舞台机械设计说明.docx

1、舞台机械设计说明 舞台机械设计说明一、工程概况1.1工程名称：1.2项目名称：1.3建设单位：1.4建设地点：二、设计依据2.1剧场建筑设计规范JGJ57-2000 2.2剧场舞台用大幕机械装置ZBJ80017-892.3舞台和影视用吊杆装置ZBJ90011-992.4舞台和影视吊杆装置Q/321284JDE/01-19992.5建筑与建筑群综合布线系统工程规范CECS72-952.6焊缝_工作位置_倾角和转角的定义GBT16672-19962.7钢结构防腐涂装工艺标准GB508-19962.8舞台机械台上设备安全WHT28-20072.9纺织物燃烧性能测定垂直法GB5455-852.10窗帘

2、幕布类纺织物材料B1防火标准GB8624-1997三、设计的内容道灯杆等等。四、设计思想 舞台机械最重要的指标之一是安全可靠，所有种类的舞台机械都必须保证在任何时候是绝对安全可靠的。 对舞台机械的可靠性设计，目前研究的很多。可靠性设计理论是建立在大量实验数据基础上的，不同的使用场合要求不同的可靠度，设备的可靠性是根据其重要程度、工作要求和维修难易等方面的因素综合考虑决定的。舞台机械的使用率不高，载荷率较低，对寿命设计有一定要求，而对可靠性设计则要求很高，因为一旦出现问题就可能造成严重的安全事故或较大的经济损失。舞台机械必须有较高的可靠性，其失效概率应在0.11.0%之间。尚无具体应。研究表明，

3、虽然只用安全系数不能完全反映可靠性水平，但在舞台机械零部件设计中将各参数作为随机变量处理，尚缺乏足够的数据。所以，将设计参数作为确定量，用强度安全系数或许用应力作为判别依据，通过选取适当的安全系数来近似控制其工作可靠性的要求，仍然是当前舞台机械设计的主导方法。由于计算结果与实际情况有一定偏差，故必须使计算允许的零部件的承载能力有必要的安全裕量，这就是确定安全系数的基本出发点。通常，舞台机械还应提出设计寿命指标。以工作年限为单位的寿命指标对舞台机械并不适用，而以工作小时计的寿命更符合实际，800010000小时的工作寿命应当是舞台机械设计的基础数据。 舞台机械的安全性指标主要包括设备安全、人身安

4、全和电气安全等三方面，而且，这三个因素相互关联、相互影响，有时是不可分割的。 设备安全是指：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。涉及设备安全的因素很多，主要有以下几个方面：1足够的安全系数 所有机械零部件的选择和设计必须保证在额定载荷和惯性载荷的联合作用下，能可靠的工作并有一定的安全储备，即有足够的安全系数。安全系数定

5、义为: 所有材料的极限应力与零件的最大工作应力之比。零件的最大工作应力应考虑最大静载荷及动载荷（紧急启制动、碰撞等惯性载荷）作用下产生的应力。例如: 悬挂重物或牵引用的钢丝绳，其安全系数应大于或等于10; 起重链的安全系数应大于或等于12; 传动链的安全系数应大于或等于10; 所有传动系统的部件在选用时应能承受两倍的额定载荷; 初略计算时，传动件和受力件的安全系数应大于或等于6，精确计算时其安全系数应符合有关标准或规范对该类零件的规定。2合适的刚度 舞台机械的主要受力构件应有合适的刚度，以适应舞台表演的需要。通常，规定受力构件的挠度应小于构件跨度的1/10001/800，有时，还对挠度的绝对值

6、作出规定，这些构件必须同时满足这两个要求。传动件的扭转刚度、压杆的稳定性等应符合有关标准规范的规定。对升降台来说，为了获得足够的横向刚度，其计算水平载荷不小于垂直运动载荷的1/20。3合理的结构和尺寸参数 为避免或减少某些机械零件由于结构尺寸不合理而产生过大的附加应力或过早的疲劳破坏，设计时应对其结构尺寸给予足够的重视。卷扬系统的零部件比较典型，如：卷扬机驱动卷筒的直径应大于钢丝绳直径的18倍，滑轮直径应大于钢丝绳直径的20倍，摩擦传动（曳引式传动）的驱动轮直径应大于钢丝绳直径的40倍等，所有钢丝绳用的配件都要和钢丝绳直径相匹配，钢丝绳接头只能采用那些传递载荷大于80%钢丝绳断裂载荷的接头形式

7、，如：编接接头、合金浇注套管接头、楔型接头、铝合金挤压套管接头和符合规定并正确使用的钢绳绳夹等。卷筒挡边的高度应大于钢丝绳直径的2倍，单层卷绕的卷筒，至少留有两圈摩擦固定圈，钢绳与卷筒或滑轮的偏角应小于4等。4可靠的安全装置 舞台机械设备必须有较完善的安全保护装置，以保证设备运行的安全。一般设备均设有行程极限开关和超行程开关。对吊杆卷扬机或类似卷扬机，还要设松绳保护、跳槽或叠绳保护、超速保护、超载（过流）保护等安全措施并能在非常情况之下显示与报警，在出现危险情况后，控制系统只允许设备向降低危险的方向运动。在设备恢复正常状态后，才能继续原来的运动。为了安全的目的，舞台机械的制动机构必须是：两台独

8、立控制的制动器（或液压锁），或机构自锁（含减速器自锁）再加一台制动器。而且，每台制动器均有承担全部传动力矩的能力。在采用两台制动器时，其中一台是工作制动器，另一台是安全制动器。5必要的备用系统或装置 设备偶然产生故障时，要有必要的措施能够继续使用（或在降低了的技术参数下继续使用）设备，或是能使设备返回到安全位置。这些措施包括: 辅助传动系统（电动或手动），多点传动系统，计算机控制系统及其元器件的冗余配置等。设备自带的辅助传动系统常用于乐池升降台、主升降台等，而多台相同设备的辅助传动系统，如吊杆卷扬机房内用于吊杆卷扬机的辅助传动系统，常常是独立的。多点传动互为备用的系统在转台、辅助升降台和自走式

9、车台上较多应用。在计算机控制系统中，一些重要的、数量多的元器件如各类变频器多采用冗余配置。6有关设计数据和规定 由于舞台机械的特殊性，国外标准常常对设计用的数据作具体的或不同于一般机械的规定。国内虽然尚无具体设计标准，但随着近年来国际交往的日益增多，这些规定也被国内舞台机械设计单位认同。这些规定有：1）载荷：台下设备的静载荷与固定台面的静载荷相同，大中型剧场为5000N/m2，台下设备运动时的载荷分别为： 升降台：2500N/m2（单层台板或双层台的上台板） 1500N/m2（双层台的下台板） 车台：2500N/m2 转台（含车载转台）：2500N/m2 乐池升降台：2500N/m2 各类辅助

10、升降台：自重 台上设备的载荷按实际需要确定，无具体规定，但台上主要设备如吊杆卷扬机、轨道单点吊机、自由单点吊机等在国外均有定型产品以供设计选用。2）传动装置 传动装置（含电动机、联轴器、减速器、传动轴等）的计算承载能力应为实际载荷（或额定载荷）的两倍，实际载荷是运行中出现的最大载荷。3）额外行程 一般情况下，舞台机械的总行程应包括正常行程（由行程终止开关控制）、超行程（由超程开关控制）和额外行程组成。额外行程是指在超程开关动作后，舞台机械停止前所走的距离。额外行程与机械的速度及惯量有关，一般情况下，速度小于0.1m/s时，额外行程0.07m已经足够。速度小于0.02m/s的液压传动，油缸采用缓

11、冲设计时，可不设额外行程。平衡重的额外行程必须保证平衡重不与支撑物碰撞。4）定位与锁紧 台下设备必须能防止升降装置无意运动的任何可能性，对于钢丝强、链条作为承载部件和液压缸直顶而又无液压锁或活塞夹紧装置的结构，必须设置定位锁紧装置，以保证升降台进入静止状态后不会因载荷长期作用而下沉。5）制动器每个制动器应能够独立承受全部载荷，制动器的制动力只能由重力或弹簧力产生，带式制动器只能用于手动装置。6）平衡重不允许用弹簧代替平衡重，平衡重应安装在框架内并防止在运动中掉出来。7）钢丝绳钢丝绳钢丝的最小额定强度应大于或等于1570N/mm2，但如果超过1800N/mm2，则按1800N/mm2计算。五、设

12、计目标根据的形状，结合中华人民共和国国家标准，从本厅的实际使用功能出发，力求舞台机械；建筑声学条件与电声光学设计的完美结合。舞台机械及其控制系统达到：设备先进、操作方便、使用灵活、安全可靠、投入少、效果高。这一基本标准。我们仔细领会，多方征求专家意见做出可行方案。1 .设计宗旨：满足文艺团体演出的要求，保证大中型会议、学术报告兼顾电影放映的正常进行。技术要求：设计方案严格遵循设计规范、并请专家审核、设备材料严格选达到较高技术指标产品。2.设计理念：本着专业化，智能化和规范性原则。专业化原则：舞台机械及控制系统系统选用最好的机械设备控制系统；减速机使用国内优秀品牌。智能化原则：控制系统选用国际著

13、名品牌设备系统设备，其界面智能化程度极高，稳定、操作方便，保障设备变化的完整统一及艺术性的实现；建立相适应的网络平台，使数据传输更讯捷、更精确，大大提高舞台智能化的运做能力。规范性原则：所有设备安装技术均严格遵循国家标准规范，以保证其它特殊性团体演出及外来设备的使用方便。六、设备功能说明一）、常用设备功能说明 电动前沿幕（会标） 用于悬挂会标的设备，能方便快捷的更换标语等；具有操作简单，灵活适用等特点。设有行程及过位保护。技术参数：a、电机功率：2.2KW b、载荷：400Kg（含杆重）c、升降速度：0.3/s 对开大幕（可调速）调速大幕是舞台大幕的一种形式，该大幕能无级调速实现大幕开合。可根

14、据剧情调整快、慢，增强舞台演出的艺术性。大幕驱动机构安装方便、重量轻、功率小、动作灵活，是舞台大幕的理想驱动机械之一。技术参数：a、电机功率：1.1Kwb、对开速度：0.121.2m/s c、悬吊载荷：400Kg 电动景杆 电动吊杆是舞台机械中重要的设备之一，同时也是舞台演艺设备中使用最频繁的设备，其主要功能是用于提升布景，道具及横竖条和二道幕机构等，根据使用要求将吊杆分配至各个演出区间。技术参数： a、载荷：400Kg（含杆重） b、速度：0.3m/sc、驱动形式：采用电动卷扬不带配重，钢丝 绳单层叠加的方式实现4吊点同时排绳，设有上、下限位，及过位保护装置。 电动吊杆 电动吊杆是舞台机械中

15、最常用而且必备的设备之一，是吊挂演出灯具布设顶光的舞台设备。技术参数：a、载荷：600Kg（含杆重）b、速度：0.15m/sc、电机功率：2.2Kwd、定位精度：（取决与控台）e、驱动形式：采用电动卷扬不带配重，钢丝绳单层叠加的方式实现4吊点同时排绳，设有上、下限位，及过位保护装置。 侧光吊架 侧光吊笼是舞台布置侧光灯具的设备。吊笼为框架结构，有二层平台，可操作灯光，具有伸缩梯，可供操作人员上下。可按不同要求实现电动垂直升降、台深平移。技术参数a、外载：250kg b、笼体尺寸：1.214mc、升降速度：0.1m/秒d、平移速度0.1m/秒 e、垂直行程：6-8m 多功能影幕架及提升机构 采用

16、钢管焊接而成。设有弧度、仰度并带有（防尘幕、黑框）装置。设有上、下限位、过位保护。 是多功能影剧厅、会堂礼堂等放映电影的专用设备，运行平衡可靠、银幕平整、画面清晰。 银幕宜采用漫反射银幕，使画面效果更佳。传动装置采用蜗杆减速器，具有自锁性能，确保安全可靠。 行程开关装置。它由蜗杆、蜗轮、丝杆、档块、微动开关等组成， 升降对开二幕、三幕(会议幕、纱幕） 升降对开二幕机构是舞台幕布的一种传动设备之一，以满足不同会议和演出的要求在升降过程中又能同时对开；舞台灯光效果投射到纱幕上产生梦幻般的感觉，给观众以美的享受 天幕天幕是舞台上用来投射背景的设备。采用电动升降。设有行程及过位保护装置。技术参数：a、

17、电机功率：2.2Kwb、载荷：400Kg（含杆重）c、速度：0.3m/s 舞台幕布舞台幕布有大幕、前沿幕、天幕、横条幕、竖条幕、二幕、三幕等，均经过阻燃处理。 二）、舞台机械设备分类介绍 舞台机械种类繁多，舞台机械是舞台设备的主干，是影剧院礼演堂的重要组成部分，对舞台幕布、舞台灯光的设计起至关重要的作用！舞台机械设计的好坏直接影响到舞台的整体效果，他就好比一幢大楼的根基一样！而且舞台机械设计和安全也有很大的关系，舞台机械主要由台上机械（有幕布吊杆、灯光吊杆和景物吊杆）和台下机械（旋转，升降，伸缩等）组成。1.台上机械舞台吊杆分为电动和手动两种,它主要用于悬吊和升降各种幕布、灯具、布景等物，是上

18、下左右频繁移动机械,所以吊杆也是舞台安全的主要系数。电动吊杆的作用可以降低工作人员的劳动强度，起至事半功倍的效果,如果一个舞台的深度有14米,我们可以为他设置电动吊杆38道，其中24道景杆（含一道前沿幕）、14道备用吊杆【包括2道二维侧光灯架】，一道升降电影银幕架、1道灯光渡桥及无极均匀伸缩大幕机1套。通过我们多年的经验,我们认为泰州长江影视工程设备厂生产的产品，性能最稳定，安全最可靠，已经被上百家剧院采用。其运用了蜗轮蜗杆减速系统、材质为锡青铜，磨擦系数小，传动效率高。有防冲顶保护、上下限保护。当吊杆升、降至某一位置时，ABS抱死系统立即断火紧锁马达，这样确保吊杆停至此位置下滑系数最小,安全

19、性达到最高。且强弱电分开控制。 舞台机械的具体参数:A、景物吊杆技术参数如下： 电机功率：2.2KW吊点数：4个 升降速度：0.3m/s杆体长暂定：16米 电机转速：1400转/分速比为：40：1 提升荷载为：400KG杆体为钢管 控制方式：点控该型吊相具有上下限位，冲顶保护装置。制动形式：蜗轮、蜗杆自锁，电磁抱闸。噪音45dB.吊杆杆体用两根50黑铁管焊接成吊杆，中间接头内衬钢管。最后均刷防锈漆两遍，外层喷黑色油漆。B、灯光吊杆技术参数如下：电机功率：3KW吊点数：4个升降速度：0.15m/s杆体长暂定：14米电机转速：1400转/分速比为：50：1提升荷载为：600KG杆体为50黑铁管吊杆

20、控制方式：点控该型吊杆具有上下限位，冲顶保护装置。制动形式：蜗轮、蜗杆自锁，电磁抱闸。噪音45dB。吊杆杆体用50；黑铁管焊接成吊杆，中间接头内衬钢管。最后均刷防锈漆两遍，外层喷黑色油漆。 C、一次排绳吊挂系统 一次排绳吊挂吊杆机与普通多点吊机相比，运行更加平稳，系统排绳一次排开，没有多层缠绕的堆叠现象，使吊杆更平直，并使用的双刹制动技术，对现场演出的安全更有保障。电机功率：3KW升降速度：0.15m/s电机转速：1400转/分速比为：50：1提升荷载为：600KG杆体为 D、灯光吊笼 灯光吊笼是舞台布置侧光灯具的设备。吊笼为框架结构，有二层上人平台，可操作灯光，备有伸缩梯可供操作人员上下。灯

21、光吊笼可按不同要求实现电动垂直升降，台深平移。技术参数：笼体尺寸：1.2x1x4升降速度：0.1m/s平移速度：0.1m/s垂直行程：6-8m E、灯光渡桥 灯光渡桥是舞台布设顶光灯具的主要设备。它将舞台两侧的天桥通过码头连接起来，工作人员可以在上面方便的布设调节灯具，洒落演出用的彩丝带、花瓣等。灯光渡桥为框架结构，有较宽而安全的行人通道。采用电动拽引带配重的升降方式。技术参数：外载：500KG尺寸： 1.2x1x现场升降速度：0.1m/s垂直行程：现场高度F、电影银幕架电影银幕采用高增益电影专用幕，设计视距为银幕画面宽度的1.3倍，变法银幕宽度的0.78 倍，最大视距为普通银幕的5倍，变法银

22、幕的2.5倍。仰视角：中心观众至最高画面上缘的视线与视平线之间的夹角，第一排中心观众的最大仰视角不大于40，放映俯（仰）角：放映光轴与银幕中心法线所形成的垂直俯（仰）角，仰角不大于3，俯角不大于6银幕画面宽度应按下式计算： W=Bl/f式中：W为银幕画面宽度(m)； L为放映距离(m)； f为片门至镜头焦点的距离(mm)，可简化为镜头焦距。35mm放映机基本镜头焦距为90180mm，每10mm一档； b为片门宽度(mm)。普通银幕放映机片门尺寸为20.915.2mm，遮幅法为20.912.6mm，宽形法为21.218.1m，70mm影片片门尺寸为48.522.0mm；上述片门的高宽比分别为1:

23、1.37，1:1.66，1:2.35，1:2.2。变形法宽银幕的画面宽度按上式计算后还需乘2(压缩画面的扩展系数)。 为了方便试算，上式中的参数L可按经验公式预估，矩形观众厅L1.1，梯形观众厅L0.95(N为拟容纳的座席数）。观众厅的宽度亦可约估为0.7L左右。 银幕尺寸的确定尚应与所要求的银幕亮度相适应。亮度与画面面积成反比。35mm影片的银幕中心亮度应为50cd（坎德拉）15/，两侧至少应达此值的70%。G、 固态收线器固态收线器主要是使舞台灯光的布线整齐，防止线缆凌乱缠绕，并有散热防火的作用2台下机械 台下机械主要用于搭建舞台表演时需要的各种亭宇楼阁，从功能上分，有旋转舞台，升降舞台，

24、伸缩舞台，升降乐池，运景台等。从运动形式上分，有液压传动，丝杆传动，链传动，销齿传动等。 根据本次方案要求，我们重点了解一下升降乐池的工作原理七、舞台机械设计施工措施1、钢结构a)所有承重的钢结构件，其结构刚度大于1：1000b)钢结构件应设计合理，钢结构及其接头应能承受最大额定载荷和由紧急停车造成的冲击载荷；c)钢结构件所用材料应符合有关标准；d)钢结构焊缝须符合有关规定，主要焊缝应进行无损探伤检查；2、吊物与卷扬装置卷扬机卷扬机上的电动机和制动器应联合动作，只有电动机电源接通时，才能许可制动器打开；万一制动器打开，而电动机没有接通电源时，只许吊杆（负载）静止或低速下降；卷筒组件a)卷筒直径

25、不小于钢丝绳直径的30倍；b)卷筒用优质灰铸铁或厚壁无缝钢管焊接并经精确机械加工而成；c)钢丝绳屿卷筒绳槽中心线的夹角应中于2.5度；d)卷筒组件应设计防止钢丝绳在负荷或松驰状态下跳槽的装置。滑轮a)滑轮的节圆直径，不应小于钢索直径的28倍；b)滑轮及滑轮组应采用滚动轴承支承；c)滑轮及滑轮组应有防止钢丝绳脱槽的保护装置。d)钢丝绳与滑轮的偏角不超过2.5度。钢丝绳a)悬吊钢丝绳应为带有人造纤维芯的软钢丝绳；b)预先检验：供货时所有的钢丝绳均应分批测试；c)现场处理：钢丝绳在安装期间应小心处理，不能以任何方式技术打结或损坏；受损或变形的钢丝绳不予接收。所有切断头都应妥善处理d)安装：钢丝绳不应

26、与设备的固定或移动部分磨擦，在有损坏或卡住风险的地方，应采取正确防护措施；e)悬挂支承：穿过顶楼的转向滑轮或在其它需要悬挂支承的地方，钢丝绳应在滑轮上进行支承。钢丝绳配件1)钢丝绳配件应采用表面镀锌的标准配件；2)钢丝绳配件规格尺寸与钢丝绳匹配；使用钢丝绳夹的地方，每个接头至少使用3个正确安装的绳夹。3、吊杆a)吊杆采用圆管杆或桁架杆，管子或构架应平直、无扭曲变形；b)管杆采用优质无缝钢管制造；c)杆的接头应尽量少，接头采用实心圆棒与管子配合；d)悬吊钢丝绳的端头用单独安装于杆上的调节装置进行调整；e)管端：管端应配有带醒目颜色的永久性塑料帽或钢封头；4、限位、定位、超程开关a)限位及定位开关

27、行程终止限们开关：行程终止限位开关应能测出设备正常行程绺并使之停车；普通机械式 中间定位开关：在合适的地方配置中间定位开关和减速开关；直接碰撞限位开关：行程终止限位开关也可选用直接碰撞限位开关。b)超程限位开关超程限位开关：所有电动设备都应安装单独的超程限位开关，以防行程终止限位开关发生故障导致机械损伤。5、电动机 a)工作循环：舞台机械按断续操作设定。每个工作循环规定为在载荷条件下6次全行程运转并有15min停顿；b)电动机型号：舞台机械的传动装置，采用国内品牌电动机。c)功率因素：所有电动机的功率因素应大于或等于0.85。 八、控制系统 舞台机械控制系统有普通型、电子定位和电脑控制等型号。

28、1.数字模拟系统技术参数：标准定位精度2CM，最高1CM标定下滑抑制能力：80CM额定短路动作电流：1A WKT-000D系列吊杆控制台是以前推杆式控制台的更新换代产品，在保留原有先进功能的基础上，新增了许多特殊功能，使之外观更豪华、操作更简便、功能更强劲。该系列吊杆控制台采用数字和模拟混和型电路设计，因此具有数字控制台的高精度控制和模拟控制台的高可靠性，其基本功能如下：点动、集控随意用本控制台点动、集控可以分开或同时应用，而不需要拔动转换设备。这可以使点控、集控相互弥补，相互协调，操作起来更简单、快捷。全功能LED指示操作台上面每一个按键均有对应的指示，使之一目了然。完善的保护机构本控台具有

29、停电断电功能、冲顶断电功能及全自动限载断电功能和热过载保护电路。所有的输出、输入端子均采用抗短路设计，杜绝意外碰线所引起的损坏。吊杆运行按键均经过智能数字电路处理，能自动识别该按键是否符合动作要求，从而防止正反向接触器同时吸合所造成的损坏。高精度电子定位系统本控制台采用高精度预置参数式电子定位系统，能高精度测量各个吊杆的下滑参数，并保存处理。彻底解决因吊杆下滑而造成定位不准的这一重大难题，可使定位精度达1厘米左右。这使我公司的控制台制作水平提升至一个新的高度。可重预选式编场设计，可使7场预选升级为47场预选。场景演示功能此功能可在吊杆不动作的情况下，知道所编进场次的吊杆号，也可进行操作演习。首

30、先打开控台后右侧的电源开关，将钥匙插入标有电锁(POWER)字样的锁孔内，轻轻顺时针旋至ON，复位(开始START)键上的指示灯会指示电源是否正常。此时控制台处于场景演示状态，可进行场景演示，检查吊杆是否被正确编场。点动操作 轻按一下复位(开始START)键，控制台右下方的紧急停止(CUT)键指示灯会指示三相电源是否正常。 如正常，轻按控台下方的上(UP)、下(DOWN)运行控制键，即可进行您想要的操作了。集控操作按您的需要拔动控台上方编场(EDIT)区的7组三定位拔开关，选择向上、向下或空格，进行编场。完毕后，先按场选(CHOICE)区您已编入场次的序号按钮，控制台右上方的红色指示灯会同时指示出此序号所对应的拔动开关群。再轻按集控(UNITE)键即可自动完成操作。电子定位操作 在使用电子定位操作之前，必须对所有吊杆进行初始化设置，步骤如下： 先用定位锁定旋钮任意设定一个高度，再用点动操作将所有吊杆下降至设定的位置。 关断电锁再重新打开，使控制台处于场景演示状态。按下控制台所有吊杆的设置(SET)按钮，然后左手按下所要设置吊杆的下(DOWN)键，右手用中号一字螺丝刀轻轻调整校正(CORT)旋钮，直至定位(ARRI