摩天轮连接螺栓失效技术分析

（中国特种设备检测研究院 北京 100029）

游乐设施总是朝着“新、奇、特”的方向发展，因此游乐设施结构不断推陈出新。新颖结构不断涌现，也给游乐设备安全带来了不断的挑战。螺栓连接在机械设备领域是主要的连接方式之一，根据文献，80%以上的机械事故或故障是由于紧固件的松动而造成的[1]。例如2012年深圳某乐园弹射过山车支承轴螺纹根部断裂导致车辆故障；2007日本某乐园过山车连接器螺母断裂导致多人受伤；2003年日本长岛某乐园过山车车轮固定螺栓脱落导致乘客重伤等[2]。因此游乐设备中螺纹或螺栓连接的失效分析必不可少。螺栓作为标准件，已有成熟的设计与使用规范，但在设计非标准连接型式或者需要校核重要螺纹，或出现拧紧力矩随时间推移产生减弱的现象时，分析文献相对较少。这种设计因素造成的后果可能导致连接的失效。通过本文试通过一起摩天轮检验中发现的螺栓失效实例进行研究和分析，找出原因并提出改进措施。

1 基本情况

2017年，一处高度为23.7m的由国外某公司设计的摩天轮在设备运转中出现转盘回转支承连接高强度螺栓松动情况。再次按照设计扭矩预紧后运行，螺栓松动反复出现。螺栓连接面被拉开，转盘同时有倾覆的趋势。松动及螺栓拆检情况见图1。

图1 螺栓松动与拆检情况

该设备由立柱、中心回转系统、大转盘、吊舱系统组成。其工作原理是：两组电机减速机通过齿轮驱动中心回转支承齿轮带动大转盘绕水平轴回转，回转支承外圈由48个螺栓进行固定。……