【原】对旋转塔的一点个人见解

第一、旋转塔的独特结构

旋转塔游乐设备，是集合跳楼机、太空梭等运动形式为一体，一种以旋转升降为主题的游乐设备。该设备具有结构宏伟、装饰简洁典雅、外观色彩亮丽，运行自如的特点，是老少皆宜，集娱乐性、惊险性和刺激性于一体的地标性游乐设施。

旋转塔的独特之处，在于回转支承安装在整个塔体的底部，整个塔身相对于安装基础旋转。

第二、回转支承的结构

回转支承其实是一个复合名词，固定圈成为支承体，运动圈成为回转体，内圈、外圈合起来称为回转支承。

回转支承的形式很多，但其结构组成基本大同小异，回转支承的基本结构主要由套圈与滚动体，保持架和密封圈等组成。

第三、回转支承的游隙

不少人对回转支承游隙的概念比较模糊，今天为大家简单介绍回转支承游隙的概念，游隙的作用和运用，希望对您有用。

游隙是回转支承在未安装时，将其内圈或外圈的一方固定，然后便未被固定的一方做径向或轴向移动时的移动量。根据移动方向，可分为径向游隙和轴向游隙。

回转支承（转盘轴承）的游隙主要用于补偿回转支承（转盘轴承）支承零件与有关主机装配部位的制造误差和安装误差以保证回转支承的正常使用。根据回转支承（转盘轴承）的结构型式/公差等级以及滚动体组的节圆直径，回转支承（转盘轴承）的游隙值详见下表。

第四、回转支承的倾斜角

回转支承轴向游隙的存在，使内外圈在工作时发生相对倾斜，倾斜角度是可以通过回转支承的游隙计算的。如上表直径为1000 mm回转支承的轴向游隙0.12-0.28mm，按照最大值0.28mm。无载荷作用下，回转支承倾斜度公差0.56/1000。

回转支承在加载后，由于球体变形，其游隙大约为出厂检验的（三点检验法）的3-5倍，回转支承在使用过程中最大游隙可能会达到5倍。这里我们就按照最大值5倍计算，游隙为0.28×5=1.4mm，使用过程中倾斜度公差2.8/1000。

第五、旋转塔的倾斜角

由GB/T18161—2020《飞行塔类游乐设施通用技术条件》:

5.2.3塔身结构的中心线对安装基准水平面的垂直度公差应不大于1/1000。

5.2.17回转支承面与回转支承安装基面的倾斜度公差应不大于1/1000。

上面两个要求：一个是针对塔身中心线；一个是针对回转支承面。由上一节计算可知，无载荷作用下，回转支承面与回转支承安装基面的倾斜度公差应不大于1/1000。

这一点要注意，回转支承有上下两个面，通常下面为支承面，上面为工作面（回转面），国家标准只对支承面安装精度有要求，而对工作面没有要求，正是考虑到回转支承内外圈之间存在游隙的原因。但如果工作面上装有塔身机构，回转支承游隙会直接决定塔身结构中心线的垂直度公差。

对旋转塔而言，塔体直接固定在回转支承工作面上，此时几乎整个设备的载荷都在回转支承工作面，另外附加回转支承支承面倾斜度，塔身结构的中心线对安装基准水平面的垂直度公差可达4/1000(2.8/1000+1/1000)，所以旋转塔中心立柱的垂直度公差将严重偏离标准规定，实际垂直度公差可达规范要求公差的4倍。即使不考虑受载后回转支承球体变形间隙放大的影响，仅仅考虑客观存在的回转支承制造间隙，旋转塔中心立柱的垂直度公差偏离标准规定的2倍。

垂直度公差示意图

第六、先天性的缺陷

由于旋转塔结构的特殊性，回转支承放在下面，整个塔体立柱连接在回转支承工作面上。回转支承工作面与支撑面之间，由于回转支承间隙的存在（这个无法避免），导致回转支承工作面与支承面（即内圈与外圈）存在倾斜角，同时回转支承支承面与基础水平面之间，必然存在一定的误差，两项因素相加，导致旋转塔存在超标的初始倾斜。

单单领出来任何一个因素，都不会导致倾斜角超标，但旋转塔的设计，把两个不利因素放置在一起，导致不利因素叠加而放大，使得旋转塔立柱的倾斜角偏大，这种偏大是由先天性的结构设计造成的，是无法避免的。整个运行状态如下图：

偏转角度偏大的缺陷，是一种先天性缺陷，因此，本文作者认为类似旋转塔这种高耸结构，回转支承是不宜放在底部的。所以本文作者认为，旋转塔不属于一个结构合理的游乐设施产品，只是为了追求旁观者视觉冲击的衍生品。

第七、旋转塔的危险点

当前旋转塔国内热度不减，不少园区引进该项目，而且呈现产品高度不断增加的趋势。

高耸结构产品对垂直度很敏感，由于旋转塔回转支承安装在底部，设计存在先天性缺陷，立柱的垂直度难易满足规范要求，长期运行会对立柱底部（立柱与回转支承上法兰）产生较大弯曲应力。

旋转塔不断旋转运行过程中又会产生疲劳，预计旋转塔运行5到10年，塔体立柱与回转支承上法兰连接部位，塔体立柱根部会成为危险点。

由于回转支承直径的限制，以及座舱下滑位置的限制等，塔体立柱根部没有多余空间对该位置进行加强设计，使得该危险点难易补强，该危险点很难通过结构设计去化解掉。

第八、改进与建议

改进：由于回转支承存在游隙，对于高耸结构的游乐设施产品，回转支承不宜安装在塔体结构底部。

建议：提醒各地监管部门，关注运行五年以上的旋转塔，特别是高度超过20 m的塔体根部，要重点检查；对于使用期限到期的产品，谨慎进行延寿的安全评估，应尽早退出市场；同时对高度较高的旋转塔，持续推向市场，监管部门需持谨慎的态度。

以上仅仅是个人观点，单纯谈论技术，不足之处，欢迎批评指正！