一、概述  

      　　 舞臺機械最重要的指標之一是安全可靠，所有種類的舞臺機械都必須保證在任何時候是絕對安全可靠的。  

      對舞臺機械的可靠性設計，目前研究的很少?？煽啃栽O計理論是建立在大量實驗數(shù)據(jù)基礎上的，不同的使用場合要求不同的可靠度，設備的可靠性是根據(jù)其重要程度、工作要求和維修難易等方面的因素綜合考慮決定的。舞臺機械的使用率不高，載荷率較低，對壽命設計有一定要求，而對可靠性設計則要求很高，因為一旦出現(xiàn)問題就可能造成嚴重的安全事故或較大的經(jīng)濟損失。舞臺機械必須有較高的可靠性，其失效概率應在0.1~1.0%之間。由于缺乏必要的實驗數(shù)據(jù)和具體深入的研究，可靠性設計理論在舞臺機械設計中尚無具體應用。研究表明，雖然只用安全系數(shù)不能完全反映可靠性水平，但在舞臺機械零部件設計中將各參數(shù)作為隨機變量處理，尚缺乏足夠的數(shù)據(jù)。所以，將設計參數(shù)作為確定量，用強度安全系數(shù)或許用應力作為判別依據(jù)，通過選取適當?shù)陌踩禂?shù)來近似控制其工作可靠性的要求，仍然是當前舞臺機械設計的主導方法。由于計算結(jié)果與實際情況有一定偏差，故必須使計算允許的零部件的承載能力有必要的安全裕量，這就是確定安全系數(shù)的基本出發(fā)點。通常，舞臺機械還應提出設計壽命指標。以工作年限為單位的壽命指標對舞臺機械并不適用，而以工作小時計的壽命更符合實際，8000~10000小時的工作壽命應當是舞臺機械設計的基礎數(shù)據(jù)。  

      　　 舞臺機械的安全性指標主要包括設備安全、人身安全和電氣安全等三方面，而且，這三個因素相互關聯(lián)、相互影響，有時是不可分割的。  

      　　 二、設備安全  

      設備安全是指：舞臺機械設備在規(guī)定的工作條件下長期使用不產(chǎn)生意外事故的能力；在發(fā)生臨時故障時能在降低后的技術參數(shù)下繼續(xù)工作的能力；舞臺機械設備對非正常工作狀態(tài)的感知、顯示和報警的能力。這種能力或性能通常是由機械設計本身和電氣控制共同完成的；考慮在演出中盡快能排除舞臺機械的臨時故障的能力，使舞臺機械的故障盡量能不影響演出的正常進行。  

      　　 涉及設備安全的因素很多，主要有以下幾個方面：  

      　　 1．足夠的安全系數(shù)  

      所有機械零部件的選擇和設計必須保證在額定載荷和慣性載荷的聯(lián)合作用下，能可靠的工作并有一定的安全儲備，即有足夠的安全系數(shù)。安全系數(shù)定義為:所有材料的極限應力與零件的最大工作應力之比。零件的最大工作應力應考慮最大靜載荷及動載荷（緊急啟制動、碰撞等慣性載荷）作用下產(chǎn)生的應力。例如:懸掛重物或牽引用的鋼絲繩，其安全系數(shù)應大于或等于10;起重鏈的安全系數(shù)應大于或等于12;傳動鏈的安全系數(shù)應大于或等于10;所有傳動系統(tǒng)的部件在選用時應能承受兩倍的額定載荷;初略計算時，傳動件和受力件的安全系數(shù)應大于或等于6，精確計算時其安全系數(shù)應符合有關標準或規(guī)范對該類零件的規(guī)定。  

      　　 2．合適的剛度  

      舞臺機械的主要受力構(gòu)件應有合適的剛度，以適應舞臺表演的需要。通常，規(guī)定受力構(gòu)件的撓度應小于構(gòu)件跨度的1/1000~1/800，有時，還對撓度的絕對值作出規(guī)定，這些構(gòu)件必須同時滿足這兩個要求。傳動件的扭轉(zhuǎn)剛度、壓桿的穩(wěn)定性等應符合有關標準規(guī)范的規(guī)定。對升降臺來說，為了獲得足夠的橫向剛度，其計算水平載荷不小于垂直運動載荷的1/20。  

      　　 3．合理的結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)  

      為避免或減少某些機械零件由于結(jié)構(gòu)尺寸不合理而產(chǎn)生過大的附加應力或過早的疲勞破壞，設計時應對其結(jié)構(gòu)尺寸給予足夠的重視。卷揚系統(tǒng)的零部件比較典型，如：卷揚機驅(qū)動卷筒的直徑應大于鋼絲繩直徑的18倍，滑輪直徑應大于鋼絲繩直徑的20倍，摩擦傳動（曳引式傳動）的驅(qū)動輪直徑應大于鋼絲繩直徑的40倍等，所有鋼絲繩用的配件都要和鋼絲繩直徑相匹配，鋼絲繩接頭只能采用那些傳遞載荷大于80%鋼絲繩斷裂載荷的接頭形式，如：編接接頭、合金澆注套管接頭、楔型接頭、鋁合金擠壓套管接頭和符合規(guī)定并正確使用的鋼繩繩夾等。卷筒擋邊的高度應大于鋼絲繩直徑的2倍，單層卷繞的卷筒，至少留有兩圈摩擦固定圈，鋼繩與卷筒或滑輪的偏角應小于4°等。