載貨電梯設(shè)計計算書

1、載貨電梯設(shè)計計算書作者：佚名來源：互聯(lián)網(wǎng)文章點擊數(shù)：1607【字體：大中小】1 概述THJ2000/0.5-JXW交流雙速載貨電梯，按國家電梯標(biāo)準(zhǔn)的要求、設(shè)計而成的。該電梯的曳引機(jī)、開門機(jī)系統(tǒng)、層門裝置、安全鉗、限速器、緩沖器、繩頭錐套等主要部件因此及安全部件均采用先進(jìn)的技術(shù)結(jié)構(gòu)，一般零部件也是在原有技術(shù)積累的基礎(chǔ)上設(shè)計的，本計算書主要對曳引系統(tǒng)、懸掛裝置及安全裝置等關(guān)鍵部件進(jìn)行驗證計算。2 引用標(biāo)準(zhǔn)及參考文獻(xiàn)a. GB7588電梯制造與安裝安全規(guī)范；b. GB10058電梯技術(shù)條件；c. GB10059電梯試驗方法；d. GB10060電梯安裝驗收規(guī)范；e. GB8903電梯用鋼絲繩；f.

2、JG/T5072.1電梯T型導(dǎo)軌；g. 機(jī)械工程手冊第67篇第8章電梯（機(jī)械工程手冊編輯委員會編）；h. 機(jī)械技術(shù)手冊上冊（日本機(jī)械學(xué)會編）；i. 電機(jī)工程手冊第五卷（機(jī)械工程手冊電機(jī)工程手冊編輯委員會編）。3 主要技術(shù)性能參數(shù)a. 電梯種類：載貨電梯；b. 電梯型號：THJ2000/0.5-JXW；c. 額定載重量：2000kg；d. 額定速度：0.5m/s；e. 轎廂尺寸：1500mm?2700mm?2200mm；f. 開門尺寸：1500mm?2100mm（雙折自動門）；g. 曳引比：2:1；h. 拖動方式：交流雙速；i. 控制方式：微機(jī)集選控制；j. 最大提升高度：30m；k. 最大停層

3、站數(shù)：10層；4 曳引系統(tǒng)的計算4.1 電動機(jī)功率的計算電梯曳引機(jī)的起、制動及正、反轉(zhuǎn)頻繁，且負(fù)載變化大，工作運行情況復(fù)雜，要精確計算電動機(jī)功率是很復(fù)雜的，根據(jù)機(jī)械工程手冊的推薦，通常按下式計算電動機(jī)功率：(1-Kp)Q?VPd-102?式中：Pd電動機(jī)功率，kW;KP一電梯平衡系數(shù)，根據(jù)電梯標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定Kp在0.400.50范圍內(nèi)，取Kp=0.45;Q一電梯額定載重量，Q=2000kg;V一電梯額定速度，V=0.5m/s;?一電梯的機(jī)械總效率，？=0.50.55,對于斜齒輪曳引機(jī)考慮2:1繞法，機(jī)械效率比較高，?。?0.5;則：(1-0.45)?2000?0.5Pd-10.8kW102?0.54

4、.2曳引機(jī)的選用根據(jù)電梯的主要技術(shù)參數(shù)、曳引電動機(jī)的功率等的要求，我們對各種電梯曳引機(jī)進(jìn)行了調(diào)研類比，最后確定選用J1.2型曳引機(jī)。其主技術(shù)參數(shù)如下：a.曳引機(jī)型號：J1.2；b.額定載重量：2000kg；c.額定速度：0.5m/s；d.減速比：49:1；e.曳引輪節(jié)經(jīng)：?610mm；f.曳引繩槽規(guī)格：5-?13mm；g.繩槽形狀：帶切口半圓槽；h.電動機(jī)功率：11.2kW。5懸掛裝置的計算5.1 曳引條件的計算根據(jù)GB7588的要求，曳引應(yīng)滿足下列條件：T1-?C1?C2<e?T2式中：e一自然對數(shù)的底數(shù)；?鋼絲繩在曳引輪繩槽中的當(dāng)量摩擦系數(shù)，對于帶切口的半圓槽：4科1Sin(?/2)

5、兀-?-Sin?式中：科一鋼絲繩與曳引輪之間的摩擦系數(shù)，取科=0.09;?一繩槽的切口角，？=100?弋1.745rad;則：4?0.09?1-Sin（1.745/2）?-弋0.205兀-1.745-Sin1.74a一鋼絲繩在曳引輪上的包角，本系列電梯的包角a=180?=3.1416rad;則：e?=e0.205X2.7931.77C1與加速度及電梯特殊情況有關(guān)的系數(shù)：gn+aC1-gn-a式中：gn自由落體的標(biāo)準(zhǔn)加速度（m/s2）;a一電梯制動減速度（m/s2）因?a?值較難確定，現(xiàn)根據(jù)GB7588中推薦的最小允許值選用，對于V=1.0m/s,取C1=1.2;C2由于磨損而導(dǎo)致曳引輪繩槽斷面

6、變化的影響系數(shù)，對于帶切口半圓槽，取C2=1.0。T1/T2在載有125%額定載荷的轎廂位于最低層站及空載轎廂位于最高層站的情況下，曳引輪兩邊鋼絲繩中的較大靜拉力與較小靜拉力之比。下面針對這兩種情況分別進(jìn)行計算：a.當(dāng)載有125%額定載荷的轎廂位于最低層站時：T1=P+125%Q+PsT2=Pd+Pb式中：P空轎廂總質(zhì)量，包括轎廂、轎廂架、開門機(jī)、轎門、安全觸板、安全鉗、導(dǎo)靴、轎頂護(hù)欄、撞弓、風(fēng)機(jī)、檢修箱、操縱箱、裝飾及隨行電纜等，對于本型號電梯，P=1380kg;Qi額定載重量，Q=1000kg;Ps一是懸掛部分的鋼絲繩質(zhì)量，按下式計算：Ps=n?qs?h;式中：n一鋼絲繩根數(shù)，n=5;qs

7、一單根鋼絲繩每米重，qs=0.60kg/m;h一提升tWj度，hmax=60m。則：Pa5?0.6?60=180kgPd一對重裝置質(zhì)量，按下式計算；Pd=P+KP?Q式中：Kp一電梯平衡系數(shù)，取Kp=0.45;P、q一同前。則：Pd=1380+0.45?1000=1830kgPb一懸掛部分補償鏈質(zhì)量，按下式計算：Pb=n?qb?h;式中：n補償繩根數(shù)，n=1;qb單根補償繩每米重，qb=2.8kg/m;h一同前，hmax=60m。則：Pb=1?2.8?60=168kg則：T1=1380+125%?1000+180=2810kgfT2=1830+168=1998kgf則：T12810一?C1?C

8、2=?1.2?1.0?1.69<1.77=e?T21998結(jié)論：滿足曳引條件的要求。b.當(dāng)空載轎廂位于最高層站時：T1=Pd+PsT2=P+Pb式中：P、Pb、Pd、Ps均同前。則：T1=1830+180=2010kgfT2=1380+168=1548kgf則：T12010一?C1?C2=?1.2?1.01.56V1.77=e?T21548結(jié)論：滿足曳引條件的要求。5.2 鋼絲繩在繩槽中的比壓的計算根據(jù)GB7588的要求，在轎廂裝有額定載荷的情況下，無論如何比壓不得超過下列值：12.5+4Vcp-1+Vc式中：p一鋼絲繩在繩槽中的比壓，MPa;Vc與轎廂額定速度相應(yīng)的鋼絲繩速度，曳引比1

9、:1時，Vc=V=1.0m/s.則：12.5+4?1p-弋8.25MPa1+1對于帶切口半圓槽，鋼絲繩在繩槽中的比壓按下式計：T8?Cos(?/2)P-?n?d?D?-?-Sin?式中：T當(dāng)滿載轎廂?？吭谧畹蛯诱緯r，在曳引輪水面上，轎廂一側(cè)的鋼絲繩的靜拉力，按下式計算：T=P+Q+Ps式中：P、Q、Ps均同前。則：T=1380+1000+180=2560kgf=25088Nn一鋼絲繩根數(shù)，n=5;d一鋼絲繩直徑，d=13mm;D曳引輪節(jié)徑，D=620mm；3一繩槽的切口角，同前，3=1.745rado則：250888?Cos(1.745/2)p-?5?13?620?-1.745-Sin1.74

10、512.5+4Vc7.78V8.25-1+Vc結(jié)論：比壓滿足要求。5.3 鋼絲繩安全系數(shù)的計算根據(jù)GB7588的要求，結(jié)合本系列電梯的情況，安全系數(shù)必須滿足下式的要求：n?TsSST式中：S一鋼絲繩安全系數(shù)；n一鋼絲繩根數(shù)，n=5;Ts單根鋼絲繩的最小破斷載荷，根據(jù)GB8903規(guī)定，對于8X19S+NF-13-1500,Ts=74.3kN=74300N;T一同前，T=25088N5 鋼絲繩的許用安全系數(shù)，根據(jù)GB7588的規(guī)定，對于三根鋼絲以上的曳引驅(qū)動電梯，S=12。則：5?743005 -14.8>S25088結(jié)論：安全系數(shù)滿足要求。6 導(dǎo)軌的計算6.1 導(dǎo)軌彎曲應(yīng)力的計算根據(jù)GB7

11、588的要求，導(dǎo)軌應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，能承受安全鉗動時所產(chǎn)生的力，即安全鉗動作時，導(dǎo)軌彎曲應(yīng)力應(yīng)滿足下式的要求：對于漸進(jìn)式安全鉗：10(P+Q)?k-<?kA式中：?k安全鉗動作時，導(dǎo)軌的彎曲應(yīng)力，MPa;?一與入成函數(shù)關(guān)系的彎曲系數(shù)；?細(xì)長比，按下式計算：Lki式中：Lk導(dǎo)軌架之間的間大距離，對于本系列電梯，Lk=2000mm；i導(dǎo)軌回轉(zhuǎn)半徑，本系列電梯采用JG/T5072.1標(biāo)準(zhǔn)中的T89/B型導(dǎo)軌，imin=iy=18.4mm;則：2000?-弋108.718.4根據(jù)JG/T5072.1標(biāo)準(zhǔn)，可查得導(dǎo)軌材料的力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度在370MPa520MPa?之間，按較小者選取，取抗拉強(qiáng)度為

12、370Mpa。則：對口GGB7588之彎曲系數(shù)表可選用：？=2.09。A一導(dǎo)軌截面面積，根據(jù)JG/T5072.1標(biāo)準(zhǔn)，對于T89/B型導(dǎo)軌，A=1570mm2;？k許用彎曲應(yīng)力，根據(jù)GB7588的規(guī)定，對于抗拉強(qiáng)度為370Mpa的鋼材，?k=140MPa。P、Q一均同前。則：10？(1380+1000)？2.09?k-32MPav?k1570結(jié)論：安全鉗動作時，導(dǎo)軌彎曲應(yīng)力滿足要求。6.2 導(dǎo)軌撓曲的計算根據(jù)GB7588的要求，導(dǎo)軌應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，能承受由于轎廂不均勻的載荷引起的撓曲，而不得影響電梯的正常工作。即在電梯正常工作狀態(tài)，由于轎廂不均勻載荷引起的撓曲應(yīng)不大于許用撓度。GB10060?

13、 對每根導(dǎo)軌工作JG/T 5072.1 對導(dǎo)軌直線度的Y = 1.2mm。偏心距按轎廂寬度或深度目前，行業(yè)中對導(dǎo)軌的許用撓度還沒有統(tǒng)一的設(shè)計規(guī)范，根據(jù)面對安裝基準(zhǔn)線的偏差和兩根導(dǎo)軌的距離的偏差的規(guī)定，以及規(guī)定，結(jié)合本系列電梯正常工作對導(dǎo)軌的要求，我們選取許用撓度根據(jù)機(jī)械工程手冊的推薦，當(dāng)轎廂因不均勻載荷產(chǎn)生偏載時，的1/6計算，如下圖所示：ABq1q2A/6B/6q1q2這時，導(dǎo)靴對導(dǎo)軌的作用力分別如下：A?Qq1-6HB?Qq2-6H式中：q1導(dǎo)靴對導(dǎo)軌頂面的作用力，kgf;q2導(dǎo)靴對導(dǎo)軌側(cè)面的作用力，它由左右兩根導(dǎo)軌共同承擔(dān)，因轎廂荷偏心，兩根導(dǎo)軌的受力分別如下：2B?Qq21=q2-39

14、H1B?Qq22=q2-318H計算時，按受力較大者選取，即：B?Qq2max=q21-9H式中：q2max導(dǎo)靴對兩導(dǎo)軌側(cè)面的作用力中之較大者，kgf;H一轎廂上、下導(dǎo)靴間的距離，對于本系列電梯，H=3810mm；A一轎廂寬度，對于本系列電梯，A=1670mm；B一轎廂深度，對于本系列電梯，B=1600mm；則：1670?1000q1-弋73.1kgf6?38101600?1000q2max-y46.7kgf9?3810為計算方便起見， 我導(dǎo)軌產(chǎn)生的撓度達(dá)計算上述作用力使導(dǎo)軌產(chǎn)生的撓度時，可將導(dǎo)軌視為一多支點連續(xù)梁，們按四支點連續(xù)梁計算。根據(jù)梁的受力分析可知，當(dāng)作用力作用于兩支架的中間部位的導(dǎo)

15、軌上時，到最大值。導(dǎo)軌受力簡圖如下：Lk/2ABqCDLkLkLkL(=3Lk)qRaRbRcRd0，即：該四支點連續(xù)梁為一靜不定梁，其邊界條件為：各支點處的撓度為Ya=Yb=Yc=Yd=o。圖中：q一代表導(dǎo)靴對導(dǎo)軌的作用力；Lk一導(dǎo)軌支架間的最大跨距，Lk=2000mm;L四支點中之最外兩支點間的距離，L=3Lk;Ra、Rb、Rc、Rd一分為各支點的支反力，由對稱受力情況可知：Ra=Rd,Rb=Rc。利用疊加法原理求解。將原梁中間兩支點拆除，視支反力Rb、Rc為作用力，分別按q、Rb、Rc三個力分為三個簡支梁計算。對照簡支梁的計算公式可知，q、Rb、Rc使梁在B點處的撓度分別如下：q?L33

16、?(L/3)4?(L/3)3Yb1-?48E?ILL323q?L31296E?IRb?(2L/3)2?(L/3)3Yb23E?I?L4Rb?L3243E?I2?(L/3)L/3(L/3)3Yb3=+2L/3L/3(2L/3)2?(L/3)Rc?(2L/3)2?(L/3)36E?I?L7Rc?L3486E?I由邊界條件可知：Yb1+Yb2+Yb3=Yb=0。Rb=Rc得：23q?L34Rb?L37Rc?L31296E?I243E?I486E?I則：23Rb=Rc=q40由梁的受力平衡可知：Ra+Rb+Rc+Rd=q而：Ra=RdRb=Rc則：q-2?(23q/40)3Ra=Rd=q240式中：“

17、-”號表示實際受力方向與設(shè)定受力方向相反。仍用疊加法原理，可以計算出q、Rb、Rc三個力使梁在q力作用點處的撓度分別如下：q?L3Y01-48E?IRb?(L/3)?3L2-4?(L/3)2Y0248E?I?L529q?L351840E?I23Rc?L3Y03-1296E?I529q?L351840E?I由前面受力分析可知，疊加后的總撓度即為最大值，則：11q?L3Ymax=Y01+Y02+Y03-25920E?I將L=Lk代入上式，則：11q?Lk3Ymax-960E?I以上受力分析及撓度計算均，參照機(jī)械技術(shù)手冊的理論及相關(guān)公式。q2max下面將?q1?及q2max分別代入上式，即可得出q1

18、?使導(dǎo)軌頂面產(chǎn)生的最大撓度和使導(dǎo)軌側(cè)面產(chǎn)生的最大撓度分別如下：11q1?Lk3Y1max-960E?Ix11q2max?Lk3Y2max-960E?Iy式中：Y1maxq1作用力使導(dǎo)軌頂面產(chǎn)生的最大撓度，mm；Y2maxq2max作用力使導(dǎo)軌側(cè)面產(chǎn)生的最大撓度，mm；E一導(dǎo)軌的彈性模量，對于鋼材，E=2?104kgf/mm2;Ix導(dǎo)軌橫截面對X軸的慣性矩，對于T89/B型導(dǎo)軌Ix=5.96X105mm4;Iy導(dǎo)軌橫截面對Y軸的慣性矩，對于T89/B型導(dǎo)軌，Iy=5.25X105mm4。則：11?73.1?20003Y1max-y0.56mm960?2?104?5.25?10511?46.7?2

19、0003Y2max-y0.40mm960?2?104?5.25?105合成撓度為：Y=?Y1max2+Y2max2=?0.562+0.402弋0.69mm<1.2=Y結(jié)論：轎廂不均勻載荷引起的導(dǎo)軌撓度滿足要求，不會影響電梯的正常工作。7 轎廂架的計算7.1 許用應(yīng)力及許用撓度的確定轎廂架是轎廂部分的主要受力部件，結(jié)合機(jī)械工程手冊的要求，對上、下梁進(jìn)行受力分析及設(shè)計計算。對于本系列電梯，轎廂架上梁和下梁均是由兩根薄板折成的槽形件組成的，且截面形狀也一樣，選用的材料為10(實際的材料也有可能是Q235),其屈服點？x21kgf/mm2,取安全系數(shù)為S=2,?則許用應(yīng)力為：？s21?-=10.

20、5kgf/mm2S2根據(jù)機(jī)械工程手冊的推薦，轎廂上、下梁的撓度應(yīng)不大于全長的1/960，即許用撓度為：LY-960式中：L一上、下梁的跨度，對于本型號電梯，L=1740mm。則1740Y-%1.81mm9607.2 上梁的計算根據(jù)上梁的受力分析，可將其視為簡支梁，其受力簡圖如下：P+QL/2L由材料力學(xué)可知，其最大彎距(最大應(yīng)力)及最大撓度均發(fā)生在上梁中央剖面上，其值如下：(P+Q)LMmax-4Mmax(P+Q)L?max-=W4W(P+Q)L3Ymax-48E?I式中：Mmax上梁受力產(chǎn)生的最大彎距；?max上梁受力產(chǎn)生白最大應(yīng)力，kgf/mm2;Ymax一上梁受力產(chǎn)生的最大撓度，mm;(

21、P+Q)一同前，(P+Q)=2380kgf;L一上梁的跨度，L=1740mm；W上梁的抗彎模量，mm3;I上梁的慣性矩，mm4。對于本型號電梯，上梁是由兩根薄板折成的槽形件組成的，其單根的截面形狀如下：804XX根據(jù)材料力學(xué)相關(guān)計算公式可計算如下：80?2203-(80-8)?(220-8)3-4?1703Ix-121.218?107mm480?2203-(80-8)?(220-8)3-4?1703Wx-6?2201.107?105mm3則:I=2Ix=2?1.218?107=2.436?107mm4W=2Wx=2?1.107?105=2.214?105mm3E一上梁的彈性模量，對于鋼材，E=

22、2?104kgf/mm2。則：2380?1740?max-弋4.68kgf/mm2<10.5=?4?2.214?1052380?17403Ymax-%0.54mm<1.81=Y48?2?104?2.436?107結(jié)論：上梁的強(qiáng)度及剛度均滿足要求7.3 下梁的計算根據(jù)下梁的受力分析，可將其視為簡支梁，其受力簡圖如下：P1P2P1L1L1L/2L利用疊加由材料力學(xué)可知，其最大彎矩(最大應(yīng)力)及最大撓度均發(fā)生在下梁中央剖面上，法原理可知：P2?LMmax=P1?L1+4Mmax4P1?L1+P2?L?max-=W4WP1?L1(3L2-4L12)P2?L3Ymax-?2+48E?I48E

23、?I2P1?L1(3L2-4L12)+P2?L348E?I式中：Mmax下梁受力產(chǎn)生的最大彎距；?max一下梁受力產(chǎn)生白勺最大應(yīng)力,kgf/mm2;Ymax下梁受力產(chǎn)生的最大撓度，mm；W、I、E均與上梁相同；L一下梁的跨度，L=1740mm;L1為P1作用力點到簡支點的距離，對于本型號電梯，L1=60mm;P1一支承在下梁上的轎廂（包括轎廂、操縱箱、裝璜等）及額定載荷等對下梁的作用力，對于本型號電梯：P1=2000/2=1000kgf;P2一懸掛于下梁上的補償鏈及電纜等對下梁的作用力，對于本型電梯：P2=480kgf。則:4?1000?60+480?1740?max-4?2.214?1051.21kgf/mm2v10.5=?2?1000?60?(3?17402-4?602)+480?17403Ymax-48?2?104?2.436?1070.15mmv1.81=Y結(jié)論：下梁的強(qiáng)度及剛度均滿足要求。8安全部件的選用8.1 安全鉗的選用根據(jù)GB7588的要求，對于本型號電梯，額定速度為1