自动扶梯设计计算书H99m.docx

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自动扶梯设计计算书H99m

自动扶梯设计计算书

一.速度计算：

（1）梯级运行速度校核：

电动机转速n=960r/min

减速机输出转速n1=39.18r/min

梯级运行速度V=πd（Z1×n1/Z2）÷60

=3.14×0.683（23×39.18/65）÷60

=0.495（m/s）

与额定速度偏差

满足标准（GB16899-1997第12.2.3条要求）

（2）扶手带运行速度校核：

扶手带速度Vf=π（d5+10）（Z1×n1×Z3/Z2×Z4）÷60

=3.14×（587+10）（23×39.18×30/65）÷60

=0.499（m/s）

与额定速度偏差

满足标准（GB16899-1997第7.1条要求）

二.功率计算：

（1）乘客载荷：

每节梯级载荷：

W1=1200N

承载梯级数量：

H/X1=9.9×1000/200

=49.5

因此W=1200×49.5=59400N

（2）由运动部件的摩擦所引起的能量损耗系数η1：

当α=30°时，η1=0.12

（3）电动机效率η=0.83，满载系数φ=1

P=FV/（1-η1）×η

=Vwφsin30°/（1-η1）×η

=20.33（KW）

考虑扶手带消耗功率1.6KW

选用11×2=22（KW）双驱动

三.梯级链及驱动链安全系数计算：

梯级链与驱动链破断载荷为180KN

梯级链涨紧装置的弹簧涨紧力为2600N（单侧1300N）

（1）梯级链安全系数计算

根据EN115;1995第9.1.2条规定计算链条安全系数的乘客载荷为：

W=5000ZH/tg30°（Z=1m、H=9.9m）

=5000×1×9.9/tg30°

=85736（N）

梯级链条所受拉力：

Fs=Wsin30°+2600

=85736×0.5+2600

=45468（N）

梯级链条的安全系数：

fs=180000/（Fs/2）

=7.92>5

满足标准（GB16899-1997第9.1.2条要求）

（2）驱动链安全系数计算

设定在驱动扶手带消耗功率为1.6KW

因此P扶手=Fh×V

则Fh=P扶手/V

=

=4548（N）

驱动链所受拉力：

Fd=（Fs·d+Fh·d3）/d2

=（45468×0.683+4548×0.243）/0.657

=48950（N）

驱动链安全系数：

fd=180000×2/Fd

=7.35>5

满足标准（GB16899-1997第9.1.2条要求）

四.传动轴强度计算：

（1）轴管的强度计算：

扭矩：

轴管要求强度：

d空=17.2×

（

d空=159mm）

根据Q235-A《机械设计手册》化学工业出版社第3版Q235-A的

值在18～25之间，满足要求。

轴管的扭转角：

d空=9.3×

（

d空=159mm）

（2）主轴的强度计算

作用在主轴上的力有通过轴承传递的力及两端支反力组成

NBY=［1.077Fs/2+Fh（1.077-0.2475）-0.5Fd·cos55°×1.077］/1.077

=［1.077×45468/2+4548×（1.077-0.2475）-0.5×48950×cos55°×1.077］/1.077

=（24485+3743-15119）/1.077

=13109（N）

NDY=Fs+Fh-（NBY+Fd·cos55°）

=45468+4548-（13109+28077）

=8830（N）

NBZ=NDZ=Fd·sin55°/2=48950×0.819/2

=20045（N）

NAY=［NBY（1.077+0.15）+0.15NDY］/1.377

=（16085+1325）/1.377

=12643（N）

NEY=NBY＋NDY－NAY

=13109＋8830－12643

＝9296（N）

NEZ=（1.227NDZ+0.15NBZ）/1.377

=（1.227×20045+0.15×20045）/1.377

=20045（N）

NAZ=Fd·sin55°－NEZ

=48950×0.819－20045

=20045（N）

作用在A点及E点合力：

NA合=

=

=23699（N）

NE合=

=

=22096（N）

作用在主轴上的力矩：

MB=NA合×0.15（合成后）

=23699×0.15

=3555（N.m）

MD=NE合×0.15（合成后）

=22096×0.15

=3314（N.m）

轴的强度校核：

根据Ss=

=

=2.13（一般轴在1.2～1.5之间）

五.自动扶梯制动器计算

1、参数

电机额定转速

主轴转速

自动扶梯额定速度

自动扶梯制动距离

～

2、飞轮矩的计算

a）上部梯级链轮以后的飞轮矩

b）换算到制动器轴上

c）上部梯级链轮以后的载荷折算飞轮矩

d）上部梯级链轮以前的折算飞轮矩

e）总飞轮矩的计算

空载总折算飞轮矩:

满载总折算飞轮矩:

7.3乘客保持的扭矩Tp

7.4制动器设定制动扭矩

设定制动扭矩

7.5制动停止距离计算

空载向上制停距离

式中t为动作延迟时间取

当H=9.9m时

满载向下制停距离计算

当H=9.9m时

0.508[（0.038×9.9+1.417）/（6.0—0.434×9.9）]+0.0743

=0.61（m）

即制动距离均在0.2～1.0m范围内,合格。

提升高度9.9米自动扶梯金属骨架

刚度的Ansys应用分析

一．金属骨架的有限元分析

1．自动扶梯金属骨架的相关数据：

提升高度9.9M

倾角30°

梯级宽度1M

扶梯水平跨距24.072M

中间支撑弹簧刚度5.67E6N/M

2．金属骨架建模和划分网格

建模和计算都使用Ansys软件进行。

模型图见图1。

金属骨架采用梁单位（beam-189）进行网络划分，金属骨架腹板采用壳单元（shell-93），将自动扶梯金属骨架的梁横截面预设为4种。

网络划分为0.1M。

弹簧单元采用COMBIN14单元，刚度系数设为5.67E6。

在金属骨架材料特性中，设定弹性模量为210E9Pa，泊松比为0.29。

3．受力分析

GB16899-1997《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》规定的乘客载荷（其值为5000N/m2）,标准要求扶梯在乘客载荷下变形不大于1/1000。

金属骨架受乘客载荷作用的受力图，如图2

5．分析结果

水平方向位移1.106mm

垂直方向位移4.619mm

矢量和4.75mm

从附图3、4、5中可知，自动扶梯在乘客载荷的作用下，最大总位移为4.75mm。

4.75/24072=1/5068<1/1000

所以，金属骨架符合标准要求。

图1

图2

图3

图4

图5