电梯kg梯速设计计算.docx

1、电梯kg梯速设计计算设计计算书TKJ (1350/)2345678910111213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

2、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 1100mii

3、i*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15 Kw,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 7-410, 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SLOG03型，额定速度SYH68-210

4、型油压缓冲器，额定速度，总容许质量800-3500 kg,行程 210 mm,总高 675mm2主要技术参数Q额定载重量Q二1350kgV e额定速度V e=S轿厢尺寸（宽*深*2100mm *1600mm *2400mm高）开门方式中分开门尺寸（宽*高）llOOmm *2100mmH提升高度H=1曳引比i= 2d曳引绳及绳径8X19s 西鲁式，d = 10nimn曳引绳根数n=8D曳引轮节径D =450mraDi导向轮、轿顶轮、对重轮的平均直径Di=520mraK平衡系数P轿厢自重P=1400kgWi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raWi=8* = 120 kgw

5、;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) *=37 kg补偿链每米重量kg/mW$轿厢在顶层时轿厢侧的补偿链重量W3= 110kgG对重重量G二P+K*Q(19402075) kga sax最大加减速度值a ttax=sa曳引包角(1 =155 = radB半圆曳引绳槽的切口角P 二 95Y曳引绳槽的槽角度Y 二 35S z曳引机最大径向负载6000 kgn电梯运行的总效率n =N电机功率15 kwV 1曳引机节径线速度m/ sm电机额定转速149 rpm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,

6、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=210mm* 总咼 h=675 nun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 / 102 ni (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，Vfsn 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：

7、D曳引轮节园直径，D=ni电机的额定转速，m二149rprai 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 = rad5.1.2当量摩擦系数的计算根据GB7588-2003的要求

8、，当量摩擦系数按下式计算：f = U *4* ( cos ( Y / 2 )- sin (3/ 2 ) ) / ( n - P - y -sin P + sin Y )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 + sin 35)=2)紧急制停工况f =*4*( cos (35 / 2 )- sin (95 / 2 ) ) / (

9、 h + sin 35)=3)轿厢滞留工况f =*4*( cos (35 / 2 )- sin (95 / 2 ) ) / ( Jr + sin 35)= 轿厢装载工况根据GB75882003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 15379NT2=(G+W3)g/i= (2008+0)* /2=9

10、839 NTl/ 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*二10892 NT2= (P+W2+W3)* (g-a J /i =(1400+110)* NTl/ 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GB75882003的要求，按照空载轿厢在顶层位置、对重压实

11、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=7486 NT2= Wi*g=51*= NTl/ 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

12、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=44 KN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Neq

13、uiv (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=3Npr=0则 Nequiv(p)= * (3 +4 *0 )二Nequiv =+=因为S=10x=x：Xi= log ( * 10 6 * Nequiv ) / (D / d) )= log ( * 10 * / 45 )Xp log ( * (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

14、求。7绳头组合的验算采用专业厂生产的10mm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o J二205惯性距 Jx二597000mra 抗弯模量Wx=14500nim 抗拉强度Rm =370 N/m

15、m许用应力：正常使用时o 11=165 N/mm-,N/mm许用变形5二5mm导轨支架间距1二2500 mm 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=2000 mm,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=2oDxDxX

16、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=325mni8. 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) = 1211NMy=3*Fx*l/16 =3*1211*2500/16 =567656 Nnimoy= My/ Wy=567656/11900= N/mm8.

17、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= 1398 NMx二3*Fy*l/16二3*1398 *2500/16=655313 Nmraox= Mx/ Wk二655313/14500二 N/mm8. 1. 3压弯应力Fk=kl*(P+Q)g/n =2*(1400-1350)*2=26950 No k=Fk*3/ A二26950*1570二mm8. 1.4复合应力和翼缘弯曲应力O m= O x+ O y=+=mra2 W o J =205 N/mnf0 = 0 m+Fk / A二+26950/1570二nim2Wo J二205 N/ramO C

18、=o k+* O m=+*= N/nim2W o ： =205 N/mmo f=*Fx /C- =*1211/10= N/mni2Wo二205 N/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 二5nim 6 y=*Fy* 17(48EJx) =*25OO7(48*1O*597OOO) = mmW6=5mra 满足许用变形要求。装卸载工况装卸载时：Fs=* 1350=5292 N, Xi=1400 mm8. 2. 1由导向力引起的Y轴上的弯曲应力Fx= Fs* Xi/ (2h) =5292*1400 / (

19、2*3550) = 1043 NMy=3*Fx*l/16 =3*1211*2500/16 二567656Nmraoy= My/ Wy=567656 711900= N/mra8.2.2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=0Mx=0o x= 08.2.3压弯应力在装卸载时不发生压弯情况，所以：Fk=Oo k=08.2.4复合应力和翼缘弯曲应力O m= O x+ O y=0+= N/mni2W o J =165 N/mm0 = 0 m+Fk / A=+0= N/mm2 W o J=165 N/mmO f=*Fx /C- =*1211/10= N/

20、mraWo J二 165 N/mm 满足强度要求。8.2.5挠度6 x=*Fx*17(48EJy)二*1211*2500 /(4S*10 *520000)二 mmW 6 =5niin6 y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=l8mm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=2008kg h=2800mm上下导靴

21、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 5Dx=2508. 2. 6.1正常使用导靴在Y方向作用在导轨上的力Fx=K2GgXBTFx/(2h) = X X2008X2X2800=My=3Fxl/16= o,=My/Wy=19766/X1000= 8. 2. 6. 2导靴在X方向作用在导轨

22、上的力Fy=g (gPYp+FsYl)/h= X X 2008 X 145/280O1223NMx=3Fyl/16=3 X 1223 X2000/16=45S577Nnim 0 .=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o F o 无+ o 尹+= V o perx=165Mpa0=0, + (k3M) /A=+ X 20/617) =+= o =165Mpa 8. 2. 6. 5翼缘弯曲:0 f=C2= X X = 0 pe.=165Mpa 8. 2.6.6 挠度:6,=3/48EIy=X X 20003/

23、(48 X 210000 X 530000) 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

24、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)*+=28325 N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=16416 N 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+ (+1

25、10) =9977 N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)*+二27295 N 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16aftGB/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二866cm14a#槽钢：Wx=； Wy=13cmS Ix=564cmS Ix=； A=o一Q235材料的许用应力，对于上、下梁及立梁：o = o b/n=375/=150 M

26、paE材料的弹性模量，对于本系统：E=210GpaLo上、下梁的跨度，对于本系统：Lo =2216 mraY上、下梁的许用挠度，对于本系统：Y=Lo/1000=2216/1000=mmH上、下导靴之间的垂直中心距，对于本系统：H=3550 mmL立梁的长度，对于本系统：L=3340 ram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/8o max = Mmax/ WxYmax= Tl* LoV (2*48*E*Ix) 将有关参数代入：M

27、raax 二28325*8 = 7846 omax=7846 *1000/=MpaYmax 二28325*2216/ (2*48*210*10*866*10)Nm(108*1000)=mr因为 omax= Mpa o =150 MpaYmax= 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qq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/= 7408 N/m：EJT3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：n

28、iax=T3*Lo/So ；max = M：nax/ WxY；niax二 T3* LoV (2*48*E*Ix)将有关参数代入：Mmax =9977*8 = 2764 Nmo :max = 2764*1000/ (*1000) = MpaYmax =9980*22167 (2*48*210*10*564*10)=(b)在均布载荷情况下Mimax= q*LoV WxYimax= (5*q*Lo) / (2*384*E*Ix)将有关参数代入：Mimax=*16= Nmo :raax= *1000/*1000)= MpaYimax=(5*W*2216*) / (2*3S4*210*10*564*10

29、*) = mm 根据应力的叠加原理可得：o max= o imax+ o :max二 + = Mpa o = 150 MpaYmax= 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fI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；O max= 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 = 150 Mpa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