摩天轮:历史、设计与制造洞察
背景
摩天轮是游乐园设施,特征为大型垂直轮,周均匀分布乘客舱。轮绕水平轴旋转,乘客体验渐升渐降。舱到地面乘客下、新客上,轮持续转动直至满座,再多圈运行。
历史
概念溯源古代灌溉水车,前 200 年改作娱乐。1620 年旅行者 Peter Mundy 记土耳其“欢乐轮”,1728 年英手摇轮称“上下轮”。
美国 1848 年 Antonio Maguino 在佐治亚 Walton Spring 建早期游乐轮,掀商业生产热。1870 年布鲁克林 Charles W.P. Dare 造直径 20、30 英尺木轮,1880 年代 Conderman 兄弟造 35 英尺金属轮。
巅峰 1893 年工程师 George W. Gale Ferris 为芝加哥哥伦比亚世博造 76.2 米(250 英尺)巨轮。仿自行车轮辋,直径 250 英尺,36 封闭厢载 1440 人。46.5 吨结构 19 周吸引 140 万付费乘客,奠定 Ferris 传奇。
美发明家 William E. Sullivan 受哥伦比亚轮启发,1900 年设计 13.7 米(45 英尺)可移动轮,1906 年创 Eli Bridge 公司。今日美嘉年华摩天轮多由此公司生产。
原材料
钢主导建造,成底盘、塔架、辐条、横向构件。结构型材含方管、圆管、角钢、槽钢、宽翼缘工字钢。铝金刚石踏板铺设人行道和操作员平台。
座椅和驱动轮缘用铝,耐橡胶驱动轮磨损。座椅用自结皮聚氨酯泡沫,外表光滑内芯可压缩。尼龙、酚醛塑料、铜、碳用于衬套、电气、照明系统。
轴、刹车、轮胎、拖车轮、电机、照明组件等关键件常外购专业供应商。
设计
可移动摩天轮须符公路尺寸限制:典型宽 2.6 米、高 4.1 米、长 16.8 米。轮折叠至此尺寸上路,达现场展开全尺寸。
安全工程含水平垂直载荷计算、装载联锁防旋转、操作员防误触发保护。
制造工艺
下述步骤勾勒典型 18.3 米(60 英尺)可移动摩天轮(48 座)建造。
底盘制造
- 锯/割炬切底盘构件长度,焊接,连接前段垂直支撑柱。
- 喷砂除焊渣氧化皮。
- 涂防锈底漆,罩面漆。
塔架安装
- 底盘装两轮撑塔,下端铰接靠支撑柱。
- 塔中段装液压缸竖起塔架。
- 装侧向支撑臂增侧向稳定,全伸时销锁定。
- 布设液压电气线路,装操作员控制站。
辐条安装
- 厂房地面铺十六对辐条,加横向构件和驱动轮缘段,叠装 V 型照明吊杆。
- 吊装堆叠件上拖车,顶对连接轮毂,展开辐条竖立。
- 辐条螺栓固定轮毂,驱动轮缘段螺栓连接,接照明吊杆电缆。
- 装外周机械支撑索、辐条间 X 型斜索增稳定性。
完工轮体
- 制造、喷漆、安装进出口楼梯、人行道、安全围栏、装饰件。
- 装座椅——四固定轮上,其余拖车上竖立后销钉固定。
安全考量
安全至上。法规因辖区异,美国材料试验学会(ASTM)正制定涵盖设计、测试、制造、运营的全面游乐设施标准。制造商和运营商积极参与。
未来展望
摩天轮作为数百年休闲主流,将继续迷人。高刺激项目主导乐园,但摩天轮提供的缓升全景视野独具吸引力。
制造工艺