游乐设施寿命的计算方法
游乐设施寿命的计算方法
关于游乐设施寿命的计算方法张静最近，国家质检总局质检特函(2011] 53号文（关于对《关于大型游乐设施使用年限问题的请示》的回复）中提出：2003年6月1日起实施的《游乐设施安全技术监察规程（试行）》规定：“设计单位应在设计文件明确主要受力部件，并规定整机及关键零部件设计使用寿命”。
国家质检总局责令运营使用单位联系原制造单位确认设备设计使用期限。
53号文规定：达到设计使用期限且无改造、维修价值的设备，运管使用单位应按《特种设备安全监察条例》规定及时予以报废并办理注销手续。
53号文还规定：达到设计使用期限仍有改造、维修价值的设备，运营使用单位可委托设备原制造单位或具备相应制造许可资格的单位进行维修、重大维修或改造，确定继续使用期限和使用条件。
就该文件提出的意见谈谈本人的看法：一、国家质检总局从人民群众生命和财产安全出发，责令运营使用单位联系原制造单位确认设备设计使用期限，是完全正确的。
国家质检总局的技术规范《游乐设施安全技术监察规程（试行）》已经做了规定“设计单位应在设计文件明确主要受力部件，并规定整机及关键零部件设计使用寿命”。
由游乐设施的原制造单位确认设备设计使用期限。
二、国家质检总局提到的游乐设施设计使用期限，早在《游乐设施安全技术监察规程（试行）》做了规定“其设计寿命应大于8年(在设计说明书中有特殊规定的除外)，不易拆卸的轴类（指拆装工作量占整机安装工作量的50%以上）按无限寿命设计。
”这就是说游乐设施设计使用期限不应该是8年，而是比8年多。
并且在GB 8408—2008《游乐设施安全规范》中也说明游乐设施的整机及主要部件设计使用寿命，整机使用寿命不小于23000h。
全国索道与游乐设施标准化技术委员会《游乐设施实用手册》（第三版）GB 8408-2008《游乐设施安全规范》释义中“对整机使用寿命不小于23000h”加以解释为：“整机使用寿命是这样考虑的：平均每天运行7—8h，每年运行300天，使用10年。
机器设备寿命估算
第八章机器设备寿命估算第一节概述一、自然寿命：即物理寿命，是指在规定使用条件下，从开始使用到因物质损耗而报废所经过的时间。
自然寿命主要受有形磨损的影响。
二、技术寿命：新技术出现，原有设备失去使用价值。
第Ⅱ种无形磨损将使技术寿命缩短。
三、经济寿命：继续使用，在经济上不合理。
经济寿命受有形磨损和无形磨损的共同影响。
第Ⅰ种无形磨损使设备的更新成本降低；第Ⅱ种无形磨损也会使设备的经济寿命降低，这是因为在技术进步后，由于新的效率更高的设备的出现，继续使用原有设备在经济上是不合理的。
第二节磨损寿命一、磨损：磨损主要发生在具有相对运动的零部件之间，其后果是破坏了零部件的配合尺寸和强度，当磨损量超过允许极限时，将导致设备失效。
二、典型的磨损过程（一）典型的磨损过程分为三个阶段：1.初期磨损阶段（第Ⅰ阶段）：零部件表面的宏观几何形状和微观几何尺寸都发生明显变化，磨损速度很快。
初期磨损阶段的磨损方程为：简化为直线处理，磨损方程为：2.正常磨损阶段（第Ⅱ阶段）：磨损情况比较稳定，磨损量随时间均匀增加，即二者成线性关系。
正常磨损阶段的磨损方程为磨损强度3.急剧磨损阶段：磨损量急剧上升，机器设备的精度、技术性能和生产效率明显下降。
在进入急剧磨损阶段之前，应该进行修理。
（二）简化磨损方程将第一阶段，即初期磨损阶段忽略不计（三）磨损寿命：设备的正常寿命T应该是第一阶段和第二阶段时间之和。
简化后剩余寿命为例：已知磨损强度为：0.5mm/年，且设备运行三年后，磨损率为1/4，则总寿命为：年剩余寿命为：12-3=9年实际磨损量为：3×0.5=1.5mm极限磨损量为：12×0.5=6mm第三节疲劳寿命理论及应用一、基本概念（一）应力1.内力：物体的一部分对另一部分的的机械作用。
2.应力：单位面积上的内力。
σ：正应力，法向应力，与截面垂直τ：切应力，剪应力，与截面平行（二）应变：尺寸或形状的相对改变。
设杆长为在P力作用下，伸长则线应变（三）应力和应变的关系与P成正比与成正比与横截面积F成反比E是比例常数E比例常数，E↗则同样P力作用下，↘，所以，它代表了材料在受力后抵抗变形的能力，称之为材料的弹性模量。
游乐设施使用寿命探讨
游乐设施使用寿命探讨作者：靳见杰来源：《智富时代》2018年第02期【摘要】随着改革开放的不断深入和经济的快速发展，各种大型游乐公园应运而生，如雨后春笋般出现在全国各大中城市，游乐设施的使用安全非常重要，其中使用寿命更是安全的有效保障。
本文将对游乐设施使用寿命相关内容进行分析，以供参考。
【关键词】游乐设施；使用寿命；疲劳极限一、前言随着我国经济总量的持续增长，人们对生活的美好向往不仅表现在物质的需求，更表现在精神的追求方面，游乐公园中的各种游乐设施满足了人民精神文化需求，但其安全性和使用寿命也日益得到社会的关注和重视。
这些对游乐设施公司和游乐设施研制机构提出了更高的标准。
游乐设施的使用寿命直接关系到游客们的安全，也关系到游乐公司的经济效益。
所以在研制游乐设施时一定要严格按照国家标准来执行。
二、游乐设施的零部件和构件分为无限寿命设计和有限寿命设计游乐设施的部件和部件在操作过程中受到循环应力，并且基于疲劳强度理论和疲劳测试数据确定其合理的结构和尺寸。
机械零部件对疲劳失效的抵抗力称为零部件疲劳强度。
传统的疲劳强度设计基于名义应力，可分为无限寿命设计和有限寿命设计。
（一）无限寿命设计游乐设施安全监察规程第七条，重要轴（销轴）类零部件，其设计寿命应大于8年（在设计说明书中有特殊规定的除外），不易拆卸的轴类（指拆装工作量占整机安装工作量的50%以上）按无限寿命设计。
当循环载荷的最大计算应力小于材料的疲劳极限时，零部件为无限寿命，计算的疲劳安全系数满足下列条件：将工作应力限制在疲劳极限以下，即应用S-N曲线的水平段进行设计，零件的疲劳寿命假设是无限的。
（二）有限寿命设计当循环载荷的最大计算应力大于材料的疲劳极限时，将使用疲劳寿命谱来计算组件的使用寿命。
通常使用超过疲劳极限的工作压力来减少零件部分，减轻重量或使用便宜的材料来降低成本。
假设零件受到循环应力，当其最大和最小应力值固定时，有限寿命设计方法与无限寿命设计相同，除了在强度准则中，疲劳极限被有限寿命条件疲劳极限所取代。
游乐设施载荷计算公式
游乐设施载荷计算公式在设计游乐设施时，载荷计算是非常重要的一项工作。
游乐设施的载荷计算需要考虑到多种因素，包括使用者的重量、设备的自重、风荷载等。
通过合理的载荷计算，可以确保游乐设施的安全性和稳定性，保障游客的安全。
一、载荷计算公式。
1. 使用者载荷：使用者载荷是指游乐设施在使用过程中承受的人员重量。
一般情况下，使用者载荷可以通过以下公式计算：P = n × W。
其中，P为使用者载荷，n为设备的设计人数，W为每位使用者的平均重量。
2. 设备自重：设备自重是指游乐设施本身的重量。
设备自重可以通过以下公式计算：G = V ×γ。
其中，G为设备自重，V为设备的体积，γ为材料的密度。
3. 风荷载：风荷载是指游乐设施在风力作用下所承受的压力。
风荷载可以通过以下公式计算：F = 0.5 ×ρ× V^2 × A。
其中，F为风荷载，ρ为空气密度，V为风速，A为设备的有效风压面积。
二、载荷计算的注意事项。
1. 载荷计算需要考虑到使用者的不确定性。
在实际使用过程中，游客的重量可能会存在一定的波动，因此在进行载荷计算时需要考虑到使用者重量的变化范围。
2. 载荷计算需要考虑到设备的使用环境。
不同的使用环境可能会对载荷产生不同的影响，例如在海边或高山地区，风力可能会比较大，需要考虑到风荷载的影响。
3. 载荷计算需要考虑到设备的安全系数。
在进行载荷计算时，需要考虑到设备的安全系数，以确保设备在实际使用中能够承受更大的载荷。
4. 载荷计算需要考虑到设备的疲劳寿命。
在进行载荷计算时，需要考虑到设备的疲劳寿命，以确保设备在长期使用中不会出现疲劳破坏。
三、载荷计算的实际应用。
1. 游乐设施的设计阶段，在游乐设施的设计阶段，载荷计算是非常重要的一项工作。
通过合理的载荷计算，可以为游乐设施的结构设计提供重要的参考依据，确保设备在使用过程中能够承受各种载荷的作用。
2. 游乐设施的改造和维护，在游乐设施的改造和维护过程中，载荷计算也是非常重要的。
设备经济寿命计算
设备经济寿命计算
一、设备价值评估
设备的价值是设备经济寿命计算的重要因素之一。
设备的价值可以根据市场价格、购买价格、评估价值等方式来确定。
在确定设备价值时，需要考虑设备的当前市场价格、二手市场价格、设备的功能和使用状况等因素。
二、设备维护成本
设备的维护成本也是设备经济寿命计算的重要因素之一。
设备的维护成本包括设备维修、更换零部件、燃料、电力等费用。
在计算设备经济寿命时，需要考虑设备的维护成本和维修频率，以便更好地评估设备的经济效益。
三、设备使用年限
设备的经济寿命与设备的使用年限密切相关。
设备的使用年限可以根据设备的物理寿命、技术寿命和经济寿命等方式来确定。
设备的物理寿命是指设备从开始使用到报废的时间；技术寿命是指设备从开始使用到因技术落后而被淘汰的时间；经济寿命是指设备在使用过程
中，考虑到设备的使用成本和残值等因素后，能够为企业带来经济效益的时间。
四、设备折旧率
设备的折旧率是计算设备经济寿命的重要因素之一。
设备的折旧率是指设备在使用过程中，由于磨损、老化、腐蚀等因素导致设备价值逐渐降低的速度。
在计算设备经济寿命时，需要考虑设备的折旧率和折旧方式，以便更好地评估设备的经济效益。
五、设备残值
设备的残值是指设备在使用期满后的剩余价值。
在计算设备经济寿命时，需要考虑设备的残值和报废处理方式，以便更好地评估设备的经济效益。
总之，设备经济寿命计算需要考虑多个因素，包括设备的价值评估、维护成本、使用年限、折旧率和残值等。
通过对这些因素进行分析和计算，可以为企业提供有关设备更替和更新改造的决策依据。
游乐设施监督检验内容要求与方法
游乐设施监督检验内容要求与方法1.设施安全性检验要求：a.结构安全性检验：对设施的整体结构进行检验，包括材料强度、焊接接头、螺栓连接等方面。
b.操作安全性检验：检验设施的各种操作部件是否正常工作，如按钮、开关、紧急制动器等。
c.电气安全性检验：检验设施的电气系统是否符合安全标准，如电线绝缘是否良好、接地是否可靠等。
d.地基基础稳定性检验：对设施的地基基础进行检验，确保设施的稳定性和承重能力。
2.设施操作性能检验要求：a.运行速度、加速度和减速度检验：对设施的运行速度、加速度和减速度进行检验，以确保其在运行过程中的安全性和舒适性。
b.运行轨迹和高度变化检验：对设施的运行轨迹和高度变化进行检验，确保设施在运行过程中不会产生过于剧烈的变化，以保证游客的安全。
c.紧急制动检验：对设施的紧急制动系统进行检验，确保在紧急情况下能够及时停止设施运行。
d.过载试验：对设施的承载能力进行试验，确保设施在正常运行条件下具有足够的安全保障。
3.设施使用寿命和维护状况检验要求：a.材料老化检验：对设施的各种材料进行老化检验，确保设施的使用寿命符合要求。
b.设施维护记录检验：检查设施的维护记录，确保设施的维护工作得到有效执行。
c.润滑和防锈检验：对设施的润滑和防锈工作进行检验，确保设施在运行过程中能够良好工作，同时延长设施的使用寿命。
4.游乐设施安全管理要求：a.设施管理制度检验：检验设施的管理制度是否健全，包括安全管理手册、应急预案等。
b.设施人员培训检验：对设施管理人员的培训情况进行检查，以确保其具备管理和维护设施的技能和知识。
c.安全监控系统检验：对设施的安全监控系统进行检验，确保设施在运行过程中能够及时监测到任何潜在的安全隐患。
以上是对游乐设施监督检验内容要求和方法的一般性描述，具体的检验要求和方法根据不同类型和规模的游乐设施可能会有所不同。
在进行检验时，应严格按照相关法律法规和标准的要求进行，确保游乐设施在使用过程中的安全性和可靠性。
关于计算游乐设施剩余使用寿命及看法
关于计算游乐设施剩余使用寿命的看法在高空、高速下运行的游乐设施是涉及生命安全、危险性较大的特种设备,是与人民群众密不可分休闲娱乐设施.它造福于人类,让人们的生活更加丰富多彩,但由于管理不善和设备本身安全性能等因素的影响一旦发生事故,会给人民生命财产和经济发展带来重大损失.其安全运行,事关人民群众生命和财产安全,事关社会稳定.为此,国家授予国家质量监督检验检疫总局及各级地方质量技术监督局,对大型游乐设施的设计质量、制造质量、安装质量和运行安全等四方面质量安全实施专项安全监察,以保证旅游景区、游乐场所等特定区域使用的大型游乐设施和专用机动车辆的运营安全.一、国家对游乐设施的监管2003年国务院第373号令公布了《特种设备安全监察条例》〔以下简称《条例》〕,又于2009年对《条例》进行了修订,进一步强化了特种设备的安全监察,游乐行业特种设备的安全监察工作进入了科学化、程序化、规X化全面发展阶段.《条例》实施以来,国家质检总局先后出台了《大型游乐设施设计文件鉴定规那么〔试行〕》、《机电类特种设备制造许可规那么〔试行〕》、《机电类特种设备安装改造维修许可规那么〔试行〕》、《游乐设施安全技术监察规程》、《游乐设施监督检验规程》、《特种设备注册登记与使用管理规那么》、《特种设备作业人员监督管理办法》、《大型游乐设施安全管理人员和作业人员考核大纲》等一系列配套的规章制度、技术规X,进一步完善了《条例》中规定的各项内容,形成了我国的特种设备安全监察"行政法规—部门规章—安全技术规X—相关标准及技术规定"四个层次的法规体系结构.二、媒体关注游乐设施的使用寿命##东部华侨城"太空迷航"出事故后,媒体更加关注大型游乐设施安全状况,各地不断出现关于拆除或封停达到使用年限设备的报道.如##市市场监管局福田分局有关人员介绍,"6·29"东部华侨城大型游乐设施事故发生后,该分局对辖区内的香蜜湖度假村、荔枝公园等4家单位的25台大型游乐设施安全进行了大检查.检查中发现,香蜜湖度假村游乐设施使用年限较长,监管人员要求危险性较大的双环过山车停用；东莞市质监局在2010年5月20日,曾召集游乐设施的经营单位,通报了在监管过程中发现存在的问题,指出部分游乐设施"老"了,实际使用年限接近设计使用年限,存在安全隐患.对于接近使用年限的"高龄"设备,加大监管力度,采取更加细致、全面和更高频次的检查,坚决拆除或封停达到使用年限的设备.2010年8月5日宜昌市质监局执法人员对城区各大公园游乐设施及特种设备进行了"体检".在东山公园内,执法人员发现,"过山车"为1997年投入运营,"激流勇进"1994年已开始使用,"疯狂老鼠"和"摩天轮"的使用年限也已超过了十年.按规定,大型游乐设施的使用年限为8年,这几处游乐设施明显属"超期服役",有重大安全隐患,遂将其贴上了封条,要求立即停止使用.记者在整改通知书上看到,整改原因为,"设备已超过设计使用寿命,存在重大安全隐患,应立即停止使用".一家公园自旋滑车,2010年7月定检合格,但是只容许使用到2010年8月,原因是2010年8月该设备达到设计使用寿命.三、国家关于游乐设施设计寿命和使用寿命的规定国家在《大型游乐设施设计文件鉴定规那么〔试行〕》第六条规定了大型游乐设施设计单位应当按照《游乐设施安全技术监察规程〔试行〕》等相关安全技术规X和相应国家标准的安全技术要求进行设计.《游乐设施安全技术监察规程〔试行〕》第十七条规定了设计单位应在设计文件中明确主要受力部件,并规定整机及关键零部件设计使用寿命.并在第七条明确了凡失效时会导致乘客人身伤害的轴、销轴类零部件,如主轴、中心轴、座席吊挂轴、车轮轴、油<气>缸上下支撑销轴、座席支承臂上下销轴等,其设计寿命应大于8年<在设计说明书中有特殊规定的除外>,不易拆卸的轴类〔指拆装工作量占整机安装工作量的50%以上〕按无限寿命设计.GB 8408—2008《游乐设施安全规X》4．1．3也明确规定：游乐设施设计应规定其整机及主要部件设计使用寿命,整机使用寿命不小于23000h.国家通过上述安全技术规X及标准对设计使用寿命实施行政监察,判别已超过设备设计使用寿命,存在重大安全隐患,立即停止使用,对于充分发挥游乐设施的功能,为公众安全服务,节约国家宝贵的资源,是非常必要的.四、游乐设施使用寿命和计算方法规定设备设计使用寿命和计算剩余使用寿命,都与使用寿命有关.使用寿命,就是产品在按设计者或制造者规定的使用条件下,从设备开始使用到被淘汰的整个时间过程中,保持安全工作能力的期限.其中包括进行必要的维修保养所占的时间.机械产品超过了使用寿命,再继续使用就不安全,存在着某些事故隐患.1. 与游乐设施使用寿命有关的两个因素1〕游乐设施在使用中,受应力、应变影响,几乎所有结构、零部件的形状和尺寸都在相对改变承受疲劳载荷,它们的主要失效形式是疲劳破坏.常规疲劳强度设计认为：假设材料没有初始裂纹,经过一定的应力循环后,由于疲劳损伤的积累,才形成裂纹,裂纹在应力循环下继续扩展,直至发生全截面脆性断裂.裂纹形成前的应力循环数,称为无裂纹寿命；裂纹形成后直到疲劳断裂的应力循环数,称为裂纹扩展寿命.零件总寿命为两者之和.一般来讲,设备的结构寿命是决定整个设备自然使用寿命的基础.每一次应力循环都会对零部件造成一定量的损伤,这种损伤是可以积累的；当损伤积累到临界值时,零件将发生疲劳破坏.2〕在游乐设施使用中,另一种影响使用的是磨损寿命.物体相对运动时,在摩擦的作用下,摩擦面上的物质不断耗损,如轴和轴承之间、齿轮牙齿的磨损、导轮与导轨之间相对运动时的耗损,它们破坏了零部件配合尺寸和强度,当磨损量超过允许极限的时候,会导致设备的失效.2. 游乐设施的剩余寿命根据疲劳寿命理论计算设备剩余寿命时,可根据游乐设备所承受的实际载荷,统计出每天实际运行的次数〔应力循环次数〕和每次运行的时间,用每天实际运行的次数乘以每次运行的时间的乘积,再加上必要的维修保养所占的时间,最后按每天8小时全年运行365天折合为实际运行使用的日历年.最后用设计使用寿命减掉实际使用的日历年,就是剩余寿命.对于零部件由于其工作环境、工作条件及使用维护保养的不同,磨损寿命也不同,当设备的磨损量超过允许极限的时候,就要报废更新,此时零部件不存在剩余寿命.五、游乐设施的安全管理和安全使用与设计使用寿命为保证游乐设施在设计使用寿命的时间内,安全运行,使用单位的设备管理和安全使用是非常重要的一环,要做好以下工作.1.严格贯彻使用单位的主体责任,逐台建立大型游乐设施的每日运行日志、维护保养、设备故障与事故处理记录的档案,以及维修保养制度、安全巡查制度、自检与定期报检制度等.这些对于计算设备剩余寿命非常重要.建立安全管理机构,安全管理人员要持证上岗,负责检查各项安全管理制度的落实情况；负责日常检查设备使用状况,纠正违规行为,严格执行大型游乐设施的年检、月检、日检制度；搞好机械的日常维护工作,使机械保持良好的技术状态,使用单位对各种游乐设施必须在每天运行前进行检查,对于松动和失调的零部件及时紧固和调整,对一些易损件进行预防性的更换,保持机械的清洁、干净,对查出的问题及时维修.经检查无问题并试运转后方能正式运营.加强对操作人员的职业道德教育与技术培训,游乐设施操作人员要做到"三懂"〔懂构造、懂原理、懂性能〕,"四会"〔会使用、会保养、会检查、会排除一般故障〕.正确的使用和操作游乐设施,减少和防止人为失误引起的机械故障.2. 严格执行大型游乐设施的年检、月检、日检制度是延长使用寿命的关键,GB 8408—2008《游乐设施安全规X》规定,使用单位对各种游乐设施应每半年进行一次全面的技术状况检查,发现异常及时处理,将检查情况、检修内容及处理结果记录存档.年检应当对设备进行全面检查,月检应当检查各类重要部件、焊缝和安全保护装置,每日投入运营前进行试运行和例行安全检查,日检应当重点检查设备运行是否正常,安全带、安全压杠、锁紧装置、吊挂装置、保险装置等安全装置进行检查确认是否可靠,电气控制是否正常、可靠.检查应当有记录,并存档备查.经检查发现有异常情况时,必须及时处理,严禁设备带故障运行.3. 关于重要零部件的检查与更换标准在游乐设施年检、月检、日检中,发现零部件的磨损、锈蚀超过允许值时必须符合下列更换标准.重要焊缝要重点检查与探伤.1〕对于直接涉及到人身和设备安全的游乐设施主轴、中心轴、乘坐物支撑轴、乘坐物吊挂轴、重要的传动轴、车轮轴、升降油缸〔气缸〕上下销轴、乘坐物升降臂上下销轴、肩式压杠轴、车辆连接器轴、防逆行、防倾翻装置的销轴等重要的轴和销轴磨损及锈蚀超过下表1允许值时必须及时更换.表1 重要轴磨损及锈蚀允许值2〕滑行车车轮和轨道磨损超过表2、表3允许值时必须及时报废表2 滑行车车轮的磨损允许值表3 轨道磨损允许值3〕传动和提升用钢丝绳出现下列情况之一的,应报废.●整根绳股断裂；●钢丝绳的纤维芯或钢丝〔或多层绳股的内部绳股〕断裂,造成绳股显著减小时；●由于外部腐蚀钢丝绳表面出现深坑,钢丝绳相当松弛时；●经确认有严重的内部腐蚀时；●出现笼形畸变时；●绳股被挤出,这种状况通常伴随笼形畸变产生；●局部直径严重增大或减小时；●局部弯折、扭结或被压扁时；●受特殊热力的作用,外表出现可识别的颜色时；●超过设计及有关技术规程规定的使用寿命时.4〕提升用钢丝绳的断丝和磨损超过表4允许值时,应报废.表4 钢丝绳的断丝和磨损允许值5〕对于直接涉及到人身安全的乘坐物支撑件焊缝、升降油缸〔气缸〕上下支撑件焊缝、乘坐物吊挂点支撑件焊缝、轨道对接焊缝、车辆连接器焊缝、吊厢框架焊缝等重要焊缝要重点检查与探伤.。
第十一章 机器设备寿命估算
（2）变应力下的许用应力
第十一章 机器设备寿命估算
在变应力作用下，零件或构件的失效形式为疲劳断裂。在 变应力作用下，如何确定零件或构件的许用应力，将在下述 的疲劳断裂及疲劳寿命内容中介绍。 二、疲劳断裂及疲劳寿命 疲劳损伤发生在受变应力作用的零件和构件上，如起重机 的桥架和其它结构件、压力容器、机器的轴和齿轮等。零件 或构件在低于材料静强度（屈服极限）的变应力的反复作用 下，经过一定时间的循环次数后，在应力集中处产生裂纹， 裂纹在一定条件下扩展，最终突然断裂，这一失效过程称为 疲劳破坏。 疲劳断裂不同于一般静力断裂，它是材料损伤到一定程度 后，即裂纹扩展到一定程度后，才发生的无明显塑性变形的 突然断裂。所以疲劳断裂与应力的循环次数密切有关。
2
a
max min
第十一章 机器设备寿命估算
3. 许用应力 （1）静应力下的许用应力 在静应力作用下，零件或构件有两种失效形式：塑性变形 或断裂。对于由塑性材料制成的零件或构件，可按不发生塑 性变形的条件计算。这时应取材料得屈服强度作为极限应力， 故许用应力为 （11-8） s S 式中：S——安全系数。 对于脆性材料制成的零件或构件，应取材料的强度极限作 为极限应力，故许用应力为 （11-9） b
s s0 (t t1 ) tg
s0 (t t1 ) (smax s0 ) / t 2 （t1 ≤ t≤ t1 t） 2
（11-2）
smax——最大磨损极限； 式中： t 2 ——第Ⅱ阶段磨损时间。
第十一章 机器设备寿命估算
零件进入急剧磨损阶段（第Ⅲ阶段）后，必须进行修复或 更换，当到达曲线点，则标志着设备磨损寿命的终结。 （3）简化的磨损方程 在实际的工程计算中，经常采用简化的磨损方程。如图111所示，在正常使用情况下，零件大部分时间工作在第Ⅱ阶段。 如果将第Ⅰ阶段忽略不计，即，，则简化后的磨损方程式为： （11-3） s s0 t tg s0 t (smax s0 ) / t 2 3. 磨损寿命 由图11-1可见，设备的正常磨损寿命应该为第Ⅰ阶段和第 Ⅱ阶段之和，即： （11-4） T t t
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游乐设施寿命的计算方
法
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关于游乐设施寿命的计算方法
张静
最近，国家质检总局质检特函(2011] 53号文（关于对《关于大型游乐设施使用年限问题的请示》的回复）中提出：2003年6月1日起实施的《游乐设施安全技术监察规程（试行）》规定：“设计单位应在设计文件明确主要受力部件，并规定整机及关键零部件设计使用寿命”。
国家质检总局责令运营使用单位联系原制造单位确认设备设计使用期限。
53号文规定：达到设计使用期限且无改造、维修价值的设备，运管使用单位应按《特种设备安全监察条例》规定及时予以报废并办理注销手续。
53号文还规定：达到设计使用期限仍有改造、维修价值的设备，运营使用单位可委托设备原制造单位或具备相应制造许可资格的单位进行维修、重大维修或改造，确定继续使用期限和使用条件。
就该文件提出的意见谈谈本人的看法：
一、国家质检总局从人民群众生命和财产安全出发，责令运营使用单位联系原制造单位确认设备设计使用期限，是完全正确的。
国家质检总局的技术规范《游乐设施安全技术监察规程（试行）》已经做了规定“设计单位应在设计文件明确主要受力部件，并规定整机及关键零部件设计使用寿命”。
由游乐设施的原制造单位确认设备设计使用期限。
二、国家质检总局提到的游乐设施设计使用期限，早在《游乐设施安全技术监察规程（试行）》做了规定“其设计寿命应大于8年(在设计说明书中有特殊规定的除外)，不易拆卸的轴类（指拆装工作量占整机安装工作量的50%以上）按
无限寿命设计。
”这就是说游乐设施设计使用期限不应该是8年，而是比8年多。
并且在GB 8408—2008《游乐设施安全规范》中也说明游乐设施的整机及主要部件设计使用寿命，整机使用寿命不小于23000h。
全国索道与游乐设施标准化技术委员会《游乐设施实用手册》（第三版）GB 8408-2008《游乐设施安全规范》释义中“对整机使用寿命不小于23000h”加以解释为：“整机使用寿命是这样考虑的：平均每天运行7—8h，每年运行300天，使用10年。
”就游乐设施使用寿命和计算方法说明本人的看法：
游乐设施的使用寿命，就是产品在按设计者或制造者规定的使用条件下，从设备开始使用到被淘汰的整个时间过程中，保持安全工作能力的期限。
超过游乐设施的使用寿命，再继续使用就不安全。
1. 与游乐设施使用寿命有关的两个因素
1）游乐设施在使用中，受应力、应变影响，几乎所有结构、零部件的形状和尺寸都在相对改变承受疲劳载荷，它们的主要失效形式是疲劳破坏。
常规疲劳强度设计认为：假设材料没有初始裂纹，经过一定的应力循环后，由于疲劳损伤的积累，才形成裂纹，裂纹在应力循环下继续扩展，直至发生全截面脆性断裂。
裂纹形成前的应力循环数，称为无裂纹寿命；裂纹形成后直到疲劳断裂的应力循环数，称为裂纹扩展寿命。
零件总寿命为两者之和。
一般来讲，设备的结构寿命是决定整个设备自然使用寿命的基础。
每一次应力循环都会对零部件造成一定量的损伤，这种损伤是可以积累的；当损伤积累到临界值时，零件将发生疲劳破坏。
2）在游乐设施使用中，另一种影响使用的是磨损寿命。
物体相对运动时，在摩擦的作用下，摩擦面上的物质不断耗损，如轴和轴承之间、齿轮牙齿的磨
损、导轮与导轨之间相对运动时的耗损，它们破坏了零部件配合尺寸和强度，当磨损量超过允许极限的时候，会导致设备的失效。
2. 游乐设施剩余使用寿命的计算方法
根据疲劳寿命理论计算设备剩余寿命时，可根据游乐设备所承受的实际载荷，统计出每天实际运行的次数（应力循环次数）和每次运行的时间，用每天实际运行的次数乘以每次运行的时间的乘积，再加上必要的维修保养所占的时间，最后按每天8小时全年运行365天折合为实际运行使用的日历年。
最后用设计使用寿命减掉实际使用的日历年，就是剩余寿命。
根据《条例》规定，要求大型游乐设施每日必须填写运行日志、维护保养、设备故障与事故处理记录等是使用单位的主体责任，是定期检验必查的内容，也是计算设备剩余寿命非常重要的依据。
对于零部件由于其工作环境、工作条件及使用维护保养的不同，磨损寿命也不同，当设备的磨损量超过允许极限的时候，就要报废更新，此时零部件不存在剩余寿命。
一些使用单位认为，我国地域辽阔，游乐设施的使用条件不同，使用强度差别很大，用每天实际运行的次数（应力循环次数）和每次实际运行的时间，来计算剩余寿命的方法是符合游乐设施设计出发点的科学方法。
三、全国索道与游乐设施标准化技术委员会《游乐设施实用手册》（第三版）GB 8408-2008《游乐设施安全规范》释义解释游乐设施“整机使用寿命是这样考虑的：平均每天运行7—8h，每年运行300天，使用10年。
满10年后若继续使用，必须进行安全评估。
”
对于达到游乐设施设计使用寿命的安全评估本人的认为:
1.建议出台《游乐设施安全评估技术规定》
为保障游乐设施的安全使用，提高游乐设施安全评估技术与质量，统一评估方法，应出台《游乐设施安全评估技术规定》。
该规定应明确：
(1) 游乐设施需评估的重要零部件及部位；
(2) 评估检测的内容应包括：
1）使用单位应提供游乐设施的设计、制造、购置、安装资料。
包括购销合同、制造许可证、产品合格证、制造监督检验证明、安装使用说明书、注册登记等原始资料;
2）使用单位应提供运营、保养情况记录包括验收、定期检验报告、定期自行检查记录、定期维护保养记录、维修和技术改造记录、运行故障和生产安全事故记录、累计运转记录等运行资料;
3）对全部结构、机构、安全装置和电气系统等进行评估，规定评估内容与评估方法及评估合格结论的判定条件。
4）规定整机安全性能的载荷试验。
(3) 评估机构，必备检测检验仪器设备。
在安全评估中，发现钢结构疲劳裂纹、严重锈蚀、主材壁厚变薄等情况，评估结论属于不合格，则按报废处理。
如果没有上述缺陷，属于评估合格，规定评估合格后最长有效期限，并确定检验频次，达到继续安全使用的目的。
2.承担游乐设施的评估的机构应由与游乐设施运营使用单位没有利益冲突的公正第三方承担。
这方面北京市住房城乡建设委所认定北京市建筑起重机械安全评估机构的做法可以借鉴。
2011-7-24。