TKJ1000交流变频调压调速乘客电梯设计计算书.docx
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TKJ1000交流变频调压调速乘客电梯设计计算书
鉴定文件之十
TKJ1000/1.6-JXW（VVVF）
交流变频调压调速乘客电梯
产品设计计算书
南海市奥特电梯有限公司
二00二年十一月
目录
1、计算说明
2、主要技术性能参数
3、传动系统计算
3.1参数
3.2电动机功率计算及选用曳引机
3.3验算电梯额定运行速度
3.4曳引条件计算
3.5绳槽比压验算
3.6钢丝绳安全系数验算
4、结构计算
4.1轿厢架计算
4.1.1参数及材料几何特性
4.1.2轿厢架上梁计算
4.1.3下梁计算
4.1.4立梁计算
4.1.5轿厢架联接螺栓强度校核
4.2承重梁计算
4.2.1承重梁支反力计算
4.2.2承重梁应力计算
4.2.3承重梁挠度计算
4.3导轨弯曲应力计算
5、安全部件验算
5.1限速器验算
5.1.1动作速度校核
5.1.2限速器绳的张紧力验算
5.2安全钳验算
5.3缓冲器验算
6、电气计算说明
6.1调速系统计算
6.2控制系统计算
7、参考资料
产品设计计算书
1、计算说明
TKJ1000/1.6-JXW（VVVF）型交流变频调压调速乘客电梯设计依据为GB7588-1995《电梯制造与安装安全规范》和GB/T10058-1997《电梯技术条件》。
根据GB/T7025.1-1997电梯主参数及轿厢、井道、机房的形式与尺寸进行规范设计。
2、主要技术性能参数
额定载荷：
Q=1000kg
额定速度：
V=1.6m/s
平衡系数：
取0.45
提升高度：
H=70m（20层）
轿厢总质量:
G=1400kg
对重总质量:
W3=1850kg
平衡链质量:
W1=220kg（3kg/m）
电缆重量:
W2=80kg
钢丝绳规格:
GB8903-888×19S+NFΦ13×5（根）
3、传动系统验算
3.1参数
电梯起动加速度和制动减速度:
a≤0.9m/s2
曳引传动总效率:
η=0.68
钢丝绳与绳轮间摩擦系数:
μ=0.09
钢丝绳许用安全系数:
[S]=12
钢丝绳总重量:
W4=230kg
3.2电动机功率计算及选用曳引机
（1-φ）.Q.V（1-0.45）×1000×1.6
P===12.69KW
102.η102×0.68
选用佛山南洋电梯机械厂生产型号为YJVF180型VVVF电梯曳引机,有关技术参数如下:
电动机功率:
P=15kW
电动机转速:
ne=1420r/min
曳引机传动比:
i=49:
2
曳引轮节圆直径:
D=530mm
导向轮直径:
DR=520mm
曳引包角:
a=157°（按机房实际计算）
曳引轮槽型为切口槽:
角度β=95°
曳引钢丝绳根数:
n=5
曳引钢丝绳直径:
d=13mm
3.3验算电梯额定运行速度V.
nπD1420×π×0.6×2
V===1.61m/s
60i60×56
1.626-1.6
×100%=101%
1.6
根据GB10058-1997《电梯技术条件》第3.3.1条款运行速度不得大于额定速度的105%且不得小于额定速度的92%，结论:
满足要求.
3.4曳引条件计算
曳引系统简图如（图一）,曳引条件应满足下列条件:
（1）
式中
-在载有125%额定载荷的轿厢位于最低站时及空载轿厢位于最高层站的情况下,曳引轮两边曳引绳中的较大静拉力与较小静拉力之比。
（2）
按GB7588标准中C1的最小允许值（V为额定速度）:
1.00m/s由
（2）式得
符合要求
C2—由于磨损导致曳引轮槽断面变化的
影响系数，对半圆或切口槽C2=1.0。
e—自然对数的底。
f—曳引绳在曳引轮槽中的当量摩擦系数、
对半圆槽或带切口的槽：
（3）
α—钢丝绳在曳引轮上的包角，α=
rad
∴efa=e0.192×2.70=1.68
3.4.1在载有125%额定载荷的轿厢位于最低层站的情况下：
T1=G+1.25Q+W4=（14+12.5+2.30）×9.8=28.224kN
其中:
W4—钢丝绳重量：
W4=230kg
T2=W3+W1=（18.5+2.2）×9.8=20.286KN
代入
（1）式得:
T128.224fα
×C1×C2=×1.20×1.0=1.67T220.28
∴工况1满足曳引条件。
3.4.2空载轿厢位于最高层站的情况下
T2=W3+W4=（18.5+2.3）×9.8=20.38kN
T1=G+W1+W2=（14+2.2+0.8）×9.8=16.66kN
故:
T120.38fα
×C1×C2=×1.20×1.0=1.468T216.66
∴工况2满足曳引条件。
3.4.3150%额定载荷静载曳引校核
T1=G+1.5Q+W4=（14+15+2.3）×9.8=30.674KN
T2=W3+W1=（18.5+2.2）×9.8=20.286KN
代入
（1）式
T130.674fα
×C1×C2=×1×1=1.512T220.286
∴工况3满足静载检查要求。
3.5绳槽比压验算
比压按下列公式计算
T 8cos（β/2）
[P]=×（4）
ndDπ-β-sinβ
在轿厢装有额定载荷的情况下，无论如何比压不得大于下列值：
12.5+4vc
[P]≤（Mpa）（5）
1+vc
12.5+4×1.6
[P]≤=7.26（Mpa）
1+1.6
计算比压：
式中：
T—按T=G+Q+W4=14+10+2.3=26.3kN计算
即计算比压
计算结果小于许用值7.26MPa,符合绳槽比压满足要求。
（结论:
安全）
3.6曳引钢丝绳选型及安全系数验算
3.6.1曳引钢丝绳绳径比验算
曳引轮直径D=530mm
钢丝绳直径d=13mm
根据GB7588-1995中9.2.1款要求D/d>40
代入:
D/d=530/13=40.77>40
符合标准要求。
3.6.2曳引钢丝绳选型
根据曳引轮的要求应配5×φ13钢丝绳按GB8903-88钢丝绳国标的要求选用型号为:
8×19S+NF-13-1500（双）右交-GB8903-88
按GB8903-88查表可知:
单根钢丝绳最小破断拉力:
SK=74.3KN
3.6.3钢丝绳安全系数验算
按GB7588中9.2.2要求悬挂绳的安全系数在三根以上钢丝绳的曳引驱动电梯为[S]=12
即:
式中:
T—钢丝绳最大静拉力T=G+Q+W4=14+10+2.3=26.3kN
n—钢丝绳根数.n=5
SK—钢丝绳最小破断拉力
∴
（结论:
安全）
按GB7588规定、钢丝绳其端接装置的接合处至少应能承受钢丝绳最小破断负荷的80%，（即59.44kN）查型式试验报告该绳头组合承受的拉力为84.5kN,符合要求。
4、结构计算
4.1轿厢架计算
4.1.1参数及材料几何特性
额定载重量:
Q=1000kg
轿厢质量:
G=1400kg
电缆重量+平衡链重量:
Q1=80+220=300kgP=Q+G+Q1=1000+1400+300=2700kg
轿厢宽度:
B=1600
上、下梁跨度：
L0=1790
立梁自由弯S曲长度：
L=3050
上、下导靴间的垂直距离：
H=3700
材料弹性模量：
E=2.1×105MPa
许用应力:
[σ]=80MPa
许用挠度:
[f]=
上梁惯性矩:
Ix=1.60×10-5m4
下梁惯性矩:
Ix=0.575×10-5m4
立梁惯性矩:
Iy=4.60×10-7m4（单根）
上梁抗弯模量:
Wx=1.93×10-4m3
下梁抗弯模量:
Wx=0.81×10-4m3
立梁抗弯模量:
Wy=9.81×10-6m3
立梁载面面积:
A0=1.55×10-3m2
4.1.2轿厢架上梁计算
各梁几何尺寸如（图二）,有关参数如下:
上梁惯性矩:
Ix=1.60×10-5m4
断面模数:
W=1.93×10-4m3
上梁受力简图如（图三）,
a.上梁最大弯矩
b.上梁最大应力:
（结论:
安全）
c.上梁最大挠度:
（结论:
安全）
4.1.3下梁计算
下梁受力简图如（图四）
a.下梁计算:
（均布作用下梁,Q1为集中载荷作用于下梁中部）
最大弯矩:
b.最大应力:
（结论:
安全）
c.最大挠度:
结论:
安全
4.1.4立梁计算
强度校核
结论:
安全
4.1.5轿厢架联接螺栓强度校核
螺栓规格M16×35GB5783-86查手册M16的公称应力面积F=157mm2，性能等级为8.8级。
材料:
σs=640Mpa。
n1—安全系数,查GB3811-83表14,nl=1.5
∴[σ]=640=426.7MPa
1.5
按安全钳制停和轿厢急停工况校核上梁与立梁、下梁与立梁联接螺栓，制动力F制取2P。
式中:
Qp—螺栓预紧力
K—动载系数，K=1.2
m—螺栓个数，m=16
μ—摩擦系数，μ=0.3
∴
螺栓最大应力计算：
σmax=1.3Qρ=1.3×13500
F157
=111.8MPa＜[σ]=426.7MPa
结论：
安全
4.2承重梁计算
承重梁结构简图如（图五）
4.2.1承重梁支反力计算
式中:
Q—载重量：
Q=1000kg
G—轿厢重：
G=1400kg
W1—平衡链重量：
W1=220kg
W2—电缆重：
W2=80kg
G1—曳引机和承重梁自重
G1=1850kg
W4—钢丝绳重量：
W4=230kg
∴
式中：
W3—平衡重重量
W3=18.5kN
∴P2=18.5+1/3×18.5+2.3=26.96
∑Y=0得
P1+P2=R1+R2
得R1=P1+P2-R2=41.63+26.96-R2=68.59-R2
∑MA=0得
R2×2.5=P1×1.288+P2×1.746
R1=68.59-40.28=28.31kN
4.2.2承重梁应力校核:
a.I22a抗弯模量:
WX=309cm3
b.Mmax=R1×a
最大应力
（结论:
安全）
4.2.3承重梁挠度计算
承重梁采用两根I22a工字钢支承、工字钢挠度应满足下式:
其中:
a=1.288m、b=0.458m、C=0.754m、
=2.5m、P1=41.63kN、P2=26.96kN
IX—承重梁惯性矩I22a=3.4×10-5m4
E—弹性模量：
E=2.1×105MPa
当Z=a时
=0.001402m=1.402mm<[f]=2.6mm（结论:
安全）
4.3导轨弯曲应力计算
根据GB7588《电梯制造与安装安全规范》要求，安全钳装置动作时、导轨弯曲应力σk可按下列公式近似计算。
对渐进式安全钳装置：
式中：
σk—对抗拉强度为370MPa的导轨钢材取σk≤140MPa。
P—空载轿厢的质量和补偿链、电缆等的总和，P=1400+300=1700kg。
Q—额定载重量，Q=1000kg。
A—导轨载面积、导轨选用T89/B轨时，A=1570mm2
ω—弯曲系数，查GB7588表4，ω=1.92
λ—细长比，λ=
Lk—导轨支架的最大距离，Lk=2000mm。
ｉ—导轨回转半径，T89/B轨，ｉ=19.8mm。
∴
（结论：
安全）
5、安全部件选型验算
5.1限速器
根据GB7588-1995
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