T∕CMES 06001-2021 流动科技馆展品机械结构设计规范

1、ICS 21.020CCS J 70T/CMES 060012021流动科技馆展品机械结构设计规范Specification for mechanical structure design of moving popularscience and technology museum exhibits2021-09-29 发布2021-10-29 实施中国机械工程学会 发布T/CMES 060012021中国机械工程学会（英文简称CMES）是具备开展国内、国际标准化活动资质的全国性社会团体。 制定中国机械工程学会团体标准，以满足企业需要和市场需求，推动机械工业创新发展，是中国机械工 程学会团体标

2、准的工作内容之一。中国境内的团体和个人，均可提出制、修订中国机械工程学会团体标 准的建议并参与有关工作。中国机械工程学会团体标准按中国机械工程学会团体标准管理办法进行制定和管理。中国机械工程学会团体标准草案经向社会公开征求意见，并得到参加审定会议的3/4以上的专家、 成员的投票赞同，方可作为中国机械工程学会团体标准予以发布。在本文件实施过程中，如发现需要修改或补充之处，请将意见和有关资料寄给中国机械工程学会， 以便修订时参考。本标准版权为中国机械工程学会所有。除了用于国家法律法规或事先得到中国机械 工程学会正式许可外，不许以任何形式复制、传播该标准或用于其他商业目的。 中国机械工程学会地址：北

3、京市海淀区首体南路9号主语国际4座11层 邮政编码= 100048电话传真=址: 联系人：袁俊瑞电子信箱:T/CMES 060012021目 次tuW ni翻i2规范性引用文件13 术语和定义14设计原则15设计要求2附录A （资料性）典型性设计 5IT/CMES 060012021本文件按照GB/T 1.12020（标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。本文件由全国科普服务标准化技术委员会（TC 568）提出。本文件由中国机械工程学会机械制造分会归口。本文件

4、起草单位：合肥通用机械研究院有限公司、中国科学技术馆、合肥探奥自动化有限公司、合肥 安达创展科技股份有限公司、上海智慧圆科普教育设备有限公司、合肥磐石自动化科技有限公司、自贡 市挚诚科技有限公司、西安航美工程技术开发有限公司。本文件主要起草人：苏本林、李镟、唐罡、李昱、李小瓯、冯帅将、邢金龙、秦承运、王家伟、马世新、舒 玉恒、陈涛、杨春岐、刘卫庄、洪先亮、李春、仝文浩。考虑到本文件中的某些条款可能涉及专利，中国机械工程学会不负责对任何该类专利的鉴别。 本文件首次制定。T/CMES 060012021流动科技馆展品机械结构设计规范1范围本文件规定了流动科技馆展品机械结构（以下简称机械结构）的设计

5、原则和设计要求。 本文件适用于流动科技馆展品机械结构的设计，机械结构的制造也可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。GB 3096声环境质量标准GB/T 7134浇铸型工业有机玻璃板材GB 8408大型游乐设施安全规范GB 8624建筑材料及制品燃烧性能分级GB/T 9239.1机械振动恒态（刚性）转子平衡品质要求第1部分：规范与平衡允差的检验GB 23821机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离GB/T 24425.1

6、 普通型钢丝螺套GB/T 24425.2普通型盲孔用钢丝螺套GB 28007儿童家具通用技术条件GB 50231机械设备安装工程施工及验收通用规范SB/T 10727环保型建材及装饰材料技术要求TSG R0003简单压力容器安全技术监察规程TSG D0001压力管道安全技术监察规程一工业管道3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1流动科技馆 moving popular science and technology museum具备科技馆基本展教功能的流动科普基础设施。3.2科普展品 popular science exhibition用于展示科学原理、普及科学知识的装置。注：简称展品。

7、4设计原则4.1机械结构设计应简洁美观、轻便实用、便于操作、整体性好，其重心位置、结构形状和支撑状态应合9T/CMES 060012021理，适合于流动展示，并保证展品具有足够的强度、刚度、在静止和运动时的稳定性和可靠性。4.2机械结构的尺寸设计应符合人体工程学，操作高度应与人体的尺寸比例合理设计，符合流动科技 馆展品的展台操作要求，高度宜在500 mm1 100 mm之间。4.3机械结构应保证流动科技馆展品对人体的安全要求。4.4机械结构应满足流动科技馆展品的功能及运输要求。4.5机械结构设计应满足流动科技馆展品全生命周期的要求。4.6机械结构设计应满足展台展箱一体化并自带包装、易于布展、轻

8、量化的要求。4.7展台台面上的机械结构外形尺寸宜不超过850 mmX 650 mmX 500 mm，展台台面下的机械结构 外形尺寸宜不超过850 mmX 650 mmX 300 mm。4.8典型性的机械结构设计参照附录A。5设计要求5.1结构稳定性和强度设计要求5.1.1机械结构质量宜不大于20 kg。5.1.2展品运行过程中应稳定可靠，无触觉或视觉可感知的非功能性的明显振动。在展品台面上测试 的震动参数限值为加速度5.0 m/s2 ；速度5.0 mm/s；位移45.0 gm。5.1.3机械结构中所使用的碳素结构钢、合金结构钢、铜、铝及其合金件应做表面除锈、防锈处理。大 构件表面应烤漆或喷塑，

9、小型零部件宜进行镀铬、镀锌处理；展品非外露部分的碳素钢和结构钢构件应 进行发黑、发蓝或油漆处理;铜、铝及其合金件表面宜做抗氧化处理。5.1.4高湿地区的机械结构零部件宜采用不锈钢材料。5.1.5机械结构上使用冷轧型材、薄板材制作的框架、壳体等零部件，应具有足够的强度和刚度，框架 或壳体跨度每300 mm其加强横隔板数量应不少于1个，其材料厚度应不小于1.0 mm。5.1.6机械结构中使用的有机玻璃板材、棒材和管材，其物理力学性能指标应符合GB/T 7134。 5.1.7用于展品中的玻璃钢材料的厚度应不小于4 mm.其厚度应均匀。与其他结构件进行连接时，玻 璃钢件应预埋金属连接件。5.1.8机械

10、结构中使用的玻璃和镜子应采用钢化、贴膜、夹胶等安全玻璃。玻璃和镜子宽度在100 mm 以内时，厚度应不小于6 mm;玻璃和镜子宽度在100 mm1 000 mm时，厚度应不小于8 mm。5.1.9机械结构中的铝镁合金等低强度合金材料、有机玻璃、木材、塑料、橡胶、电木等材料的零部件、 薄壁结构件、经常拆装的结构件采用螺纹连接时，应采用钢丝螺套，其规格的选用及安装方法按照 GB/T 24425.1 和 GB/T 24425.2 执行。5.1.10机械结构中采用皮带或滚子链进行传动时，皮带或滚子链应拉紧适度，应设置张紧装置，传动 机构跨度长每100 mm产生的挠度宜不大于2 mm。5.1.11机械结

11、构中的齿轮、蜗杆传动，应无异常偏啮合及偏磨损，齿侧间隙、中心距的极限偏差应符合 GB 50231的规定。5.1.12转速超过1 000 r/min的高速旋转运动机构，在组装前对旋转部件应进行必要的静平衡或动平 衡试验，其允许平衡精度不低于GB/T 9239.1中G 6.3级要求。5.1.13机械结构运动部件、电机、泵、风机、压缩机等设备的支撑应合理，运转平稳、可靠，其所产生的 噪声标准值宜满足GB 3096中2类声环境功能区要求，等效声级限值60 dB(A)。5.1.14机械结构传动电机功率宜不大于200 W。5.1.15 机械结构旋转手柄扭矩宜不大于0.5 N m。5.2安全性设计要求5.2

12、.1应确保展品结构的安全性，必要时展品要设置安全保护装置，在误操作时也能保证人员不受伤 害和展品不被损坏，使人员无法接触到危及自身和设备安全的部位。5.2.2展品的表面、边沿、尖角、凸起、开孔等部位不应对人员造成刺伤、划伤等伤害，所有外露的零部 件均应平整光滑、美观耐用，锐角圆滑处理，圆角半径应不小于2 mm。5.2.3直线运动、旋转运动、摆动等运动部件不应对人员造成挤压、砸伤，对易造成伤害事故的运动部 件应封闭或屏蔽，也可采取其他避免人员接触的防护措施。5.2.4运动部件与静止部件之间和静止部件相互之间的间隙应防止对人员的上下肢部位造成夹伤，其 安全距离应符合GB 23821的规定。孔及间隙

13、应符合GB 28007的规定，可接触的活动部件间的间隙要 小于5 mm或大于等于 12 mm。5.2.5升降机构、摆动机构、直线往复机构应根据需要设置可靠的限位装置，限位装置不宜外露。 5.2.6应对手轮、转盘、直线滑块、铰链等可能因超负荷发生损坏的部件设置超负荷保险装置，应设计 适当的限制器防止超负荷运行造成损害，限制器限制力矩应设定为3 N m5 N m。5.2.7对有惯性撞击的运动部件应采取可靠的缓冲措施。5.2.8结构中的安全带应符合GB 8408。5.2.9结构中的安全压杠应符合GB 8408的规定。其锁紧机构不宜由乘客开启，当自动开启失效时， 应能手动打开。5.2.10展品中螺栓或

14、销连接结构应采用防松动设计。5.2.11对密封盛装气、水或其他类液体的容器，结构上应便于对密封容器内所装气体、液体进行更换、 清洗。5.2.12使用激光和不可见光的展品，结构上要有可靠的防护措施，防止人员眼睛受到直接照射。 5.2.13展品中需让人员触摸感知冷、热的结构，应确保接触温度绝对安全，接触温度宜控制在0 °C-40 °C。5.2.14展品中的压力容器应满足TSG R0003的要求，并具有特种设备监察检验部门审核颁发的特种 设备安全使用证书。5.2.15展品中的压力管道应满足TSG D0001的要求，并具有特种设备监察检验部门审核颁发的特种 设备安全使用证书。5.3

15、机械结构中电气安全设计要求5.3.1机械结构中的电气控制系统应具有单独封闭的安装空间，安装空间在结构中适当的位置以便于 观察和维修，应设有独立的漏电保护开关，漏电动作电流应符合国家有关标准的规定。5.3.2机械结构金属外壳应设置接地装置。系统重复接地电阻不大于10 £1，系统电气绝缘电阻不小于1 Mfi。5.3.3机械结构带有电气控制时，电气间隙和爬电距离应符合国家有关标准的规定。5.3.4与人员直接接触的开关、按钮、旋钮等操作件所使用的电压应低于36 V的安全电压。5.3.5运行过程中，有产生电弧、热以及气体等物理或化学现象时，应有防护罩，防护罩应有结构合理 的通风口或强排风口。5

16、.3.6需要设置急停的机械结构，应在展台操作位置设置紧急停止按钮。5.3.7在机械结构中布线时，导线人口和过孔边缘不应有毛刺和锋利的边缘，必要时加保护垫或保 护套。T/CMES 0600120215.4防火设计要求5.4.1机械结构中的木材、织布、橡胶、玻璃钢、工程塑料等装饰材料应选用Bl难燃级材料。材料的燃 烧性能应符合GB 8624的规定。5.4.2在机械结构中含有照明、电热器等发热设备时.宜采取隔热措施分隔，高温部位应采用岩棉、瓷 管或玻璃棉等符合GB 8624中A级材料隔热。5.5人机接口的设计要求5.5.1手轮、转盘、手柄、旋钮、按键等机械结构操作件的工作位置应符合操作者的心理和生理

17、要求，不 应超出台面板外廓范围，并应保证有足够的操作空间。5.5.2显示器、观察孔、监听孔等的高度和角度应便于人员体验。5.5.3所有机械结构应方便拆卸、易于维修。5.6环保设计要求5.6.1所使用的材料应符合SB/T 10727的规定。5.6.2机械结构中使用的投射灯、照明灯等，光强要适中，不应使人产生炫目感、闪烁感，避免光污染， 宜采用高效节能灯和LED灯。5.6.3机械结构中使用的电机、泵、压缩机、风机等通用设备宜采用低能耗产品，大负荷电气设备宜采 用变频装置。5.6.4在使用过程中，禁止直接排放有毒有害的气体、液体、固体成分。附录 A（资料性）典型性设计倒挂式机械结构中，电机驱动或手柄

18、驱动均倒悬于展箱台面板以下，其中电机驱动包括电机通过筒 形支架与旋转轴连接（见图A.1）和电机通过U型支架与旋转轴连接（见图A.2）,手柄驱动包括手柄轴 通过扭矩限制器与旋转轴连接（见图A.3）和手柄轴通过扭矩限制器和旋转轴间采用带传动或链传动 （见图A.4）。标引序号说明：1 展示组件;2 台面板；3 筒形支架;4 电机；5 联轴器；6轴承座；7转轴。图A.1筒形支架与旋转轴连接示意图T/CMES 060012021标引序号说明：1 展示组件;2 台面板；3U型支架;4 电机；5 联轴器；6 轴承座；7转轴。图A.2 U型支架与旋转轴连接示意图标引序号说明：1手轮组件；2轴承座；3扭矩限制器;4 输出轴；5 台面板。图A.3扭矩限制器与旋转轴连接示意图l标引序号说明：1手轮组件；2 手轮轴承座;