1000千克1米每秒微机控制变频调压调速乘客电梯设计计算书.docx

1、1000千克1米每秒微机控制变频调压调速乘客电梯设计计算书微机控制变频调压、调速乘客电梯计算书性能参数额定载荷Q=1000kg,额定速度V=1.0m/s,服务楼层数15层,提升高度45m,计算高度50m,空载轿厢重量G1=1260kg,对重总重量Cp=1760kg计算项目一. 曳引机功率的计算(2)二. 速度的计算(2)三. 曳引条件的计算(3)四. 曳引钢丝绳的选型计算(5)五. 钢丝绳的比压计算(6)六. 绳头组合计算(7)七. 电梯导轨的选型计算(8)八. 安全钳的计算(10)九. 限速器的选型计算(12)一十. 缓冲器的选型计算(13)一十一. 轿厢架的强度计算(14)一. 曳引机功率

2、的计算电动机的功率可由下面公式求出：N=(1- K平)QV/(102)式中，K平 平衡系数，取K平=0.5；Q 额定载荷；V 额定速度； 机械总效率，对于有齿轮曳引机，钢丝绳绕法为1:1，取效率=0.6；N=(1-0.5)10001.0/(1020.6)=8.17 (kw)故选用N=15kw的曳引机，曳引轮直径D=560mm。二. 速度的计算轿厢运行速度可由下面公式求出：Vt=(Dn)/(100060i1i2)式中，D曳引轮直径（节径），取D=560mm；n电机转速，n=1450r/min；i1齿轮减速比，i1=44:1；i2曳引比，i21。Vt=(5601450)/(10006044)=0.

3、966(m/s)92%V=0.921.0=0.92(m/s)105%V=1.051.0=1.05(m/s) 92%V Vt 105%V，满足要求三. 曳引条件的计算根据GB7588-95电梯制造与安装安全规范的规定，曳引机工作时，钢丝绳不致于打滑，应满足条件：T1/T2C1C2ef式中，T1/T2表示在载荷有125%额定载荷的轿厢位于最低层站及空载轿厢位于最高层站情况下，曳引轮两边曳引绳中的较大静拉力与较小静拉力之比；其中T1=G1+125%Q+G2 (轿厢一侧)式中，G1 空载轿厢重量（含电缆架、平衡链架），G11260kg；G2 轿厢一侧钢丝绳重量（取50m长计算），G5500.586=1

4、46.5(kg)T1=1260+125%1000+146.5=2656.5 (kg)T2=G1+K平Q+G3 (对重一侧)G3 对重侧平衡链的重量，应等于轿厢侧钢丝绳的重量减去井道电缆重量G4，(井道电缆采用2根24芯和1根36芯电缆，每根长25m)。G4=2250.44+250.66=38.5 (kg)T2=1260+0.51000+146.5-38.5=1868 (kg)C1 与加速度、减速度及电梯特殊安装情况有关的系数；C1=(g+a)/(g-a)，按规定，当0.63m/sV1.0m/s时，C1=1.15C2 由于磨损导致曳引机轮槽断面变化的影响系数；对于带切口半圆槽，C2=1；则 T1

5、/T2C1C2=2656.5/18681.151=1.635e 自然对数的底；f 曳引绳在曳引轮槽中的当量磨擦系数；对于带切口半圆槽，f=41-sin(/2)/(-sin)其中， 为带切口半圆槽槽形切口角，取=95=1.66rad； 曳引绳与绳轮槽之间的磨擦系数，取=0.09；则 f=40.091-sin(95/2)/(-1.66-sin95)=0.195 钢丝绳在曳引轮上的包角，取=160=2.793rad。则有ef= e0.1952.793=1.724T1/T2C1C2 12符合规定要求。五. 钢丝绳的比压计算根据GB7588-95的规定，对于带切口半圆槽，比压按下列公式计算：P=T/(n

6、dD)8cos(/2)/(-sin)式中，n 钢丝绳根数，n=5；d 钢丝绳的直径，d=13mm；D 曳引轮直径，D=560mm； 带切口半圆槽槽形切口角，取=95=1.66rad；T 轿厢以额定载荷停靠在最低层站时，在曳引轮水平面上，轿厢一侧的曳引绳的静拉力，T=G1+Q+G2；G1 空载轿厢重量（含电缆架、平衡链架），G11260kg；Q 额定载荷；G2 轿厢一侧钢丝绳重量，G2=146.5kg（上面已计算）；T=1260+1000+146.5=2406.5 (kg)=23583.7 (N)则有：P=23583.7/(513560)8cos(95/2)/(-1.66-sin95)=7.22

7、 (N/mm2)根据GB7588-95的规定，P按下列公式计算：P=(12.5+4V)/(1+V)=(12.5+41.0)/(1+1.0)=8.25 (N/mm2)PS0 故绳头拉杆强度满足要求2. 绳头弹簧强度和刚度绳头弹簧应同时满足强度和刚度两方面的要求弹簧选用：材料55Si2Mn，线径d=12mm，中径D=37mm，节距t=16mm，有效圈数n=8，弹簧许用切应力p=588MPa，剪切弹性模量G=78.5GPa（机械设计手册第二卷，化学工业出版社）静载实验时，每个弹簧所受压力：P=(G1+200%Q)/5=(1260+21000)9.81/5=6396.12(N)而弹簧c=D/d=37/

8、12=3.1，查表得，K曲=1.56弹簧允许最大工作载荷：Pn=（d3/8 K曲D）p =123/（81.5637）588 =6920（N）P Pn 故弹簧强度足够。又因弹簧刚度K=Gd4/8nD3=(78.5103124)/(88373)=502 (N/mm)空载与满载时弹簧受压力的变化量F=1/510009.81=1962 (N)弹簧变形量 f=F/K=1962/502=3.91 (mm)因f=15mm (轿厢平层的允许偏差)故ff，刚度满足电梯运行要求。七. 电梯导轨的选型计算1. 轿厢导轨当轿厢超速向下运行，限速器运作，操纵渐进式安全钳制动时，导轨承担满载轿厢的最大制动力Fb为：Fb=

9、10(P+Q)并由此产生的导轨弯曲应力k为：k=Fb/A=10(P+Q)/A式中，P 空载轿厢自重G1（1260kg）与随行钢丝绳重量G2之和。设随行钢丝绳长度为100米，钢丝绳重量G2=51000.586=293（kg）则P=G1+G2=1260+293=1553kg；Q 额定载重量（Q=1000kg）A 导轨截面积（T90/B导轨A=1720mm2） 与成函数关系的弯曲系数，为细长比=Lk/I（其中Lk为导轨支架之间的最大距离，取Lk=2500mm；I为导轨回转半径，T90/B导轨的I=25mm。）本型号电梯选用T90/B（JG/T5072.1-1996）电梯专用导轨，其材料的抗拉强度为3

10、70Mpa，导轨许应弯曲应力K=140N/mm2由上述得 =Lk/I=2500/25=100查弯曲系数表(GB7588-95,表4)得 =1.90则 K=10(P+Q)/A =10(1553+1000)1.90/1720 =28.2(N/mm2）KK 故选用T90/B导轨强度足够。2. 对重导轨由于该型号电梯对重不配合安全钳，故没有制停力对导轨的影响，对重架在设计制造时是中心对称结构，运行中重力偏心产生的作用也相对较小。本梯对重选用T75-3/B导轨JG/T5072.1-1996，假设对重质量的质心与导轨中心连线或与轿厢出入门方向的中心连线均偏离e=20mm。对重导靴的作用力为:R=Cpeg/

11、h式中，Cp 对重质量。Cp=G1+K平Q=1260+0.51000=1760kgh 上下对重导靴之间的距离。h=3200mm则 R=(1760209.81)/3200=108（N）相应的最大弯曲应力w=RL/f2W(N/mm2）式中 L 导轨的长度，L=5000mmf2 与导轨、导轨支架承接的边界条件有关，取一铰一固时f2=6W 导轨抗弯弹性模量，W=9.29cm3=9.29103mm3；则 w=RL/f2W=1085000/(69.29103)=9.69(N/mm2)而导轨的许用弯曲应力 K=140N/mm2 wK对重导轨T78/B能满足要求。八. 安全钳的计算根据GB7588-95的规定

12、，对于额定速度大于0.63m/s，轿厢采用渐进式安全钳装置。1. 平均制动力为： FA=9.8(G1+Q)(Vt2/2gSmax+1)式中: G1 轿厢系统自重，G1=1260kg；Q 轿厢额定载荷，Q=1000kg；Vt 限速器动作速度，m/s；根据GB7588-95的规定，对于额定速度小于或等于1m/s的渐进式安全钳装置，限速器的动作速度要求至少等于额定速度的115%，但应小于1.5m/s，取Vt=1.35m/s；Smax 对应轿厢满载时的最大制停距离，根据公式计算：Smax=Vt2/3.924+0.256=1.352/3.924+0.256=0.72 mg 重力加速度，g=9.81m/s

13、2；9.8 换算系数。 FA=9.8(1260+1000)1.352/(29.810.72)+1=25005.4(N)则 在轿厢空载情况下的最小制停距离为：Smin=Vt2/2gFA/9.8(70+G1)-1=1.352/29.8125005.4/9.8(70+1260)-1=1.352/(29.810.918)=0.1 (m)空载时的最大平均制停减速度为：amax=FA/9.8(70+G1)-1g=25005.4/9.8(70+1260)-1g=0.918g按电梯安全规范规定：最小制停距离为0.21m；在装有额定载荷的轿厢自由下落的情况下，渐进式安全装置制动时的平均减速度应在0.2g-1.0

14、g之间，因此计算结果符合要求。2. 导轨表面的比压安全钳夹紧时比压按最大制动力计算，因此作用于每个夹紧面上的最大夹紧力为： Nmax=( Fmax/n)K式中：K 夹紧零件受力不均匀系数，K=1.11.2，取K=1.15；n 夹紧表面数量，n=4； 夹紧零件与导轨表面磨擦系数=0.3；Fmax 最大制动力，N；考虑到轿厢为满载，则安全钳制停过程的最大瞬时减速度为(=1.5g)故 Fmax=(G1+Q)(/g+1)=(G1+Q)(1.5g/g+1)=2.5(G1+Q)=2.5(1260+1000)=5650 (kg)=55426.5 (N) Nmax=(Fmax/n)K=55426.5/(40.

15、3)1.15=53117.1(N)从而夹紧表面的比压为：P= Nmax/A，其中A为锲块工作面面积，A=2bh，其中b=24mm，h=64mm， P=Nmax/2bh=53117.1/(22464)=17.29 (N/mm2)对于45钢,P为许用应力，取P=15-20N/mm2故 PP，满足要求。 九. 限速器的选型计算1. 根据GB7588-95的规定，对于额定速度小于或等于1m/s的渐进式安全钳装置，限速器的动作速度要求至少等于额定速度的115%，但应小于1.5m/s，即1.15m/sVt8故限速器选用GB8903-88 819S的钢丝绳，其公称直径d=8mm，最小破断载荷S0=28.1K

16、N，能够满足性能要求的。另外，限速器绳轮节径D=300mm。钢丝绳直径d=8mm。则 D/d=37.530故D/d之比满足GB7588-95标准中规定要求。一十. 缓冲器的选型计算按照GB7588-95电梯制造与安装安全规范的规定，油压缓冲器缓冲过程的平均减速度不大于1g(g为重力加速度),并且大于或等于2.5g的瞬时减速度时间应不大于0.04秒。对于额定载荷Q=1000kg，额定速度V=1.0m/s电梯：1. 要求行程SS可由公式S=Vt2/2g求得。式中，Vt=115%V=115%1.0=1.15（m/s）S=Vt2/2g=1.152/(29.81)=0.067（m）=67mm2. 轿厢缓

17、冲器所受的静载荷（取=g） F轿=（G1+Q+G2）（1+/g） 式中，G1空载轿厢自重，G1=1260kg G2轿厢一侧钢丝绳重量，G2=146.5kg（上面已计算）F轿=(1260+1000+146.5)(1+g/g)=4813 (kgf)3. 对重缓冲时所受的静载荷（取=g） F对=(G1+K平Q+G3)(1+/g) 式中，G3对重一侧钢丝绳重量，取50m计算；G3=5500.586=146.5（kg） F对=(1260+0.51000+146.5)(1+g/g)=3813（kgf）选用YH4/270油压缓冲器（东方）其行程H=270mm67mm满足要求。其总容许质量为900kg-425

18、0kg，故轿厢选用2组YH4/270油压缓冲器，对重选用1组YH4/270油压缓冲器。一十一. 轿厢架的强度计算1. 上梁根据上梁的受力情况,可近似地看成是简支梁，最大静载实验载荷为额定载荷的2倍。 P=G1+2Q=(1260+21000)9.81=31980.6(N)则最大弯矩为: Mmax=PL/4=(G1+2Q)L/4上梁由2条热轧槽钢18/Q235构成，长度L=1780mm=1.78m，查GB707-88，其截面系数WX=152CM3=1.5210-4M3，由于梁的跨度与高度比=1780/180=9.85 (剪应力可忽略不予计算)。故最大正应力为:max=Mmax/2Wx=(G1+2Q

19、)L/8Wx=31980.61.78/(81.5210-4)=4.68107(Pa)=46.8(MPa) n=s/max=235/46.8=5.02而n=2.5,故 nn 满足要求.2. 立柱分析立柱的受力图： 2Ty + F = -P静载实验时，2TY+F=G1+2Q即 P=G1+2Q立柱采用2根热轧槽钢16/Q235，查GB707-88，其截面面积A0=25.162(cm2)，立柱最易破断处为立柱与上梁的螺栓联接处(218孔)。此处的截面积为：A=A0-21810=2516.2-360=2156.2(mm2)=2.15610-3(m2)max =P/2A=(G1+2Q)/2A =(1260

20、+21000)9.81/(22.15610-3) =7.42106(N/m2) =7.42(MPa)则安全系数：n=s/max=235/7.42=31.67而n=2.5，故 nn，立柱强度足够。3. 轿底梁根据轿底梁受力情况分析可简化为简支梁，载荷均布。则最大弯矩: Mmax=(G1+2Q)L/8最大正应力为：max=Mmax/2Wx=(G1+2Q)L/16Wx底梁采用2根热轧槽钢16/Q235，L=1780mm=1.78m，查GB707-88，其截面系数Wx=117cm3=1.1710-4m3则 max=(1260+21000)9.811.78/(161.1710-4)=3.041107(N/m2)=30.41(MPa)安全系数: n=s/max=235/30.41=7.73而n=2.5，故 nn，满足要求。