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杂物电梯计算说明护书

杂物电梯计算书

一、概况

1、项目名称：

XXXX电梯有限公司

2、电梯型号：

TWJ-300/

3、额定载重量：

Q=300kg

4、额定速度：

s

5、层、站：

2/2

6、提升高度：

3m

7、曳引比：

r=1：

1

8、曳引包角α=180°

9、轿厢净尺寸（宽×深×高）1000mm×1000mm×1200mm

10、层门、轿门开门尺寸1000mm×1250mm

11、开门形式：

上下直分

二、平衡系数及对重

1、轿厢自重：

P0=300kg，

2、额定载重：

Q=300kg，

3、平衡系数选：

q=，

4、对重质量W=P0+qQ=300+×300=450（kg）

三、曳引机选型计算

功率N=

QV（1－q）

102η

1、曳引电动机功率计算

选择有齿曳引机

式中：

v——额定速度，v=s

当曳引比r=1:

1时，η=

N=

300×（1－

=（kw

102×

2、选择曳引机

选用常熟鑫达生产的XD100型曳引机，其参数如下：

额定功率N0=3Kw，额定转速1440r/min，减速比i=62:

1=62，

主轴静载2000KG，额定转矩500Nm,

曳引轮节径D=325mm=，

曳引钢丝绳根数与直径n0×dr=3×φ8

绳轮槽形切口角β=°，γ=30°

3、校核

（1）功率N0=3kw>N=（kw），通过。

（2）电动机变频调定额定转速

n1=

60υir

=

60××61×1

πD

π×

=

（r/min）

电动机额定转速为1440r/min，通过。

（3）实际正常运行最大扭矩M按超载10%计算

M=

－q）QDgn

=

－0.5）×300××

=331（Nm）

2r

2×1

M=331Nm<额定转矩500Nm，通过。

（4）直径校核D/dr=325/8=，通过。

（5）主轴最大静载荷G

G=

1

（P0+）+

1

sin（α－90°）（P0+qQ）

2

2

G=

1

（300+×450）+

1

sin（180°－90°）（300+×450）

2

2

G=<主轴允许静载2000Kg，通过。

（6）满载轿厢盘车力F1的计算

F1=（1－q）QDgn/riηD1

式中：

D1——盘车轮直径，D1==550mm，

F1=（1－）×300××（2×9××=（N）

＜400N

四、曳引条件计算

1、efα的计算

式中：

α——曳引包角，α=180°=π

f——当量摩擦系数

4（cos

γ

－sin

β

）

f=μ

2

2

=μfo

π－β－γ－sinβ+sinγ

式中：

μ——摩擦系数，β=°，γ=30°

4（cos

30°

－sin

°

）

f0=

2

2

=

π－°－30°－°+sin30°

（1）装载工况时，μ=

f=μf0=×=

efα=e×π=≈

（2）紧急制停工况时，

μ=

=

=

1+v/10

1+10

f=μf0=×=

efα=eπ=

（3）滞留工况时，μ=

f=μf0=×=

efα=eπ=

2、装载工况

1.25倍的载重量，轿厢位于最低层。

此时，制动减速度a=0，井道摩擦力FR≈0

T1=（1/r）（P0++MTrav）gn+MsRcargn

式中

MTrav——随行电缆的实际质量，轿厢位于最低层时，MTrav=0，

MsRcar——轿厢侧曳引钢丝绳的实际质量，轿厢位于最低层时，MsRcar=（1/2）Q1=（1/2）×387=（kg）

T1=（1/2）（1600+×1350+0）×+×=（N）

T2=（1/2）（Mcwt+MCRcwt）gn+MSRcwtgn

式中，Mcwt——对重的实际质量，Mcwt=W=2275kg

MCRcwt=Q2=

MsRcwt——对重侧曳引钢丝绳的实际质量，轿厢位于最低层时，对重在最高层，此时MsRcwt=0。

T2=（1/2）×（2275+）×+0=（N）

T1

=

=

T2

3、滞留工况时，

对重压在缓冲器上，空载轿厢在最高位置。

此时，制动减速度a=0，井道摩擦力FR≈0。

T1=（1/r）（P0+MCRcar+MTrav）gn+MsRcargn

式中：

轿厢在最高位置时，

MCRcar=Q2=，MTrav=Q3=80kg，MsRcar=0

T1=（1/2）（1600++80）×+0=（N）

T2=（1/r）Mcwtgn+MSRcwtgn

式中：

对重压在缓冲器上，Mcwt=0，MSRcwt=（1/2）Q1=

T2=0+×=（N）

T1

=

=＞efα=，通过。

T2

4、紧急制停工况

（1）额载轿厢位于最低层周围，上行工况时紧急制停。

此时，P0=1600kg，Q=1350kg，a=s2，FR≈0

T1=

1

（P0+Q+MCRcar+MTrav）（gn+a）+MsRcar（gn+2a）+MsRcara

r2－2r

r

2

+Mpcar2a

式中：

当轿厢位于最低层周围时，MCRcar=0，MTrav=0，

MsRcar=（1/2）Q1=

Mpcar——轿厢侧滑轮惯量的折算质量，Mpcar=60kg

T1=（1600+1350+0）+/2++2×+0+60×2×=（N）

T2=

1

[（Mcwt+MCRcwt）（gn－a）]+MsRcwt（gn－2a）－MsRcwta

r2－2r

－mpcwta

2

2

式中：

当轿厢在最低层周围，对重就在最高位置周围，

Mcwt=W=2275kg，MCRcwt=Q2=，MSRcwt=0

mpcwt——对重侧滑轮惯量的折算质量，mpcwt=100kg

T2=（1/2）×（2275+×－+0－0－60×=（N）

T1

=

=＞efα=

T2

（2）空轿厢位于最高位置周围，下行工况时，紧急制停。

此时，P0=1600kg，Q=0，a=s2，FR≈0，Mcwt=2275kg

MSRcwt≈，mpcwt=60kg，MTrav=80kg，

T1=

1

Mcwt（gn+a）+MsRcwt（gn+2a）+MsRswta

r2－2r

＋Mpcwta

r

2

MSRcwt≈0，Mpcar=60kg，MCRcar=

T1=（1/2）×2275×++×+2×+0+60×=（N）

T2=

1

（P0+MCRcar+MTrav）（gn－a）+MsRcar（gn－2a）－MsRcara

r2－2r

－Mpcar2a

r

2

T2=（1/2）（1600++80）－+0－0－45×2×=（N）

T1

=

=

T2

五、曳引钢丝绳安全系数的计算

Nequiv（t）=5，

Kp=（750/560）4=，Nequiv（p）=2×1=2，

Nequiv=5+2=7

D/dr=750/13=，

按公式：

Log（

×106Nequiv

）

Sf=10[－

（D/dr）

]

Log[（D/dr）–]

将Nequiv=7，D/dr=，代入上式，计算整理得：

Sf=

实际安全系数S=S0n0/S1

式中，S0——单根钢丝绳的破断拉力，S0=92500N

S1——钢丝绳上经受的最大拉力，

S1=[（P0+Q）/r+]gn=[（1600+1350）/2+]×

=（N）

S=（92500×5）/=>Sf=，通过。

六、绳槽比压的计算

比压ε0=

S1

×

8cos（β/2）

≤

+4v

n0drD

π－β－sinβ

1+v

ε0=

×

8cos°/2）

=

5×13×750

π－°－°

+4v

=

+4×2

=

1+v

1+2

ε0<

+4v

，符合要求。

1+v

4、缓冲器

（1）选择耗能型缓冲器，其行程应

>=×=（m）=

选用HYF275A油压缓冲器，轿厢用1个，对重用1个。

其技术参数为：

最大冲击速度：

v≤s

缓冲器行程：

275mm

最大缓冲质量：

3500kg，最小缓冲质量：

860kg

（2）校核：

电梯额定速度v=s

缓冲器行程：

<275mm，通过；

轿厢缓冲质量：

P0+Q=1600+1350=2950kg<3500kg，通过。

对重缓冲质量：

P0+qQ=1600+×1350=22750kg>860kg，通过。

七、轿厢导轨的选择和验算

轿厢导轨选择T89型电梯导轨，其主要参数：

截面积A=1570mm2,弹性模量E=200×103Mpa，

Wx=14500mm3，Wy=11900mm3，Ix=597000mm4，Iy=530000mm4，i=，

轿厢载荷散布如下：

O为轿厢导轨直角坐标系的坐标原点，

S为轿厢悬挂点，Xs=20mm，ys=0，（悬挂点实际在2个反绳轮上，S为悬挂受力合成点）

P为轿厢质量中心，Xp=－60mm，yp=0，

P=P0+60=1600+60=1660（kg）,

Q为载荷质量中心，XQ=235mm，yQ=200mm，Q=1350kg

f为装卸载时，作用于轿厢上的力，Xf=－845mm，

yf=0，f=gnQ=××1350=（N）

C为轿厢几何中心。

②压弯应力εk的计算

Fk=

K1gn（P+Q）

=

2××（1660+1350）

=（N）

n

2

εk=Fkω/A，ω与入值有关，λ=L/i=2500/=

查表得，ω=

εk=

×

=（Mpa）<εperm

1570

③复合应力

ε≈εm+εk=+=（Mpa）<εperm=205Mpa，符合要求。

4翼缘弯曲

εf=Fx/C2，式中C=10mm

εf=×567/102=（Mpa）<εperm，符合要求。

5挠度

δx=

FxL3

=

×567×25003

=（mm）

48EIy

48×200×103×530000

δy=

FyL3

=

×1394×25003

=（mm）

48EIx

48×200×103×597000

许用挠度δperm=5mm，δx<δperm，δy<δperm，符合要求。

2、正常利用，运行

1弯曲应力

Fx=

K2gn[Q（XQ－Xs）+P（XP－Xs）]

nh

式中K2=

Fx=

××[1350（235－20）+1660（－60－20）]

=（N）≈248N

2×3800

My=

3FxL

=

3×248×2500

=116250（Nmm）

16

16

εy=

My

=

116250

=（Mpa）≈10Mpa

Wy

11900

Fy=

K2gn[Q（YQ－Ys）+P（YP－Ys）]

=

×[1350（200－0）+1660（0－0）]

（n/2）h

（2/2）×3800

==（N）

Mx=

3FyL

=

3××2500

=（Nmm）

16

16

εx=

Mx

=

=（Mpa）

Wx

14500

εm=εx+εy=+10=（Mpa）<εperm

2压弯应力

“正常利用，运行”工况，εk=0

3复合应力

ε=εm+εk=εm<εperm，符合要求。

④翼缘弯曲

εF=

=

×248

=（Mpa）<εperm

C2

102

符合要求。

⑤挠度

δx=

FxL3

=

×248×25003

=（mm）<δperm

48EIy

48×200×103×530000

符

合符合要求。

δy=

FyL3

=

××25003

=（mm）<δperm

48EIx

48×200×103×597000

符

合符合要求。

3、正常利用，装卸载

Fx=

gnP（XP－Xs）+f（Xf－Xs）

=

×1660（－60－20）+3924（－845－20）

nh

2×3800

1弯曲应力

=－（N）

取Fx为正值，则Fx=

My=

3FxL

=

3××2500

=（Nmm）

16

16

εy=

My

=

=（Mpa）

Wy

11900

Fy=

gnP（yP－ys）+f（yf－ys）

=

gnP（0－0）+7848（0－0）

=0（N）

（n/2）h

（2/2）3800

εx=0

2压弯应力

εk=0。

3复合应力

ε=εx+εy+εk=εy=<εperm，符合要求。

4翼缘弯曲

εF=

=

×

=（Mpa）<εperm

C2

102

符合要求。

5挠度

δx=

FxL3

=

××25003

=（mm）<δperm

48EIy

48×200×103×530000

通过。

δy=0，通过。

上述三种工况下，导轨都能知足利用要求。

电梯轿厢选用T89型导轨是安全的。

轿厢导轨支架连接螺栓的选择、计算

由上述轿厢导轨计算得出，安全钳动作时，轿厢导轨受力最大。

导向力Fx=567N，Fy=1394N，压弯力Fk=，

导轨所受的最大等效作使劲

F

取F=31195N，并规定力F作用在导轨两相邻支撑点的中间。

设导轨相邻上、下两个支架的连接螺栓的受力（单个螺栓受力）为R，则R=（1/4）F=（1/4）×31195=（N）。

（1）单个螺栓所需预紧力

PT=

KnR

m’u’

式中：

Kn——靠得住性系数，Kn=，

m’——摩擦面的数量，m’=1

u’——结合面间的摩擦因数，u’=

PT=

×

=31195（N）

1×

导轨所受的最大等效作使劲F，由各个螺栓的预紧力PT所产生的摩擦力来平衡。

d≥√

PT

εLp

（2）螺栓直径

式中，εLp=εS/，选螺栓性能品级为，其εS=640（Mpa）

εLp=

640

=457（Mpa）

d≥√

×31195

=（mm）

457

取d=16mm，则AS=

（3）校核

εL=

PT

=

×31195

=（Mpa）<εLp=457Mpa，通过。

AS

εSAS=×640×=（N）>PT=31195N

螺栓的预紧力是合理的。

八、轿架的强度计算

1、上梁计算

（1）上梁采用Q235—A钢，εS=235Mpa，

其主要参数：

Ix=cm4Wx=E=2×107N/cm2

（2）上梁最大应力

上梁受力在中间反绳轮上，简化合成为中间一个集中载荷（P0+Q+Q1），其中Q1=

εmax=

（P0+Q+Q1）L0gn

4Wx

式中，L0——上梁支承距，L0=2100mm=210cm

εmax=

（1600+1350+）×210×

=（N/cm2）=

4×

安全系数n=

εS

=

235

=

εmax

（3）上梁最大挠度

Ymax=

（P0+Q+Q1）L03gn

48EIx

=

（1600+1350+）×2103×

48×2×107×

=（cm）=

许用挠度[Y]=

L0

=

2100

=（cm）

960

960

Ymax=<[Y]=，符合要求。

2、下梁计算

（1）下梁采用Q235A钢，εS=235Mpa：

其主要参数：

E=2×107N/cm2，Ix=cm4，Wx=cm3

（2）最大弯矩和最大应力

Mmax=ApL12/8+Q1gnL1/4

Ap=

5（P0+Q）gn

8L1

式中，

L1——下梁支承距，L1=2100mm=210cm

Ap=

5（1600+1350）

=（N/cm）

8×210

Mmax=

×2102

+

×210×

=（Ncm）

8

4

εmax=

Mmax

=

=（N/cm2）=

Wx

安全系数n=

εS

=

235

=

εmax

（3）下梁最大挠度

Ymax=

5ApL14

+

Q1gnL13

384EIx

48EIx

=

5××2104

+

×2103×

384×2×107×

48×2×107×

=（cm）=

许用挠度[Y]=

L1

=

2100

=（mm）

960

960

Ymax=<[Y]=，符合要求。

3、直梁计算

（1）直梁采用Q235A钢，εS=235Mpa，：

其主要参数：

截面积S=，Iy=，Wy=，Ry=

（2）直梁受的最大应力

轿厢直梁为2根，别离置于轿厢双侧，在最不利条件下，轿厢内载荷不均匀，直梁受的附加弯矩u=QBLAgn/16h

式中：

B——轿厢净宽，B=2000mm=200cm

LA——直梁自由长度，LA=3200mm=320cm

h——轿厢两导靴间中心距，h=3800mm=380cm

u=1350×200×320×（16×380）=（Ncm）

直梁受的最大应力：

εmax=

u

+

（P0+Q+Q1）gn

2Wy

2S

=

+

（1600+1350+）×

2×

2×

=（N/cm2）=

安全系数n=

εS

=

235

=

εmax

（3）直梁细长比

λ=LA/Ry<[λ]=160

λ=320/=<[λ]=160，符合要求。

（4）校核直梁Iy

uLA2

9E

uLA2

=

×3202

=（cm4）

9E

9×2×107

符合要求。

九、曳引机承重梁计算

1、曳引机承重梁由Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号、Ⅳ号共四根工字钢组成，受力点为A、B、C三个点，其中A点为曳引轮中心位置。

计算作用载荷时，电梯垂直方向动载荷重量应乘以系数2。

（1）A点受力，

PA=2[（P0+Q+387）/2+（P0+Qq+）/2]+PW

=2P0+（1+q）Q++800

=2×1600+（1+）×1350++800

=（kg）

（PW为曳引机及底架自重，PW=800kg）

PA散布在承重梁上的等效作使劲为Pa1、Pa2,

Pa1=（243/405）PA=（243/405）×=（kg）

Pa2=PA－Pa1=－=（kg）

（2）B点受力，

PB=2×（P0+Q+387）/2=P0+Q+387=1600+1350+387=3337（kg）

散布在承重梁上的等效作使劲为Pb1、Pb2

Pb1=（243/405）PB=（243/405）×3337=（kg）

Pb2=PB－Pb1=3337－=（kg）

（3）C点受力，

PC=2×（P0+qQ+）/2=P0+qQ+=1600+×1350+

=（kg）

PC散布在Ⅰ号工字钢上的等效作使劲为Pc1（散布在Ⅳ、Ⅲ工字钢上的力在此不进行计算）

Pc1=[（1038－238）/1038]×=（kg）

2、承重梁的强度和变形计算：

Ⅰ号、Ⅱ号工字钢受力较大，Ⅲ号、Ⅳ号工字钢受力较小。

在Ⅰ号、Ⅱ号工字钢中，很明显，Ⅰ号工字钢受力最大，在此，仅计算Ⅰ号工字钢。

Ⅰ号工字钢采用30a工字钢，其技术参数为：

εS=282Mpa，

E=×107N/cm2=×105N/mm2，

Ix=6020cm4=602×105mm4，

Wx=482cm3=482000mm3，

Ⅰ号工字钢受力为Pa1、Pb1、Pc1，其等效合力为ΣPI，

ΣPI=Pa1+Pb1+Pc1=++=（kg）=76109N

XI=（1950×+550×+350×）/ΣPI=（mm）

M=

ΣPI××（2300－）

=.29（Nmm）

2300

εmax=

M

=

.29

=（Mpa）

Wx

482000

安全系数n=

εS

=

282

=

εmax

最大挠度Ymax=

ΣPI×（2300－）×√

[+2××（）]3

9×√3×E×Ix×2300

将ΣPI=76109N，E=×105Mpa，Ix=602×105mm4代入上式，

Ymax=（mm）

许用挠度[Y]=

2300

=（mm）

1500

Ymax<[Y]=，符合要求。

十、轿厢有效面积

S0=×=（m2），国家标准m2，符合要求。

十一、轿厢通风面积

轿厢上部通风孔面积

S’=40××80×2=35200（mm2）=m2,

S’

=

==%，符合要求。

S0

轿厢下部通风面积

S’’=（2000+1560）×2×5=35600（mm2）=m2,

S’’

=

==%，符合要求。

S0

十二、井道与机房的受力

1、轿厢缓冲器支座下的井道底坑地面受力[P1]：

[P1]=4（P0+Q+）gn

=4（1600+1350+）×

=121205（N）=

2、对重缓冲器支座下的底坑地面受力[P2]：

[P2]=4（P0+qQ+）gn

=4×（1600+×1350+）×=94718（N）=95KN

3