电梯kg梯速设计计算.docx
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电梯kg梯速设计计算
设计计算书
TKJ（1350/）
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
12
13
设计的目的主要技术参数电机功率的计算电梯运行速度的计算电梯曳引能力的计算悬挂绳或链安全系数计算绳头组合的验算
轿厢及对重导轨强度和变形计算轿厢架的受力强度和刚度的计算搁机梁受力强度和刚度的计算安全钳的选型计算
限速器的选型计算与限速器绳的计算缓冲器的选型计算
14轿厢和门系统计算说明
15井道顶层和底坑空间的计算
16轿厢上行超速保护装置的选型计算
17盘车力的计算
18操作维修区域的空间计算
19电气选型计算
20机械防护的设计和说明
21主要参考文献
1设计的目的
TKJ（1350/型客梯，是一种集选控制的、交流调频调压调速的乘客电梯，额定载重1350Kg,额定运行速度S。
本客梯采用先进的永磁同步无齿轮曳引机进行驱动，曳引比为2:
1,绕绳方式为单绕，采用2导轨结构，用一个主轿架承受轿厢，在曳引绳的牵动下沿着2根主导轨上下运行，以达到垂直运输乘客和医疗设备的目的。
本客梯的轿厢内净尺寸为宽2100nim*深1600rnm,内净面积为，完全符合GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的要求。
本计算书按照GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的要求进行计算，以验证设计是否满足GB75S8-2003标准和型式试验细则的要求。
额定载重量1350kg
层站数15层15站
开门尺寸1100miii*2100mm
本计算书验算的电梯为本公司标准的1350kg乘客电梯，主要参数如下:
额定速度
提升高度
轿厢内净尺寸2100nim*1600mm
开门方式为中分式
本电梯对以下主要部件进行计算：
（一）曳引机、承重部分和运载部分
15Kw,绕绳比2：
1,单绕，曳
曳引机永磁同步无齿轮曳引机，型，
ram,速度S主梁25#工字钢2100mra*1600mra,2导轨7-4>10,2:
1曳引方式轿厢主导轨T89/B
（二）安全部件计算及声明安全钳限速器缓冲器
引轮节径450
搁机大梁
轿厢
钢丝绳
导轨渐进式AQ11B型，总容许质量3500kg,额定速度S
LOG03型，额定速度S
YH68-210型油压缓冲器，额定速度〔，总容许质量
800-3500kg,行程210mm,总高675mm
2主要技术参数
Q
额定载重量
Q二1350kg
Ve
额定速度
Ve=S
轿厢尺寸（宽*深*
2100mm*1600mm*2400mm
高）
开门方式
中分
开门尺寸（宽*高）
llOOmm*2100mm
H
提升高度
H=
>
1
曳引比
i=2
d
曳引绳及绳径
8X19s西鲁式，d=10nim
n
曳引绳根数
n=8
D
曳引轮节径
D=450mra
Di
导向轮、轿顶轮、对
重轮的平均直径
Di=520mra
K
平衡系数
P
轿厢自重
P=1400kg
Wi
曳引钢丝绳每米重
量
轿厢在底层时曳引轮轿厢侧的钢丝绳重量
ra
Wi=8**=120kg
w;
■
随行电缆每米重量轿厢在顶层时轿厢
侧的随行电缆重量
kg/m
*；=
（2）*=37kg
补偿链每米重量
kg/m
W$
轿厢在顶层时轿厢
侧的补偿链重量
W3=110kg
G
对重重量
G二P+K*Q
（1940"2075）kg
asax
最大加减速度值
attax=s"
a
曳引包角
（1=155°=rad
B
半圆曳引绳槽的切
口角
P二95
Y
曳引绳槽的槽角度
Y二35°
Sz
曳引机最大径向负
载
6000kg
n
电梯运行的总效率
n=
N
电机功率
15kw
V1
曳引机节径线速度
m/s
m
电机额定转速
149rpm
轿厢导轨
T89/B
限速器
XS3型，额定速度s
安全钳
渐进式AQIOA型，最大总容许质量
P+Q=3331kg,额定速度S
缓冲器
YH68-210型油压缓冲器，额定速度
S,总容许质量3500kg,行程hi=210
mm*总咼h=675nun
电机功率的计算
对于交流电梯，功率按下列公式计算：
N=（1-K）QV1/102ni（kW）
式中：
K-平衡系数，K=；
Q—额定载荷，Q=1350Kg
£一曳引机节径线速度，Vfs
n—电梯传动的总效率，
i—曳引比，i=2
将各参数代入上式：
N=（）*1350*（102**2）
型，电机功率
可以满足设计要求。
考虑到轿厢运行产生的附加阻力、满载起动工况及电机温升等情况，选
图1曳引系统示意图
电梯运行速度的计算
电梯的运行速度V=K*D*ni/60*i
式中：
D—曳引轮节园直径，D=
ni—电机的额定转速，m二149rpra
i—曳引比，i=2
将各参数代入：
V二**149/（60*2）=m/s
对于VVVF控制的电梯，只要V大于等于额定速度S,就可以通过改变电机的输入频率和电压來调节电梯的运行速度，使之在额定速度的范围内，从而满足要求。
5电梯曳引能力的计算
根据GB7588-2003的要求，电梯曳引力的计算分别按轿厢装载、紧急制动、轿厢滞留3种工况进行。
基本参数
5.1.1选用的型曳引机，其曳引轮的槽型为半圆槽，槽形的儿何参数为:
槽的角度Y二35°二rad
下部切口角度=95=rad
5.1.2当量摩擦系数的计算
根据GB7588-2003的要求，当量摩擦系数按下式计算：
f=U*4*（cos（Y/2）-sin（3/2））/（n-P-y-sinP+sinY）
u=
U=/（1+Vi/10）=/（1+/10）=
u=
式中：
口一摩擦系数，对应3种工况分别为：
装载工况紧急制停工况轿厢滞留工况
将各参数代入可得3种工况下的当量摩擦系数：
1）装载工况
f=*4*（cos（35°/2）-sin（95/2））/（K+sin35°）=
2）紧急制停工况
f=*4*（cos（35°/2）-sin（95°/2））/（h+sin35°）=
3）轿厢滞留工况
f=*4*（cos（35°/2）-sin（95°/2））/（Jr+sin35°）=轿厢装载工况
根据GB7588—2003的要求，按照载有125%额定载荷的轿厢在底层平层位置时最不利情况进行计算，此时应满足：
11/T2We"
式中：
T1/T2—曳引轮两边曳引绳的较大静拉力与较小静拉力的比值e—自然对数的底，e=
a—曳引绳在曳引轮上的包角，a=155°=rad将相关参数代入可得：
Tl=（P+*Q+Wi）g/i=（1400+*1350+51）*2二15379N
T2=（G+W3）g/i=（2008+0）*/2=9839N
Tl/T2=15379/9839=
e"二e*=
因为T1/T2=We"二
所以满足曳引条件。
紧急制停工况
根据GB7588-2003的要求，按照空载轿厢在顶层平层位置时最不利情况进行计算，此时应满足：
T1/T2We"
将相关参数代入可得：
Tl=G*（g+a/i+W1*（g+i*a込）二2008*+/2+51*+2*二10892N
T2=（P+W2+W3）*（g-aJ/i=（1400++110）*N
Tl/12=10892/7105=
e"二e*=
因为T1/T2=We"二
所以满足曳引条件。
轿厢滞留工况
根据GB7588—2003的要求，按照空载轿厢在顶层位置、对重压实在对重缓冲器上时最不利情况进行计算，此时应满足：
T1/T2M/
将相关参数代入可得：
T1二（P+W屮Q*g/i=（1400++110）*2=7486N
T2=Wi*g=51*=N
Tl/T2=7486/=
e"二e*=
因为T1/T2二
所以满足曳引条件。
6曳引绳的安全计算
6.1曳引绳的直径要求
根据GB758S-2003的要求，曳引轮的节径D与曳引绳的直径d之比不应小于40。
在本系统中，D=450mni,d=10nim,则D/d=450/10=45M40,满足标准要求。
曳引绳的安全系数计算
根据GB7588-2003的要求，当装有额定载荷的轿厢停靠在最低层站时,曳引绳的实际安全系数S应不小于按标准附录N规定的安全系数计算值S-即SMSf,并不小于12。
6.2.1实际安全系数S的计算
S=nF/（（P+Q）/i+W1）g
式中：
F-单根曳引绳的最小破断载荷，F=44KN
将相关参数代入可得：
5=7*44*1000/（（（1400+1350）/2+51）*）=
6.2.2标准规定的安全系数S£的计算
根据GB7588-2003标准附录N的规定，本系统中滑轮的等效数量Nequiv为：
Nequiv=Nequiv（t）+Nequiv（p）
式中：
Nequi¥（t）—曳引轮的等效数量，Nequiv（t）=
Nequiv（p）—导向轮的等效数量
Nequiv（p）=Kp*（Nps+4*Npr）
根据标准的规定和曳引系统示意图（图1）可得：
Kp=（D/D1）=（450/520）=
Nps=3
Npr=0
则Nequiv（p）=*（3+4*0）二
Nequiv=+=
因为S£=10^
x=x：
Xi=log（*106*Nequiv）/（D/d））=log（*10'*/45）
Xplog（*（D/d）■=log（*45=-
X二Xr二=
所以Sf=10^==
从以上计算可得：
S=>Sf=,即实际安全系数s大于标准规定的安全系数h并不小于12,所以曳引绳的安全系数满足标准要求。
7绳头组合的验算
采用专业厂生产的①10mm型楔块式绳头组合，其型式试验的破断力为44kN,大于每根钢丝绳最小破断载荷的80%,即44*80%=,满足GB758S-2003的规定，绳头组合的强度足够。
8轿厢及对重导轨的计算
选用标准JG/《电梯T型导轨》规定的T89/B型导轨作为轿厢主导轨。
根据标准，相应的主要技术参数如下：
截面积A=1570mm
翼缘厚度C=10mm
主导轨数量n=2
惯性半径ix=iy=
Jy二530000mm*
旳二11900mm'
弹性模量E=*10'N/mm'
安全钳动作时［oJ二205
惯性距Jx二597000mra"抗弯模量Wx=14500nim^抗拉强度Rm=370N/mm"
许用应力：
正常使用时［o11=165N/mm-,
N/mm"
许用变形［5］二5mm
导轨支架间距1二2500mm细长比入二1/ix=2500/=126
弯曲系数（查GB7588-2003附录G表G3）:
3二
轿厢尺寸：
宽Dx=2000mm,深Dy=1750mm,高Dz=2400mra
轿厢上下导靴之间距离h=3550mm
导轨受力主要有3种工况：
1、安全钳动作时工况，2、装卸载工况，3、运行工况。
其中最不利的工况为安全钳动作时的工况，其次为装卸载工况,所以只需计算这2种工况下导轨的受力和变形是否满足要求。
安全钳动作时的工况
本系统选用渐进式安全钳，其冲击系数为kl=2o
Dx
Dx
♦
X
X
本系统为中心导向和悬挂的轿厢，其坐标见轿厢布置图2（轿厢中心Cd和轿厢重心Pd与悬挂中心Sd重合，额定载荷Q分别按相对于X轴和Y轴、均匀分布在最不利的3/4的轿厢面积里计算）。
第一种载荷分布情况
Xc=Xs=Xp=0
第二重载荷分布情况
Yc二Ys二Yp二0
图2轿厢布置图
Yq=
额定载荷中心坐标Xq=325mni
8.1.1
由导向力引起的Y轴上的弯曲应力
Fx=kl*Q*g*Xq/（2h）=2*1350**325/（2*3550）=1211N
My=3*Fx*l/16=3*1211*2500/16=567656Nnim
oy=My/Wy=567656/11900=N/mm'
8.1.2
由导向力引起的X轴上的弯曲应力
Fy=kl*Q*g*Yq/h二2*1350**3550=1398N
Mx二3*Fy*l/16二3*1398*2500/16=655313Nmra
ox=Mx/Wk二655313/14500二N/mm'
8.1.3
压弯应力
Fk=kl*（P+Q）g/n=2*（1400-1350）*2=26950N
ok=Fk*3/A二26950*1570二mm'
8.1.4
复合应力和翼缘弯曲应力
Om=Ox+Oy=+=mra2W[oJ=205N/mnf
0=0m+Fk/A二+26950/1570二nim2W[oJ二205N/ram'
OC=ok+*Om=+*=N/nim2W[o：
]=205N/mm"
of=*Fx/C-=*1211/10'=N/mni2W[o』二205N/mra'
满足强度要求。
8.1.5挠度
6x=*Fx*17（48EJy）二*1211*2500’/（48**10'*530000）二W[6]二5nim6y=*Fy*17（48EJx）=**25OO7（48**1O'*597OOO）=mmW[6]=5mra满足许用变形要求。
装卸载工况
装卸载时：
Fs==**1350=5292N,Xi=1400mm
8.2.1由导向力引起的Y轴上的弯曲应力
Fx=Fs*Xi/（2h）=5292*1400/（2*3550）=1043N
My=3*Fx*l/16=3*1211*2500/16二567656Nmra
oy=My/Wy=567656711900=N/mra'
8.2.2由导向力引起的X轴上的弯曲应力
本系统中不存在由导向力引起的X轴上的弯曲应力，所以：
Fy=0
Mx=0
ox=0
8.2.3压弯应力
在装卸载时不发生压弯情况，所以：
Fk=O
ok=0
8.2.4复合应力和翼缘弯曲应力
Om=Ox+Oy=0+=N/mni2W[oJ=165N/mm"
0=0m+Fk/A=+0=N/mm2W[oJ=165N/mm"
Of=*Fx/C-=*1211/10'=N/mra'W[oJ二165N/mm'满足强度要求。
8.2.5挠度
6x=*Fx*17（48EJy）二*1211*2500'/（4S**10'*520000）二mmW[6]=5niin
6y二OW[5]=5mm满足许用变形要求。
8.2.6对重导轨计算
TK5A的技术参数:
E=
弹性模量
3=3系数（根据细长比查表求得lk/i=）100
。
"二正常使用时许用应力
6"二最大允许变形量
c=l・8mm导轨连接部分宽度
L=2000mm导轨支架的最大间距
n=2支导轨的数量
Rra=370Hpa导轨抗拉强度（导轨材料力学性能）
A5>%导轨材料的延伸率
Kl=
K2=
K3=
G=P+rQ=2008kgh=2800mm…上下导靴间距
DBG=1450rara…对重架导轨距
W=250mm…对重架宽度
GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》规定：
对于中心悬挂或对称悬挂
的对重或平衡重，设定重力的作用点偏差在宽度方向为5%,深度方向为10%,
DBGy=145mni…重力作用点在y方向的偏移
BTFx=12.5ram…重力作用点在x方向的偏移
M=0.00kg…附加装置的质量
Y..
Xw=12・5
Dx=250
8.2.6.1正常使用导靴在Y方向作用在导轨上的力
Fx=K2GgXBTFx/（2h）=XX2008X2X2800=
My=3Fxl/16=o,=My/Wy=19766/X1000=8.2.6.2导靴在X方向作用在导轨上的力
Fy=g（gPYp+FsYl）/h=XX2008X145/280O1223N
Mx=3Fyl/16=3X1223X2000/16=45S577Nnim0.=Mx/Wx=458577/6300=8.2.6.3弯曲应力
在正常使用工况下，不发生弯曲情况。
8.2.6.4复合应力
oFo无+o尹+=Voperx=165Mpa
0=0,+（k3M）/A=+X20/617）=+=0f=C2=XX=<0pe«.=165Mpa8.2.6.6挠度:
6,=3/48EIy=XX20003/（48X210000X530000）o*尸5ram结论：
电梯正常使用、运行时对重导轨的应力和变形符合要求。
9轿厢架强度和刚度的计算
轿厢架是电梯的主要受力部件，它由上梁、下梁、立梁及连接它们的若干紧固件组成，计算时，视上、下梁均为简支梁，其中上梁作用载荷为整个安装在轿厢架上所有零部件的总重量（包括轿厢架白身的重量）和额定载重量之和，并作用于上梁的中央；下梁则假定额定载重量和轿厢上各个部件的总重量之和的5/S均布于下梁上，其余3/8的总重量再加上补偿链及随行电缆的重量集中作用于下梁中央。
对于立梁，由于载荷在轿厢内分布不均匀,及立梁与上、下梁视为刚性连接等特点，立梁受到拉伸与弯曲的组合作用。
图3轿厢架结构示意图
拉杆2一一上梁3—一直梁4一一轿厢5—一轿底
6下梁
基本参数
（1）T1—一电梯满载起动时，上梁所受的作用力:
Tl=（P+Q）（g+a）=（1400+1350）*+=28325N
式中：
p-整个轿厢的重量
Q—额定载荷
（2）T2--电梯满载起动时，下梁所受的均布载荷：
T2=（P1+Q）（g+a）*5/8=（1200+1350）*+*5/8=16416N式中：
Pl—去除上梁、轿顶轮、直梁等辅件后的轿厢重量
（3）T3——电梯满载起动时，下梁所受的集中载荷：
T3=（P1+Q）（g+a）*3/8+（匪+%）二（1200+1350）*+*3/8+（+110）=9977N
式中：
W：
—随行电缆的重量
补偿链的重量
（4）T4电梯满载起动时，立梁所受的垂直作用力：
T4=（P.+Q）（g+a）=（1300+1350）*+二27295N式中：
匕一去除上梁、轿顶轮等辅件后的轿厢重量
（5）在本系统中，上梁采用16aft—GB/1707-1988槽钢制作；下梁和直梁采用14a#—GB/T707-19S8槽钢制作。
它们的儿何特性参数分別为：
16att槽钢：
Wx=108cra^Ix二866cm
14a#槽钢：
Wx=；Wy=13cmSIx=564cmSIx=；A=
[o]—一Q235材料的许用应力，对于上、下梁及立梁：
[o]=[o]b/n=375/=150Mpa
E——材料的弹性模量，对于本系统：
E=210Gpa
Lo——上、下梁的跨度，对于本系统：
Lo=2216mra
[Y]——上、下梁的许用挠度，对于本系统：
[Y]=Lo/1000=2216/1000=mm
H——上、下导靴之间的垂直中心距，对于本系统：
H=3550mm
L——立梁的长度，对于本系统：
L=3340ram
上梁强度和刚度的计算
T1
上梁的受力情况见上梁受力示意图上梁采用2根16a#一GB/T707-198S有制作，根据材料力学的基本理论可知,
梁所受的最大弯矩、最大应力及最大孑
分别为:
Mmax=Tl*Lo/8
omax=Mmax/Wx
Ymax=Tl*LoV（2*48*E*Ix）将有关参数代入：
Mraax二28325*8=7846omax=7846*1000/
=Mpa
Ymax二28325*2216'/（2*48*210*10^*866*10'）
Nm
（108*1000）
=mr
因为omax=Mpa<[o]=150Mpa
Ymax=mm<[Y]=ram
所以上梁的强度和刚度足诡下梁强度和刚度的计算
q
q
下梁的受力情况见下梁受才意图5,下梁采用2根14a#一（T707-1988槽钢制作，本系统中均布载荷q=T2/L尸16416/=7408N/m：
EJ
T3
图5下梁受力示意图
根据材料力学的基本理论可下梁所受的最大弯矩、最大应才最大挠度分别为：
（a）在集中载荷情况下
M：
niax=T3*Lo/S
o；max=M：
^nax/Wx
Y；niax二T3*LoV（2*48*E*Ix）
将有关参数代入：
Mmax=9977*8=2764Nm
o:
max=2764*1000/（*1000）=Mpa
Ymax=9980*22167（2*48*210*10^*564*10'）=
（b）在均布载荷情况下
Mimax=q*LoVWx
Yimax=（5*q*Lo'）/（2*384*E*Ix）
将有关参数代入：
Mimax=*16=Nm
o:
raax=*1000/*1000）=Mpa
Yimax=（5**W'*2216*）/（2*3S4*210*10'*564*10*）=mm根据应力的叠加原理可得：
omax=oimax+o:
max二+=Mpa<[o]=150Mpa
Ymax=Yimax+Y；niax二+二mm<[Y]=mm
所以下梁的强度和刚度足够。
立梁的强度计算
根据材料力学的基本理论可:
在受到拉伸和弯曲的组合作用下
f
I
立梁的受力情况见立梁受力.
图6,立梁采用2根14a#—GB/'-1988槽钢制作，本系统中：
轿内净宽度B二；
Omax=Q*g*B*L/（32*Wy*H）
用6立梁受力示意图
立梁所受的最大应力为:
T4/（2*A）
将有关参数代入:
omax=1350***/
（32*13*+33990/（2**10：
）=<[o]=150Mpa
所以立梁的强度足够。
10搁机梁强度和刚度的计算
搁机梁为2根28a#——GB706/T-19S8.1：
字钢。
按简支梁计算，并按最不利的工况计算，即所有受力点都在梁的跨度中央。
搁机梁受纯弯矩的作用,弯矩、许用应
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