電梯轎廂架設計

1、正文1引言隨著社會發(fā)展和物質(zhì)生活水平的提高，電梯成為人們?nèi)粘９ぷ?、生?中必不可少的樓宇交通工具，而電梯轎廂正是乘客了解電梯性能、感受電 梯品質(zhì)、品評電梯檔次的最直接環(huán)節(jié)。而電梯轎廂的設計也必須走向一個 嶄新的時代，必須著眼于未來，致力于讓我們的日常生活不斷發(fā)生驚喜的 變化，致力于創(chuàng)造更理想的生活方式、創(chuàng)造更完善的生活空間，彰顯豐富 多彩的電梯文化，倡導電梯轎廂設計的最新理念，探討電梯轎廂設計的未 來發(fā)展方向。這就是本次課題所研究的作用和意義所在。本次課題的研究就主要是針對電梯轎廂的結(jié)構(gòu)進行設計，力求能在設 計過程中突出設計的創(chuàng)造性、科學性和實用性。有以下幾個結(jié)構(gòu)要素進行設計：電梯的工況和受力

2、分析以及主要技術(shù) 參數(shù)，曳引能力、鋼絲繩、轎架、廂體、導軌的結(jié)構(gòu)設計計算以及一些輔 助部分設計。如上就是本課題主要的設計內(nèi)容，除了基本的計算設計和圖紙外，也將 會用到如AutoCAD SOLIDWOR平面三維設計軟件，以求達到更好的設計 效果和更直觀的作品感受。由于本人能力及學識有限，在設計中尚存在一些缺陷，望老師們能給 予批評以及指導。2設計計算說明2.1電梯的工況和受力分析電梯在正常運行時，以不大于額定載荷的載重量在額定運行速度的條 件下工作，曳引電動機的轉(zhuǎn)速為一衡等值，此時曳引鋼絲繩兩端受的力相 等。設曳引機左轉(zhuǎn)電梯上行，則曳引機右轉(zhuǎn)電梯下行。由于曳引機在電梯 平層時起、制動的需要，曳引

3、電動機出現(xiàn)了加、減速運轉(zhuǎn)，此時曳引鋼絲 繩兩端出現(xiàn)了不平衡的力電梯加、減速運行時的工況如下：(見圖2-1):1) 當轎廂載有額定載荷起動上行或以額定速度下行制動時:重邊力在轎廂側(cè)：Sx二 S! =(GQ)( 1 + a)g輕邊力在對重側(cè)：Sd= S2 =( Wd)( 1- a)g2) 當轎廂載有額定載荷起動下行或以額定速度 上行制動時： 重邊力在對重側(cè)：Sd= S1 =(G)( 1-)g 輕邊力在轎廂側(cè)：aSx 二 S2 =( Wd)( 1)g3) 當轎廂空載起動上行或以額定速度下行制動時, 重邊力在轎廂側(cè)：S x = S1= (G)(1)g 輕邊力在對重側(cè)：Sd= S2 =( Wd)( 1

4、a)g4) 當轎廂空載起動下行或以額定速度上行制動時， 重邊力在對重側(cè)：Sd= S! =( Wd)( 1a)g 輕邊力在轎廂側(cè)：Sx = S2 = ( G )( 1a)g式中：G轎廂自重NQ額定載重量NW對重裝置重量N Wd=G+kQ其中：k對重平衡系數(shù) k=0.450.5 ,客梯取k= 0.45A電梯起、制動加速度m/s2根據(jù)GB7588-1995電梯制造與安裝安全規(guī)范第 9章注釋之公式中:變形為:C 1a+a= Cg+g訂當 0W VW 0.63 時C1=1.10a=0.467當0.63 < VW 1.0 時C1=1.15a=0.684當1.0 < VW 1.6 時C1=1.2

5、0a=0.892線當1.6 < VW 2.5 時C1=1.25a=1.09當2.5 v V 時C1> 1.25a 1 .090.467v式中：V額定運行速度 m/s本梯V= 1.0m/s取 a=0.6842G重力加速度m/s 上海g=9.81Sx轎廂側(cè)邊力NSz對重側(cè)邊力NSi鋼絲繩重邊力NSz鋼絲繩輕邊力N電梯屬于起重機電設備，同時又是軌道運行器，具有超載、超速運行的可能，GB7588-2003第 D2篇規(guī)定了超載試驗時載重量為125%額定載重量；第9.9章規(guī)定了限速器允許運行速度不小 115%®定速度。在以下的強度計算中以此為依據(jù)。除此以外，一般的機械強度計算取安全系

6、數(shù)玄1.1另外，當機械零部受力時，由于結(jié)構(gòu)的不均勻、力的不穩(wěn)定及受力點的偏差，結(jié)構(gòu)內(nèi)部會產(chǎn)生剪力、彎矩、甚至扭矩等一系列的復合內(nèi)應力來平衡外力，計算必須考慮這些復合應力。本電梯的受力構(gòu)件所用的材料不低于Q235-A具有較大的強度屈服極限。按照莫氏強度理論和現(xiàn)代張力場梁理論及有限元強度理論計算可以得到輕便合理的結(jié)構(gòu)和充分發(fā)揮材料的綜合強度。除GB7588強制性規(guī)定的計算方法外，一般計算零部件的強度計 算按第四強度理論計算綜合強度，其理論公式為：入=C s/ （T d 或 = （T 0。2/ （T d > 1式中：入一一強度儲備系數(shù)取入=1.11.5為合理T d當量應力 MPaJ2 T +

7、T2 + Tn 2式中：T 剪應力 Mpa T =Q max/A minT 正應力 Mpa T =M max/W minT n扭應力 Mpa T n =M n max/W min其中：Q剪切力N, M彎矩Nm Mn扭矩Nm2.2主要技術(shù)參數(shù)轎廂自重G轎門重Gx=960+258 （轎底梁）=1218kgM=138kg （包括門、門機）附加重GF=31kg（包括平層、極限、操縱箱、掛線架等）轎廂重量G=G X + Gm + Gf =1218+138+3 仁1387kg額定載重量Q=1000kg曳引機永磁同步無齒輪型提升高度以井道總高度80m （22層22站）為參照依據(jù)鋼絲繩重量Ws=0.347 X

8、 148X 5=257kg (5- © 10)隨行電纜重量W d=0.862 X 121=104kg (1-60 X 0.75mrfi)補償鏈重量Wl=2X 1.25 X 75=187kg曳引輪直徑© 400mm轎底輪直徑© 400mm曳引比i=2:1平衡系數(shù)k=0.45對重重量W d=G+0.45Q=1387+4冰 1000=1837kg電動機功率P=5.479kw電動機轉(zhuǎn)速n=95r/mi n額定運行速度 V = 1m/s=60m/min電梯運行機械效率n =0.682.3電動機功率計算根據(jù)電梯與自動扶梯介紹的計算公式，電機靜功率：Pv= Q- V- k/61

9、20 n = 1000X 60 X 0.475/6120 X 0.85 = 5.479kW式中：n曳引機效率蝸輪蝸桿傳動n= 0.50.6，無齒輪傳動n= 0.80.9。本梯為2:1 無齒輪傳動,取耳=0.85。2.4曳引能力驗算圖2-2曳引槽型曳引條件的驗算按GB7588-2003第 9.3章有以 下三個要求：1.當載有125%額定載荷的轎廂平層 時不打滑；2.轎廂不是管空載還是滿載，緊急制進 動時的減速度不應超過緩沖器作用時的減速度值； 3.對重壓在緩沖器時轎廂不能上行（即對重滯留時 鋼絲繩應打滑），槽口參數(shù)見圖2-1。2.4.1轎廂平層時鋼絲繩不打滑的計算載荷為 Q =1.25 - Q=

10、 1250kg鋼絲繩在曳引輪槽中不打滑條件按GB7588-1995計算,即轎廂載有125% 額定載荷位于最低層站及轎廂空載位于最高層站兩種不利情況來計算。其計 算公式為:(S1/S2 ) XC1 XC2 < efa式中：S1重邊力,S 2輕邊力C轎廂的起、制動加減速度系數(shù)Ci1.145 (GB7588-1995)C2與繩輪槽摩擦系數(shù)sin96.5。的切口槽C2= 0.993e自然對數(shù)的底數(shù)f鋼絲繩在繩槽中的當量摩擦系數(shù)41 - sin( /2)sin卩 鋼絲繩在鑄鐵繩輪中的摩擦系數(shù)卩=0.1B 曳引輪槽切口角度96.5 n /180 = 1.684弧度(見圖2-1)40.1(1 - si

11、 n48.25)sin1) 當載有125%額定載荷的轎廂位于最高層站平層時，重邊力 S在轎廂 側(cè)，輕邊力S2在對重側(cè)：S(1=(GKi +VDV) g/2=(1387M250P38+18莎9.81/2=14038合力)S2(1) = (Wd +W() g /2=(1837+257) X 9.81/2 = 10271N(合力)2) 當空載轎廂位于最低層站平層時，重邊力 S對重側(cè)，輕邊力S2在轎廂 側(cè)：S(2)= (Wd+冊呵g /2 = (1837+38+187) X 9.81/2 = 10114NS2(2) = (G+ W) g /2 = (1218+257) X 9.81/2 = 7235N

12、3) 曳引系數(shù)計算：f a0.219 ne = e =1.9897a 曳引輪包角 a = 180°=n4) 曳引能力的計算：當載有125%額定載荷的轎廂位于最高最層站時(S 1(1)/ S 2(1) ). C. (14038/10271) X 1.145 X 0.993 = 1.554 當空載轎廂在最低層站時(S 2(2) / S 2(1). a C = (10114/7235) X 1.145 X 0.993 = 1.589結(jié)論：重力比值小于曳引系數(shù) ef "。即(S1/S2) X CX Qv efa鋼絲繩在 曳引輪槽中不打滑。能滿足鋼絲繩在曳引輪槽中不打滑條件,符合GB

13、7588-2003第9.3a)條 的要求，保證電梯正常運行。2.4.2轎廂滯留工況鋼絲繩打滑的驗算按GB7588-2003第 M2提供的公式：(S1/S2) . C2>efa，因?qū)χ貕涸诰彌_ 器上,而曳引輪還在轉(zhuǎn)動。此時重邊力Si在轎廂側(cè)：51 = ( G+Q + WS) g/2= (1387+1250+ 257)x 9.81/2=14195N輕邊力S2在對重側(cè)52 =(Wd + Wl+ W) g/2= (0+38+187)x 9.81/2=1014N(S/S1) . 0=(14195/1014) x 1.145 x 0.993=15.917 > efa結(jié)論：重力比值小于曳引系數(shù)

14、ef "。即(S1/S2) x C1X Gv efa鋼絲繩在 曳引輪槽中打滑。能滿足鋼絲繩在曳引輪槽中打滑條件,符合GB7588-2003第 9.3c)條要 求，保證轎廂蹲底時電梯不能運行。2.4.3電梯導向輪與鋼絲繩直徑比校核要求D/d > 40D/d=400/10=40式中：D導向輪直徑© 400mmi 2鋼絲繩直徑© 10mm結(jié)論：符合 GB7588-2003第 9.2.1條的要求2.4.4電梯曳引力矩的計算：M D(Q g Wd)g 0.4 (1000 1387 1837) 9.81539.550N m2iY2 2式中：d曳引輪直徑(mi y曳引比

15、i y=2曳引機額定力矩：Pg6 9.81Md 975 i19751 0.95873.885N mn95式中：i1-齒輪比 無齒輪為1n -電梯曳引效率 2:1 無齒曳引n =0.91曳引力矩儲備系數(shù)入=587.885/539.550=1.089結(jié)論：電梯曳引能力足夠2.5電梯運行速度驗算Dn60iii20.4009560 1 20.995 m / s結(jié)論：通過調(diào)頻電梯運行速度在 1.0m/s正負0.01m/s,完全與額定運 行速度一致。2.6曳引鋼絲繩強度計算本電梯選用鋼絲繩5根，GB8903-88,驗算鋼絲繩強度按GB7588-2003 要求的安全公式：S/S1> K式中：Ss鋼絲繩

16、的最小破斷載荷Ts=44.0 kNS1天然纖維芯單根鋼絲繩所受的最大拉力S! Sx (G Q)(1 a)g/ni2=(1387 1000( 9.81 0.684)/5X2= 2505N g強度儲備系數(shù)入=44000/2505= 17.565結(jié)論：符合GB7588-2003第 9.2.2條的要求，鋼絲繩強度足夠。2.7繩頭裝置錐套強度計算受力分析：當鋼絲繩以拉力的型式將 S1傳給鋼絲繩錐套時，錐套的螺 紋段以拉應力C = S1/AL的方式來平衡，而錐套的錐端部分則以張力C Z= S/Az的方式來平衡，見圖2-3所示:(© 10錐套桿© 15X 1.5):q = P/Aq= S

17、1maXAq，c z Az= q Aq。式中：q張力MPaA錐端部分截面積mm其中：A=n d2/4= nX 13.3762/4=140.521 mm 2螺紋為 M15X 1.5,小徑 13.376mm1）螺紋段的拉應力為：c = S/A = 2505/140.521=17.827 Mpa其中錐套螺桿采用Q235- D,并經(jīng)鍛打，抗拉強度可達c b=460Mpa在此只用屈服極限（c o.2）28O Mpa來衡量。強度儲備系數(shù)入=280/17.827 = 15.707結(jié)論：鋼絲繩錐套螺紋段強度足夠2）錐套錐端部分的張力為：c z= S cos 5.15 ° /2 S L=2505X c

18、os5.15 ° /2 X 4X 50=6.237MPa式中:5.15 ° 錐端斜角2錐端的兩個面S錐端有效厚度S =4mmL錐端部分有效高度 L=50mm材料為 ZG200-400, MPc o.2=2OOMpa圖2-3錐套端部力平衡圖強度儲備系數(shù)入=200/6.237 = 32.066結(jié)論：鋼絲繩錐套錐端部分強度足夠3）螺紋段焊接部位的剪應力為:T= Si/Al= 2050/154.510 = 13.268Mpa鍛鋼材料t =0.8 c =0.85 X280=238MPa2 2 2其中：A=n d/4= nX 14.026 /4=154.510 mm螺紋為 M15X 1

19、.5,中徑 14.026mm強度儲備系數(shù)入=200/13.268 = 15.074結(jié)論：鋼絲繩錐套螺紋段焊接部位部分強度足夠,符合GB7588-2003第 9.2.3條不小于錐套桿部80%強度的要求,所選用的鋼絲繩錐套符合要求。2.8鋼絲繩在繩槽中的比壓計算設定本曳引輪配備的是5- © 10帶切口的半圓槽，其計算公式:8cos( /2)sin式中：Si-轎廂有125%額定負載?？吭谧罡邔诱酒綄訒r鋼繩中的靜拉 力為：已知：S= 14038Nn鋼絲繩根數(shù)n=5d鋼繩直徑 d=10mmD曳引輪直徑 D = 400mm290576 12 620B繩槽切口角96.5 °8 COM*2

20、56.899Mpa1.57 sin96.5容許比壓:P12.5 4Vc1 Vc12.5 4 1.751 1.757.091MpaVc 與轎廂速度相對應的曳引鋼繩速度P v P結(jié)論：負載比壓是容許比壓 6.899/7.09仁0.973 倍，符合GB7588-1995第9章“注2. ”的要求2.9轎廂架的強度計算轎廂架的受力分析：轎廂架結(jié)構(gòu)見圖2-4所示。轎廂架是轎廂的主要受力部件，它與 轎底、轎壁、轎頂和轎廂連接件自轎廂內(nèi) 的載荷及自身重量造成的力，其中轎底承 受來自轎廂內(nèi)的可變載荷，轎頂承受安裝 維修時的活動載荷，轎壁維持外形和承受 轎頂、門機等固定設備的重量和傳遞來自 轎頂?shù)妮d荷。來自轎廂的

21、力（G+Q由轎底傳給下梁，其中一部分偏置載荷通過斜拉桿的拉力直接傳給立柱，再由斜拉桿傳給下下梁用剪力、彎矩的型式將力傳給下托梁。再由下托梁用剪力、彎矩的型式傳給鋼絲繩，以束力S的形式來平衡（G+Q。因此，轎廂架的強度計算可把它看作由桿件組成的靜定框架結(jié)構(gòu)。將 來自鋼絲繩的拉力S由下托梁、下梁用剪力、彎矩的形式來承受，立柱上 梁不參加受力。2.9.1下托梁的強度、剛度計算下托梁由兩根180K 75X20X 5的冷彎槽鋼組成（剖面見圖2-5，剪力彎矩圖見圖2-6）:圖2-5剖面圖下托梁的外力：圖2-6剪力彎矩圖P = Spj =( GQ)( 1 + a)gg=(1387+1000) (9.81+0

22、.684 ) = 25049N給每根下托梁的力：R=P L1/L 1+L2=25049X 860/860+719=13642NF2=P- L2/L 1+L2=25049X 719/860+719=11407N下托梁的截面積：A=2 A2=2X (180 X 75-170 X 65-140 X 5)=3500mm下托梁的y方向形心坐標：yc=/dA dye /A=H/2=90mm下托梁的慣性矩：Jx=/ dA dy2=2X (75 X 1803-65 X 1703-5 X 140)/12=17389167 mm4下托梁的抗彎模數(shù)：W<= JX/y max=17389167/90=19321

23、3mm下托梁的剪力:下托梁的彎矩:Qax=F1=13462NM=F l_2=13462X 860=11577320N mm剪應力:max1346235003.846 MpaM max11577320m axWx193213最大正應力:59.920 Mpa當量應力： = .2 T + o2 = . 2 X3.8462 + 59.9202 = 60.166MPa強度儲備系數(shù)入=235/60.166 = 3.905結(jié)論：下托梁強度足夠下托梁撓度的計算：lPl313462X8603門 cFmax30.797mm3EJx 3 X206 X10 X17389167機械工程手冊第12卷第8章2.3條要求梁撓

24、度不大于1/960 結(jié)論：下托梁剛度足夠2.9.2下梁的強度、剛度計算轎廂的自重和額定載荷呈均布載荷（q）作用于下梁上，其值為aq=(G Q)( 1 + )g /1550g=(1387+1000) (9.81+0.684 ) /1550= 16.161N下梁由192(340) X 160X 80X 30X 6的冷彎型鋼加加強板組成(剖面見圖2-7 ,剪力彎矩圖見圖2-8)川川佛;'rn枷川1川<Q>Lh lu 1,-111 111 1 卜75用|=二.匸£： .1 liML 1L 1丨丨III卩1予輯口圖2-7下梁剖面圖圖2-8下梁內(nèi)外力圖下梁的截面積：A=2 A

25、=192X 6+2X (148 X 6+8X 6+24X 6)=4176mrh 下梁的y方向形心坐標：y(=/dA dye /A=192X 6X 3+2X 6X( 148X 80+80X 157+24X 142) =30.737mm 下梁的慣性矩：Jx=/ dA dy2=192X 6X 77.7372+2 X 6X (74.737 X 37.3692+73.263 X36.6322+80 X 76.2632+24 X 61.2632)=17134985mm下梁的抗彎模數(shù)：Wk= Jx/y ma= 17134985/80.737=212232mm下梁的剪力：Qa尸 qB/2=16.161 X 1

26、550/2=12524N下梁的彎矩 :Mlna= QB78=16.161 X 15502/8=4853350N- mm剪應力:當量應力:Q125242.999 MpaA4176M max4853350m axWx212232:2T + 2 :=2 X2.9992max最大正應力:22 .868 Mpa%22.8682 = 23.258MPa強度儲備系數(shù)入=235/23.258 = 10.104結(jié)論：下梁強度足夠下梁撓度的計算：0.797mmPI325049 X1550348EJx48 206機械工程手冊第12卷第8章2.3條要求梁撓度不大于1/960結(jié)論：下梁剛度足夠2.9.3斜拉桿的強度計算

27、當轎廂在裝載乘員時，由于人員的流動，造成電梯的偏載，偏載時斜拉桿以受拉的形式平衡偏載力矩 MP： F= (G/2+Q)(g+a)L/8偏載力P如下：aP= Q(1+ )g 1000 (9.810.684)10494 Ng偏載力矩MP如下：MP=P- Lq=10494X 177.5=1862685N m轎廂架斜拉桿及其外力見圖2-9所示。每側(cè)桿力為：F2 =(G/2Q)( 1 + a)/Lqg=(609+1000X(9.81+0.684 X 177.5/706=4245N假設轎底重量和額定載重的1/4由四 根斜拉桿承受，則每側(cè)桿力：lDOOl： i '圖2-9轎廂架斜拉桿F2 = ( G

28、 Q)( 1 + a)/g /42g=(1218+1000) X (9.81+0.684 ) /8=2909N選擇外力大的F1=4245N為計算依據(jù)，又以每根斜拉桿能承受其中3/4的力為設計原則(受力不平衡)，則一根斜拉桿承擔的力為：F=4252X 3/4=3189N斜拉桿直徑© 12mm兩端螺紋小徑d=© 10.106mm 截面積：A=n d2/4= nX 10.106 2/4=80.214mni斜拉桿螺紋部分拉伸應力為:3189A 80.21439 .756 Mpa強度儲備系數(shù)入=235X 39.756 = 5.911結(jié)論：拉桿的螺紋部分強度足夠2.9.4拉桿座的強度計

29、算拉桿座 M24,螺紋小徑 d=© 22.752mm,截面積：A=n d2/4=406.561mm擠壓應力:Fj31896 11 .34614.911 Mpa強度儲備系數(shù)入=235X 14.911 = 15.760結(jié)論：拉桿座螺栓強度足夠2.10轎廂面積校核根據(jù)GB/T 7025.1-1997規(guī)定的I類電梯（非住宅樓電梯）的參數(shù)、尺寸,1000kg的乘客乘員13人，電梯轎廂尺寸為:1600 X 1400,面積2.240m2。說明：本次設計的標準無機房1000kg乘客電梯轎廂尺寸為:1550 X1420，面積 2.201m2，符合 GB7588-2003第 8.2.1 條的要求，比 G

30、B/T 7025.1-1997 的 2.240 m,小 0.039 吊（1.625 %），符合 GB7588-2003第 8.2.3b） 之最小有效面積不小于2.15 m2的要求。結(jié)論：轎廂面積符合GB7588-2003第8.2.3條的要求2.11電梯導軌的計算電梯在運行時，由于懸 掛點及載荷偏離轎廂形心形 成偏載力矩，因此造成側(cè)向 力作用于導軌上；另，當電 梯失控限速器動作拉動安全 鉗夾緊導軌使電梯停止運 行，因此造成壓力作用于導 軌上。使導軌受剪、受壓及 受彎而變形。設懸掛點在C,轎廂重 心在G,載重重心在Q。本電梯使用T89/B導軌主要技術(shù)參數(shù)有：截面積 a= 15.70cm導軌側(cè)面偏載

31、力矩M PX-x = G（ 1 ）gcQ（ 1 + ） gcgg=121X（9.81+0.684X0+100X（9.81+0.684X9.81X177.50=1191042N-mm 導軌側(cè)面壓力Pz = 匹 j1191042364 NH3270式中：b-載荷Q偏離轎廂Y-Y軸的偏載距b=193.75mmc-載荷Q偏離轎廂X-X軸的偏載距c=177.5mmH-轎廂架上下兩個導靴之間中心距離，H= 3270mm'慣性矩 Jx=59.70cmJy =53.00cm 抗彎模量W治14.50cmw尸11.90cm 慣性半徑 ix =1.98cm iy = 1.84cm2.11.1轎廂偏載時導軌的

32、計算電梯轎廂使用極限狀況如圖2-10所示：轎廂內(nèi)凈尺寸為BX H=155（X 1420,轎廂重心線（導軌軸線）在深度方向處于600處（與轎廂形心軸線重合）為X X軸；在寬度方向處于轎 廂的對稱軸線處（與轎廂形心軸線重合）為丫一丫軸。導靴受力點距離H=3270mm,導軌長度L=5000,導軌支架間距L =2400mm按GB7588-2003第10.1.2條來計算許用應力和變形。偏載按GB7588-2003第 G7.2.1.1b項規(guī)定，偏載距等于轎廂尺寸的1/8 , 得XX軸距177.50, Y 丫軸距193.75,（圖10中C-轎廂形心，G-轎廂重 心,Q載荷重心）。1）導軌正面偏載力矩M PY

33、-丫 = G（1 a）gb Q（1 +旦）gbgg=121X （9.81+0.684）X 0+100X （9.81+0.684）X 9.81 X 193.75=2033213N-mM PY 丫 2033213導軌正面壓力 Pz=叱614 NH3270假設導軌中間受力，且按靜定梁模式計算，即L=2400,此時，導軌的剖面見圖2-11，剪力彎矩圖見圖2-12I1' iiLiiprrhillI -. -t祇lllllll州MM古 皿1伽IlliIIIII訃圖2-11導軌剖面圖圖2-12導軌剪力彎矩圖導軌支撐條件假定為簡支梁，當外力作用于兩個導軌支架中間時,導軌的支反力：Fza=FN=Pz/2

34、=614/2=307NFca=Fcb=Pc/2=364/2=182N導軌的剪力：QZ=Fza=Fzb=307NQ=Fca=Fcb=182N導軌的彎矩：M=Fz L/2=614X1200=736800N-mmM=Fc L/2=364 X1200=436800N-mm剪應力：zQz307MpaA15700. 196 ivipdQz182-0.116 MpazA1570合力：T= .Tz2 + T2c、0.196 2 + 0.116 20.228 Mpa最大正應力：zM z 736800Wx 1450050.814 MpaM c 436800Wy 1190036 .706 Mpa合力： 二Q了. 5

35、0.814 2 + 36.706 262 .685 Mpa當量應力： d 二；22+ c2, 2 0.2282 + 62.685 262.686MpaJG/T5072.1-1996規(guī)定材料c b=370520,按S20計：截面尺寸小于 100mm寸，c b=400520, c 0.2=230強度儲備系數(shù)入=230/62.686 = 3.669結(jié)論：導軌強度符合要求導軌撓度的計算:FmaxzPzl348EJx614 X2400348 206 1 03 597000 1.438mmFmaxcPcl348EJy364 X2400331.170mm48 206 1 03 530000復合變形：f+ f

36、c2< 1.483 2 + 1.170 21.889 mmGB7588-2003第 10.1.2.2 條要求安全鉗不動作時導軌撓度不超10mm結(jié)論：導軌剛度符合要求2.11.2安全鉗動作時導軌的計算當轎廂載有額定載荷以115%額定速度向下運動時，限速器動作，鋼 絲繩提起安全鉗拉桿，安全鉗楔塊夾住導軌，此力壓到導軌上，其壓力為:Pv = g Q)(1 +瑩)g(1218 1000) (1 1) 9.81/2 21759 Nng式中：n導軌根數(shù)本梯n=2az安全鉗制停減速度，按GB7588-2003第 10.4.3.3項規(guī)定緩沖器平均減速度不應大于1g，即限速器動作時平均減速度aZpj=9.

37、81 m/s2。1)按GB7588-2003第 G7.1.1.1項提供的方法計算彎曲應力a. 導軌的正面壓力為：k1g(QxQ Gxg)29.81(1000193 .750)Pz-581 NnH23270式中：匕一安全鉗動作時的沖擊系數(shù)，查 GB7588-2003表 G2 k 1=2x c載荷偏離轎廂Y-Y軸的偏載距xq = b=193.75mmX G 轎廂重心偏離轎廂丫-Y軸的偏載距XG =0導軌的正面壓力引起內(nèi)外力為:16Mz 牡 3 5812400261563 N m16z 歸 156118.039MpaWx14500式中：L導軌支架距 L=2400mmb. 導軌的側(cè)面壓力為:門kig(

38、QyQGyG)Pc"nH 12298(100°177.5°)1065N2 3270 /2式中：yQ 載荷偏離轎廂X-X軸的偏載距yQ = c=177.5mmyg 轎廂重心轎廂X-X軸的重心距y = 0c. 導軌的側(cè)面壓力引起內(nèi)外力為:Mc 皿 3 1065240016 16479250 N mM c 479250Wy 1190040.273Mpa2）按GB7588-2003第 G7.1.1.2項提供的方法計算壓彎應力P k1g(G Q) 2 9.81 (1218 1000)2仃59Nkn2(Pk ksGy)A(217590 0) 3.05157042.271Mpa

39、式中：k3附加裝置在安全鉗動作時沖擊系數(shù)，導軌上無附加裝置G,故 ka=03安全鉗動作時的導軌柔度系數(shù)，按GB7588-2003第G5.3章中提供的方法本梯導軌 L/i min=2400/18.4=130.435,查表 G3得 3 =3.053）按GB7588-2003第 G7.1.1.4項提供的方法計算翼緣彎曲應力:1.85Pcf 2c1.85 106510211.555Mpa式中：c導軌凸緣腳厚c=104）當量應力:、18.0392 +40.2732 42.2712 11.555262.191Mpa強度儲備系數(shù)入=230/62.191 = 3.698結(jié)論：導軌強度足夠5）按GB7588-2

40、003第 G7.1.1.5項提供的方法計算導軌的撓度Fmaxz0.7出48EJx0.7X581 2400348 206 1 03 5970000.952mmF maxc0.7空48EJy0.7 X1065 2400348 206 103 5300001.967mmGB7588-2003第 10.1.2.2項的要求，安全鉗動作時導軌的最大計算允 許變形 5mm本梯每根導軌長5m,支架距2.4m,為三支點一度超靜定梁， 計算中按雙支點靜定梁模式，變形不超過國標規(guī)定。結(jié)論：導軌剛度足夠附注：對重導軌用的是TK5A空心導軌，對重裝置為全對稱結(jié)構(gòu)，平衡 鏈懸掛點在重心處，且無安全鉗，因此不作計算。2.1

41、2導軌支架強度、剛度的計算2.12.1轎廂導軌支架的強度、剛度計算支架由三根50X 5的角鋼焊接而成，計算時將焊接剛架拆為一組獨立 的梁。同時，支架立柱視為兩根平均受力的獨立固支梁。50X 5的角鋼的主要技術(shù)參數(shù)有:截面積 a= 4.803cm2慣性矩 Jx = 11.21cm4抗彎模量 Wx= 3.18cm3慣性半徑ix = 1.53cm1）轎廂導軌支架橫梁的強度和剛度計算根據(jù)導軌受力計算可知，轎廂偏載時支 架橫梁受力為大，導軌支架在轎廂偏載時的 剪力彎矩見圖2-13所示。支架橫梁的最大外力為偏載時的Pz=614N,支反力 Fa=H=307N因此，支架橫梁的最大內(nèi)力為：Q=F=Fb=307N

42、圖2-13導軌支架剪力彎矩圖Mmax=F L/2=307 X 125=38375N- mma.橫梁的強度計算：最大剪應力：maxQ 307A 480 .30.639 Mpa最大正應力:當量應力：m axM max 38375Wx 318012.101 Mpa%= _2T+ / =2 X0.639212.0682 =12.101MPa強度儲備系數(shù)入=235/12.101 = 19.419結(jié)論：橫梁的強度足夠b.橫梁撓度的計算:FmaxPL348EJx3614 25048 206 103 1121000.009mm結(jié)論：橫梁撓度小于導靴與導軌間隙1mm符合電梯技術(shù)要求2）轎廂導軌支架立柱的強度計算

43、：支架立柱的最大外力為安全鉗動作時的 Pc計，P c=1065N安全鉗動作 時導軌支架的內(nèi)外力見圖13所示。Fc=P/2=1065/2=803N支反力按剛度分配法由兩根立柱分擔：支架立柱的最大內(nèi)力：Q=F=803NMmax=80* 242=194326N mma.立柱的強度計算:最大剪應力:maxQ -801.672 MpaA 480.3最大正應力:m axM max 38375Wx 318012.101 Mpa當量應力： = .2T + /二.2 X1.672261.1092 = 61.155MPa強度儲備系數(shù)入=235/61.155 = 3.843結(jié)論：立柱的強度足夠b.立柱撓度的計算：F

44、maxPL348EJx803 24233 206 103 926000.199mmF廠J J-IJ Jc.JII ：l ：1,丄丄：.1. 1： 1： L II1 I rniiiini-結(jié)論：立柱撓度小于導靴與導軌間隙1mm符合電梯技術(shù)要求2.12.2組合導軌支架的強度、剛度計算組合導軌支架由轎廂導軌支架和對重導軌支架組合而成，高度724,中心 跨度940,導軌支架跨度175。根據(jù)導軌受力計算可知，轎廂偏載時組合導軌支架橫梁受力為大。組合導軌支架轎廂偏載時導軌支架的結(jié)構(gòu)和剪力彎矩見圖2-14所示。t M、mil inrun lllllllllll Li圖2-14導軌支架結(jié)構(gòu)和剪力彎矩圖支架由兩

45、根63X5的角鋼焊接的轎廂導軌支架（單跨剛架）和一根63X 5角鋼對重導軌支架組成。由圖可見，當組合導軌支架受到來自導軌的側(cè)向 力時，重導軌支架立柱是不參加受力的。組合導軌支架立柱的最大外力為安全鉗動作時的Pc=1065N63X 5的角鋼的主要技術(shù)參數(shù)有:截面積 a= 6.143cm2慣性矩 Jx = 23.17cm4抗彎模量 Wx= 5.08cm3形心距Zo= 1.74cm其中轎廂導軌支架（單跨剛架）的慣性矩為：Jx=2X 6.143 X 72.4 X 8.752+2X 17.5 X 2X 6.143 X 4.3752=76333cnn這樣，轎廂支架立柱的最大內(nèi)力為Q=F=1065/2=53

46、2.5NMna=536.5 X 724=385530N mm剪應力:maxQ 532.5A 480.31.109MpaM m ax385530m axWx5080最大正應力:75.892 Mpa當量應力： =. 2T+（t2 = 2 X1.1092 75.8922 = 75.908MPa強度儲備系數(shù)入=235/75.908 = 3.096結(jié)論：立柱的強度足夠立柱撓度的計算:3qFmax0.001mmPcL1065 724348EJx 3 206 103762220000結(jié)論：對重立柱撓度小于導靴與導軌間隙 1mm符合電梯技術(shù)要求3設計小結(jié)2010年11月，我開始了我的畢業(yè)設計工作，到目前為止設計已進入尾 聲。從剛上手時的茫然，到慢慢的進入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整 個設計過程艱難卻也富有樂趣。在整個過程中，我再一次領略到了作為一 個機械設計工作者所需要面臨的挑戰(zhàn)。11月伊始，經(jīng)過一番選題，我的畢業(yè)設計題目是電梯轎廂結(jié)構(gòu)設計。 從那一刻開始我便立刻著手資料的收集工作，在經(jīng)過一番書籍的查閱和網(wǎng) 絡的搜索，我將所有收集到的資料完整精確的整理成一套設計的大綱，我 終于制定下了一套完整的設計方案，并在與導師的溝通下開始了正式的設 計工作。1月初，資料已經(jīng)查找完畢了，我開始著手論文的寫作。在寫作過程中 遇到困難我就及時和導師聯(lián)系