合桁架结构，主管壁厚不应小于2.5mm，杆体应平直、无扭曲变形。

3.2.5.2确定杆体结构时应注意，由分配到的有效载荷导致的两个吊点之间的挠度应小于两吊点间距的1／200。

3.2.5.3杆体的接头应尽量少，接头处应采用芯轴与管子配合并焊接牢固。

3.2.5.4使用伸缩管时，应有措施防止伸缩部分完全拔出，留在管内的长度不应少于伸出长度的1／3。

3.2.6走台、梯子与栏杆

3.2.6.1通往台上设备及设备安装平台的走台、梯子必须通行方便，安全可靠。

3.2.6.2金属结构的走台应有防滑性能，当采用穿孔钢板或格栅板时，应尽量减小孔或格子的尺寸，以防物件坠落。

3.2.6.3因使用和检修需要设置的工作平台及工作人员有跌落危险的部位均应设置牢固的栏杆，栏杆高度不小于1050mm，并设有间距为350mm的水平横杆，底部应设置高度不小于70mm的挡板。

3.2.6.4栏杆应能承受1.0KN／m的水平载荷。

3.3钢丝绳

3.3.1钢丝绳宜选用符合GB／T8918—2006重要用途钢丝绳规定的无油镀锌钢丝绳，钢丝绳必须有试验报告及产品检验合格证书。

3.3.2钢丝绳的安全系数必须等于或大于10，其中单点吊机、载人飞行设备所用钢丝绳的安全系数必须等于或大于12。

按安全系数选择钢丝绳直径，所选钢丝绳的破断拉力应满足下式要求：

≥Sn

式中：

—所选用钢丝绳的破断拉力，N；

S—吊挂物静止时的额定载荷分摊到单根钢丝绳的最大静拉力，N；

n—钢丝绳最小安全系数。

3.3.3台上设备通常应采用结构型式为6×19、6×37的线接触纤维芯钢丝绳，对于单一吊点的悬吊设备宜采用结构型式为18×7的多层股不旋转钢丝绳。

3.3.4钢丝绳强度一般不应低于1570Mpa，不宜高于19／0Mpa。

3.3.5钢丝绳最少应有两根（单吊点设备除外），钢丝绳受力应当均衡，避免承载不均造成钢丝绳缠绕及吊挂物旋转。

3.3.6钢丝绳端部固定连接

钢丝绳应选用与钢丝绳直径相匹配的合金浇注锥形接头、编织接头、楔形接头、钢丝绳夹、铝合金压制接头等固定，钢丝绳在卷筒上的固定见3.7卷筒组件。

固定处强度要求见表1。

钢丝绳采用端部固定连接时，必须保证至少保留钢丝绳80％的破断拉力。

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表1绳端常用固定形式与固接强度

端部固接形式

固接强度

说明

合金浇注锥形接头

100％

浇铸铅、锌液

编织接头

75％～90％

钢丝绳直径15mm以下，90％；

钢丝绳直径16mm～26mm，85％；

钢丝绳直径28mm～36mm，80％；

钢丝绳直径36mm以上，75％

楔形接头

75％～85％

斜度1:

4绳头端要缚扎

钢丝绳夹

80％～90％

正确安装80％，绳卡如装反，强度将下降到75％以下

铝合金压制接头

100％

铝合金编插压制接头

注：

固接强度是指钢丝绳端部固定部位承受的拉力，相当于钢丝绳破断拉力的百分数。

3.3.6.1可分离的钢丝绳端部固定连接

可分离的钢丝绳端部固定有：

a.符合GB／T5976—1986的钢丝绳夹；

b.符合GB／T5973—1986的楔形接头。

3.3.6.1.1采用钢丝绳夹连接时，绳夹数量不得少于3个，绳夹数量和绳夹间距与钢丝绳直径有关，见表2。

绳夹间距和最后一个绳夹后的钢丝绳尾端长度均不小于6d～7d（d为钢丝绳直径）。

表2与绳径匹配的绳卡数量

钢丝绳直径（mm）

≤19

19～32

32～38

绳卡数

3

4

5

3.3.6.1.2绳夹固定时，U形螺栓扣在钢丝绳的尾段上，绳夹不得在钢丝绳上交替布置。

正确的方法错误的方法

图2绳夹固定方法

3.3.6.2不可分离的钢丝绳端部固定连接

a.用合金浇注锥形接头连接时，连接强度应达到钢丝绳的破断拉力；

b.用编织接头连接时，编结长度不应小于钢丝绳直径的15倍，并且不得小于300mm。

c.用铝合金压制接头连接时，应以可靠的工艺方法使铝合金套与钢丝绳紧密牢固地贴合，连接强度应达到钢丝绳的破断拉力。

3.3.7悬吊钢丝绳必须设有调节长度的装置，能方便、快速地进行调节。

调节装置在调节后不应自行松动。

3.3.8使用螺旋扣时应选用符合GB／T3818—1999的索具螺旋扣，同时必须将锁紧螺母锁紧。

3.3.9钢丝绳应按GB6067—1985的规定进行维护。

3.3.10钢丝绳应按GB／T5972—2006的规定进行检验和报废。

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r：

钢丝绳转向半径=钢丝绳直径的5倍。

图3钢丝绳垂直与水平调节

3.4链条

3.4.1用于台上设备的链条通常采用环形链，应选用符合JB／T8108.2—1999的链条，链条必须有试验报告和产品检验合格证书。

3.4.2链条的安全系数必须等于或大于10。

按安全系数选链条，所选链条的破坏载荷应满足下式要求：

式中：

Sp——所选用链条的破坏载荷，N；

Smax——吊挂物静止时的额定载荷分摊到单根链条的最大静拉力，N；

n——链条最小安全系数。

3.4.3环形链的速度应小于0.5m／s。

3.4.4环形链出现下述情况之一时，应报废：

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a.裂纹；

b.链条发生塑性变形，伸长达原长度的5％；

c.链环直径磨损达原直径的10％。

3.4.5其他链条，如滚子链，适用于与3.4.1、3.4.2、3.4.3相应的要求。

3.5滑轮组件

3.5.1滑轮的节圆直径，应不小于钢丝绳直径的20倍。

用于人力驱动的手动吊杆系统的滑轮及平衡重系统的滑轮，其节圆直径可不小于绳索直径的15倍。

3.5.2根据载荷、用途、速度等条件，滑轮通常采用钢、优质灰铸铁、高强铸造尼龙以及其他适合的工程塑料制造。

3.5.3滑轮绳槽表面应进行加工，滑轮绳槽形状和尺寸应与钢丝绳的尺寸相匹配，并符合JB／T9005.1—1999的规定。

3.5.4滑轮不得有影响使用性能和有损外观的缺陷，如气孔、裂纹、疏松、夹渣等。

3.5.5滑轮应采用滚动轴承或合金粉末含油滑动轴承支承。

3.5.6滑轮应有防止钢丝绳跳出轮槽的装置。

3.5.7钢丝绳绕进或绕出滑轮槽时偏斜的最大角度（即钢丝绳中心线和与滑轮轴垂直的平面之间的角度）不应超过3°。

3.5.8滑轮组的侧板为钢板，其厚度根据钢丝绳承受的荷载确定。

3.5.9滑轮组的设计应保证在任何荷载条件下滑轮组能与支撑结构紧密连接，并满足调整要求。

3.5.10滑轮出现下述情况之一时，应报废：

a.裂纹或轮缘破损；

b.轮槽不均匀磨损达3mm；

c.轮槽壁厚磨损达原壁厚的20％；

d.滑轮槽底磨损超过钢丝绳直径的50％；

e.其他损害钢丝绳的缺陷。

3.6驱动滑轮

3.6.1驱动滑轮是通过滑轮绳槽与钢丝绳之间的摩擦力驱动载荷的。

3.6.2用于摩擦驱动的驱动滑轮，其节圆直径应不小于钢丝绳直径的40倍。

3.6.3驱动力应满足下列条件：

式中：

——驱动滑轮两侧钢丝绳的最大、最小拉力，其比值应按照125％的额定载荷计算：

f——钢丝绳与绳槽间的当量摩擦系数；

a——钢丝绳在滑轮上的包角，（弧度）；

e——e=2.718（自然对数的底）。

3.6.4驱动滑轮的绳槽应保证钢丝绳在绳槽内不打滑。

3.6.5驱动滑轮其他要求同3.5滑轮。

3.7卷筒组件

3.7.1电力驱动的卷筒应采用单层卷绕卷筒。

单层卷绕卷筒的节圆直径不应小于钢丝绳直径的20倍。

3.7.2带槽卷筒应用高质量的铸件或无缝钢管或板材弯卷焊接并经机械加工而成。

绳槽的尺寸、槽距应与所用钢丝绳规格相匹配并符合相应的规范。

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3.7.3钢丝绳绕进或绕出卷筒时，钢丝绳偏离螺旋槽两侧的角度不应超过3°，不符合此规定的应设排绳机构。

3.7.4卷筒应有合适的长度，每一根缠绕在卷筒上的钢丝绳应至少有两圈安全圈，在卷筒一端或另一根钢丝绳起端处至少有一圈绳槽的间隙。

3.7.5钢丝绳尾在卷筒上的固定，可采用压板、楔块等方式，固定一定要可靠、牢固，有防松或自紧的性能。

若采用压板固定，每根钢丝绳端的压板数量不少于3块。

3.7.6卷筒出现下述情况之一时，应报废：

a.裂纹；

b.筒壁磨损达原壁厚的20％；

3.8驱动装置

3.8.1悬吊设备必须使用两个独立的制动器，每个制动器都必须有足够的力矩，每个制动器应在合理的制动距离内制动1.25倍的额定载荷。

3.8.2水平行走驱动装置可采用单制动器。

3.8.3制动器与电动机电源应连锁、受控，制动器只能在电动机电源接通时才能松开，并保持或控制载荷。

3.8.4卷扬机和其他类似的电力驱动装置根据用户要求可配有辅助传动机构，辅助传动装置可经手动结合，并在低速情况下操作设备。

手动操作离合器应与电气传动装置连锁，以防在手动操作时电气传动装置通电操作。

电动辅助传动装置的速度应在额定（或最高）速度的10％和25％之间。

辅助传动装置必须在设备旁就地操作。

3.8.5除超程限位外，辅助传动装置的动作不应变更任何限位装置的限定位置，不会影响设备的通电操作。

3.8.6卷扬机的卷筒上应设有压绳装置，防止钢丝绳脱槽。

3.8.7手动平衡重吊杆必须配备一个锁紧装置，该装置在运行的两个方向上分别至少能承受2个人的手操作力（2×280N）。

该锁紧装置允许作用于操作绳上。

操作绳直径应不小于22mm。

3.8.8电力驱动的吊杆和单点吊升降速度不宜超过1.8m／s。

3.8.9电力驱动的灯光悬吊设备，当运行速度大于0.1m／s时，宜采取调速装置或软启动控制装置。

3.9电动机

3.9.1电动机一般采用全封闭风冷交流异步电动机或伺服电动机。

电动机的绝缘等级不低于F级，外壳防护等级不低于IP54。

3.9.2电动机可按断续工作制设计，但不低于S3工作制。

3.9.3电动机的功率因数应大于或等于中国国家现行标准。

3.9.4在设计极限要求的情况下，电动机的最大力矩或堵转力矩应保证设备起动的需要。

在设计要求的情况下，电动机不应出现过热。

3.9.5电动机宜选用带温度保护装置的电动机，或在适当的控制设备内设有热保护装置。

3.10减速器

3.10.1减速器应选用符合国家规定的标准产品。

3.10.2选用标准型号的减速器时，其设计寿命应和该机构的利用等级相符合。

可按额定载荷产生的扭矩或／和电动机的额定功率选择减速器。

如果冲击载荷较大，则应考虑冲击载荷影响，在轴端径向载荷较大时必须进行验算。

3.11制动器

3.11.1应采用安全制动器。

当电源断电时，制动器因弹簧压力的作用而抱紧。

制动器应能在规定的时间内对最大负载进行安全减速，并使负载处于静止状态。

3.11.2制动器应能高效运行，且其性能不会因振动和磨损而降低。

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3.11.3根据设备用途及使用场所，对于吊杆、幕类升降、单点吊机等在演出中使用的台上设备，制动器宜选择低噪音的产品。

3.11.4制动器的零件，出现下述情况之一时应报废:

a.裂纹；

b.制动摩擦片厚度磨损达原厚度的40％；

c.弹簧出现塑性变形。

3.12保护装置

3.12.1悬吊设备应配有限位开关、超程开关、松绳检测、过载检测等保护装置。

3.12.2悬吊设备应设置上升及下降限位开关，上升限位开关必须设置两套。

限位开关必须保证在任何负荷及速度下从任何方向撞击都能以规定的精度重复动作。

3.12.3超程开关动作时必须保证该设备的供电电源能够被切断，且留有适当的安全距离。

3.12.4松绳检测装置的动作应能迅速终止钢丝绳进一步松弛