电梯设计计算书精编版.docx

电梯设计计算书精编版.docx

《电梯设计计算书精编版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电梯设计计算书精编版.docx（31页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

电梯设计计算书精编版

THJ3000/0.5-JXW载货电梯

设计计算书

编制

审核

批准

1、传动校验计算---------------------------------------------------------------2

2、曳引钢丝绳强度校验-------------------------------------------------5

3、承重梁校验-------------------------------------------------------------------5

4、240型限速器计算------------------------------------------------------8

5、滑动导靴的强度验算------------------------------------------------9

6、导轨校核计算------------------------------------------------------------10

7、轿厢架的设计计算---------------------------------------------------15

8、绳头组合强度验算---------------------------------------------------20

9、反绳轮计算-----------------------------------------------------------------21

1．传动校验计算

本计算是以THJ3000/0.5-JXW载货电梯为依据，电梯的主要技术参数为：

额定载重量：

Q=3000kg；

额定速度：

V=0.5m/s；

根据这二个参数，选择曳引机型号为J1.1J，其减速比为I=75/2=37.5，曳引轮直径为D=760mm，电动机型号为JTD-560，其功率为19kw，电机为6极/24极双速电机,曳引比为2:

1，电机额定转速960r/min。

1.1轿厢额定速度校验

根据GB7588-1995中条款12.6，计算轿厢速度时，轿厢载荷取额定载荷的一半，因此电动机上的转矩接近零，并依据电机额定转速n=960r/min校验轿厢转速。

轿厢速度v=πdn/I

2

=π×0.76×969/37.5

2

=30.56m/min

=0.509m/s

误差δ=[0.509-0.5]/0.5×100%=+1.8%

GB7588-1995中条款12.6规定，轿厢速度误差在-8%~+5%范围内是合适的,故本电梯速度,符合要求.

1．2电动机功率验算

P=（1-k）QV（Kw）

102η

式中:

P---电动机轴功率（Kw）;

k---电梯平衡系数,取k=0.45;

η---电梯机械总效率,取η=0.5

将各参数代入公式得:

p=[（1-0.45）×3000×0.5]/102×0.5=16.18（Kw）

故电动机功率选取19Kw是合适的.

1．3曳引力校验

根据GB7588要求，应验算下列二种情况时的曳引力。

情况

（一）：

轿厢载有125%额定载荷,且位于最低层站。

情况

（二）：

轿厢空载且位于最高层站。

曳引条件为：

T1/T2×C1×C2≤efθ①

式中:

T1/T2----曳引轮两边钢丝绳中较大静拉力与较小静拉力之比。

C1----与加减速度有关的系数.取C1=1.1

C2----与绳槽形状因磨损而发生改变有关的系数。

取C2=1.0。

f----钢丝绳在绳槽中的当量磨擦系数。

f=4µ[1-sin（B/2）]

π-β-sinβ

=0.2178

θ---曳引钢丝绳对曳引轮的包角。

如右图所示θ=180°=3.142rad

于是,曳引条件可以写成:

T1/T2×1.1×1≤e0.2178×3.142

即T1/T2≤1.80②

下面就情况

（一）及情况

（二）进行校验

情况

（一）时:

2:

1绕法

T1/T2=（W1+1.25Q/2+ω1）/W2/2③

情况

（二）时:

T1/T2=（W2/2+ω1）/（W1/2+ω2）④

式中:

W1----轿厢自重W1=2300kg

Q----额定载重量Q=3000kg

W2----对重重量W2=3650kg

ω1----曳引钢丝绳重量（kg）

ω2----随行电缆重量（kg）

提升高度为Tr=15.5m

则:

ω1=ρ1（Tr+0H）×S⑤

式中:

ρ1---φ16钢丝绳重量,取ρ1=0.899kg/m

OH---电梯顶层高度,取0H=5m

S---钢丝绳根数,取S=5

各参数代入⑤式得:

ω1=0.899（15.5+5）×5=102.5kg

ω2=ρ3×TR/2⑥

式中:

ρ3---扁电缆重量,取ρ3=2.6kg/m

各参数代入⑥式得:

ω2=2.6×15.5/2=20.15kg

将各参数代入③、④式得:

情况

（一）时:

T1/T2=[（w1+1.25Q）/2+ω1]/w2/2

=[（2300+1.25×3000）/2+102.5]/3650/2

=1.714

情况

（二）时:

T1/T2=[w2/2+ω1]/[W1/2+ω2]

=[3650/2+102.5]/[2300/2+20.15]

=1.647

与曳引条件

（2）式比较,可见在情况

（一）和情况

（二）时均符合要求。

1．4曳引轮绳槽比压验算

计算时按T=[w1+Q]/2+ω1

=[2300+3000]/2+102.5

=2752.5kg工况计算。

许用比压:

[ρ]=[12.5+4V]/[1+V]=[12.5+4×1.0]/[1+1.0]=16.05/2=8.25Mpa

计算比压:

ρ=T/ndD×8cos（β/2）/[π-β-sinβ]

=2752.5/[5×0.016×0.76]×[8×cos48.6°]/[（π-97.2°）/（180×π-sin97.2°）]

=2752.5/0.0608×（8×0.66131）/（3.14-1.697-0.9988）

=239507/0.4442

=5.416Mpa<[ρ]=8.25Mpa

故曳引轮槽比压验算合格。

2.曳引钢丝绳强度校验

该电梯采用5根直径为16mm的曳引钢丝绳，每根钢丝绳的破断载荷为113kN。

当轿厢满载加速上升时，轿厢侧的钢丝绳涨力达到最大值Tmax，验算此时的安全系数。

2.1Tmax计算

Tmax,=[（w1+Q）/2+ω2]（a+g）

=[（2300+3000）/2+20.15]×（1.5+9.8）

=2670.5×11.03

=29456（N）

2.2安全系数计算

n=[113000×5]/29456

=19.2>12

显然,钢丝绳强度足够.

3.承重梁校验

A.轿厢中心

O对重架中心

C曳引机组重心

D曳引轮中心

E、B、H、F：

钢丝绳中心承重梁由五根梁组成,各梁采用的型钢型号及参数如下:

梁号

型钢号

IX（cm4）

wX（cm3）

F（cm2）

ⅠⅡ

［25a

3370

270

34.9

Ⅲ

［36b

12652

703

68.1

ⅣⅤ

［36b

12652

703

68.1

各受力点的负载如下:

B和H：

对重侧的钢丝绳涨力PB=PH=W2/2=3650/2=1825kg

G:

梁I和Ⅱ在梁Ⅲ上的支反力PG=1825×[1422-492]/1422=539.6kg

E和F：

轿厢侧的钢丝绳涨力PE=PF=[w1+1.25Q]/2=[2300+1.25×3000]/2

=3025kg

C：

曳引机组重量:

PC=2200kg

由于受力情况复杂,为了便于计算,假定PB由梁Ⅰ和梁Ⅱ来承受,PG由梁Ⅲ承受,而PH、PE、PF,和PC的2/3则由梁Ⅲ来承受,（这样计算偏于安全）。

3.1梁Ⅰ和Ⅱ的强度和挠度计算

pB

930492

1422

R1R2

R1=1825×492/1422=631kg

R2=1825-631=1194kg

Mmax=pab/L=[1825×93×49.2]/142

=58806kg-cm

[σ]=σs/n=1150kg/cm2

σmax=Mmax/2wx=58806/2×270=103.34kg/cm2<[σ]

Ymax=pb/9EIxL[（a2+2ab）3]/3

=1825×49.2/[9×2.1×106×2×3370×142][932+2×93×49.2]3/3

=89790/[1809×1010]（8649+9151）3/3

=49.64/1010133.4×106/3

=49.64×6.67×106/1010

=0.0331cm

[Y]=e/960=110/960=0.115cm>Ymax

梁Ⅰ和Ⅱ的强度和挠度均符合设计要求。

3.2梁Ⅲ的强度和挠度计算

R3=[（539.6+1825）（325-25.5）+3025（325-76-25.5）+2200（325-102）+3025×50.5]/

325×2/3=[708198+676088+490600+152763]/325×2/3

=6239×2/3

=4159kg

R4=[539.6+1825+3025+2200+3025-6239]×2/3

=4376×2/3

=2917kg

Mmax=4159（325-102）-3025（325-102-50.5）

=927457-521813

=405644kg-cm

σmax=Mmax/wx=405644/703

=577kg/cm2<[σ]

用叠加法求梁中点的挠度

Y1/2=∑pb/48EJx（3L2-4b2）×2/3

=1/[48×2.1×106+12652]×[（539.6+1825）×25.5×（3×3252-4×25.52）+3025×1015×（3×3252-4×101.52）×2200×102×（3×3252-4×1022）+3205×50.5×（3×3252-4×50.52）]×2/3

=24.05×1010/[48×2.1×106×12652]

=0.188cm

[Y]=L/960=325/960=0.339cm>Y1/2

所以,梁Ⅲ的强度和挠度均符合设计要求。

3.3梁Ⅳ和Ⅴ的强度和挠度计算

由于梁Ⅲ已足够能单独承受总负载的2/3,所以对梁Ⅳ和Ⅴ强度和挠度计算从略。

4.240型限速器设计计算

4.1绳轮直径和轮槽形状

4.1.1绳轮直径D

根据GB7588之9.9.6.3条规定，240型限速器钢丝绳直径选用d=8mm,则由GB7588之9.9.6.4条规定.

D/d≥30

D≥30d=ф240取D=ф240

4.1.2

绳轮槽形状

240型限速器轮槽形状如右图所示

取β=70°

γ=4.3

h=9

4.2钢丝绳拉拔力计算

如下图所示,制动瓦的正压力fA及压簧压力fA与钢丝绳涨力的相互关系由下面二式表示

T1/2μfA=eμθ①

fA=FAL2/（L1+μL3）②

其中L1=36，L2=97，L3=18.5

θ=168×л/180=2.93,μ=0.17

代入①、②式得

T1=1.87fA

限速器动作时,压簧实际受到的压力为FA800N，因此T1=1109.6N

与240限速器配套的安全钳的动作力为320N。

显然T1>2×320，因此钢丝绳拉拔力符合GB7588之9.9.4条规定。

限速器钢丝绳的破断负荷为21560N，因此其强度安全系数为

n=21560/T1=21560/1109.6=19.4>8

显然符合GB7588之9.9.6.2条规定。

5.滑动导靴的强度验算

5.1

施加在导靴上的力分析，导靴受力如下图所示：

其中:

μ为导靴与导轨之间的摩擦系数

作用在导靴上的力主要是由偏载荷引起，计算时考虑二个极限偏载位置。

位置①X=AA/8,Y=0

②X=0Y=BB/8

假设此时载荷为满载

式中:

AA---轿厢内宽尺寸,AA=2330mm

BB---轿厢内深尺寸,BB=2460mm

5.2导靴的允许表面压力

导靴的允许表面压力P应同时满足:

P≤68.6N/cm2

PV≤9800N/cm2.m/min本电梯V=30m/min，

所以只要满足p≤68.6N/cm2即可。

导靴实际受压面积：

正面方向28cm2，侧面方向49cm2。

表面允许载荷为：

正面方向[F]=68.6×28=2030.6N

侧面方向:

[p]=68.6×49=3553.5N

5.3导靴受力计算

5.3.1正面方向的受力

Fmax=（X×Q+18）/H×9.8（N）

式中:

H=444cm表示上、下导靴间距。

18表示由轿厢自身的不平衡引起的导靴支反力（18KG）。

于时Fmax=（AA/8×Q+18）/H×9.8

=（233/8×3000+18）/444×9.8

=1929（N）

5.2.1侧面方向的受力

Pmax=[（BB/8×Q）+18]/2H×9.8=[3000（BB/8）+18]/2H×9.8

=[3000×246/8+18]/2×444×9.8=92268/888×9.8

=1018.3（N）

5.3结论

由于Fmax=1929（N）<[F]=2030.6（N）

Pmax=1018.3（N）<[P]=3553.5（N）

所以靴衬强度设计符合要求。

6.导轨校核计算

6.1导轨截面几何特性

本厂使用的3000kg货梯导轨为T127-2/B，其截面尺寸如下图所示：

6.1.1截面总面积F确定：

根据JG/T5072.1-1996电梯T型导轨标准查得T127-2/B型导轨的F=28.90cm2

6.1.2形心位置的确定：

截面对x1-x1,轴取静矩

由查表得YC=2.46cm

XC=0

6.1.3惯性矩确定：

（1）对X-X轴：

由查表得Ix=200cm4

（2）对Y-Y轴由查表得Iy=235cm4

6.1.4断面模数确定

（1）对X-X轴：

由查表得Wx=31cm3

（2）对Y-Y轴：

由查表得Wy=36.8cm3

6.2计算初参数及许用应力的确定

（1）轿厢尺寸：

宽×深=2400×2700

（2）轿厢自重：

2300kg

（3）载重量：

3000kg

（4）上下导靴中心距：

H=444cm

（5）许用应力的确定：

导轨的材料为Q235，σb=41~43kg/mm2

根据国内具体情况，确定导轨的安全系数n=2.4

所以[σ]=σb/n=4200/2.4=1750kg/cm2

（6）许用挠度的确定:

参照苏联”λμφTb1”一书推荐取许用挠度:

[Y]=3mm

（7）导轨撑架间距：

导轨安装取一导轨三支架,故e=1667mm

（8）轿厢的运行速度:

v=0.5m/s

（9）许用柔度[λ]=120

6.3强度及刚度验算

（1）正常状态下

已知:

B=2700mmA=2400mm

轿厢自重：

W1=2300kg载重Q=3000kg

导靴中心距:

H=4440mm

根据L,T齐菲尔著“起重机械”一书推荐，假设载荷沿轿厢宽度方向偏A/6，沿深度方向偏B/6。

则由于载荷偏心引起导靴对导轨的作用力。

q1=PXA/6H=[3000×2400]/[6×4440]=270kg

q2=PXB/6H=[3000×2700]/[6×4440]=304kg

上式中q2为导轨在轿厢深度方向所受的力，它由左右两根导轨来承受，由于载荷的偏心，使靠近载荷的那根导轨受力较大，其值为：

q,2=2/3Xq2=2/3×304=203kg

另一根导轨受力为:

q,2=1/3Xq1=1/3×304=101.3kg

计算时取值较大的力,即取q,2=203kg,q1,q,2作用力的方向如下图所示:

力q对导轨产生的弯矩M，当该力位于两导轨撑架的中间时,M达到最大值,若将导轨视为简支梁则Mmax=qe/4，而实际上导轨为一多支点连续梁,为计算方便计,我们取两撑架间的一段导轨作为简支梁考虑,将其长度乘上一系数5/6,作为计算长度

即:

e’=5/6e=5/6×250=208.3cm

所以:

Mxmax=q1.e’/4=270×208.3/4=14060kg-cm

Mymax=q´2.e’/4=203×208.3/4=10571kg-cm

弯应力σx=MXmax/wx=14060/31=453.5kg/cm2

σy=Mymax/Wy=70571/36.8=287kg/cm2

合成弯应力σmax=σx2+σy2=453.52+2872=205662+82369

=288031=536.7<[σ]=1750kg/cm2

导轨的最大变形发生在1/2e处,导轨的弹性模量E=2.1×106kg/cm2

由力q，1使导轨产生的挠度:

fq1=q1e’3/48EIX=[270×（208.3）3]/[48×2.1×106×200]=0.121cm=1.21mm

由力q12使导轨产生的挠度:

fq’2=q’1e’3/48EIY=[203×（208.3）3]/[48×2.1×106×235]

=[203×9.04×106]/[23688×106]=0.078cm=0.78mm

合成挠度:

fmax=fq12+fq22=1.212+0.782=2.072=1.439mm<[f]=3mm

（2）

紧急状态下:

当电梯曳引钢丝绳断裂或轿厢运行速度超过

额定速度的140%时,安全钳即起作用，将轿厢制

停在导轨上，安全钳制动力的方向与重力的方向

相反,制动力的大小可按牛顿定律F=ma求得

即：

F制=[P+Q]/g.a+（P+Q）

P

Q

=（P+Q）（1+a/g）

式中:

P—载重量P=3000kg

Q1-轿厢自重,Q=2300kg

g=重力加速度g=9.81m/s2

a=制动时轿厢的减速度，对载重量为3000kg的交流货梯所使用之双楔

安全钳，属于瞬时式安全钳，其减速度取a=2g，将以上值代入公式得：

F制=（3000+2300）（1+2g/g）=5300×3=15900kg

由于载荷的偏心，安全钳的制动力在左右两导轨处的分配是不相等的，根据苏“INφTBI”一书推荐，其分配比为5/8和3/8。

则安全钳对一根导轨的最大作用力R=5/8F制=5/8×15900=9937.5kg

该作用力在一般情况下是接近于导轨头部，根据结构确定,取L=15mm

力R距形心位置的距离a=88.9-24.6-15=49.3mm,由制动力R所造成的弯矩（对X-X轴），为MR=R.a=9937.5×4.93=48981.88kg-cm

由前面计算知,由于q2所引起对X-X轴的最大

弯应力为:

mxmax=q’2.e’/4=10571kg-cm

其合成弯矩应力:

M合=MR/2+q.e’/4=48981.88/2+10571

=35062kg/cm

导轨在复合抗力作用下所产生的压应力,

可由下式求得:

σ压=M合/Wx+R/ψF

式中:

M合=35062kg/cm

qˊL

4

Wx=31cm3

R=9937.5kg

F=28.9cm2

ψ—压杆稳定的折减系数,它由柔度λ决定,

由材料力学知:

λ=e’/r

式中:

e’为计算长度,由前述知,e’=208.3cm

r—导轨截面的回转半径

r=IX/F=200/28.9=2.63cm

所以:

λ=208.3/2.63=79.2

由武汉水电学院编“工程力学与工程结构”一书中P298表9-2中查得:

ψ=0.738

所以:

σ压=M合/Wx+r/ψF=35062/31+9937.5/0.738×28.9

=1131+465.9=1597kg/cm2<[σ]=1750kg/cm2

导轨的柔度λ验算:

由公式λ=e’/r知,e’为定值:

欲使λ出现最大值时,则回转半径r必定是最小值.

且由公式r=I/F知,截面积F为定值,只有当截面惯性矩I出现最小值时,r也是最小值。

由前面计算可知:

Imin=IY=235cm4

则:

rmin=Imin/F=235/28.9=2.85cm

所以:

λmax=e’/rmin=208.9/2.85=73.3<[λ]=120

7.轿厢架的设计计算

7.1计算方法及依据

THJ30-JXW型电梯轿厢示意图

THJ30-JXW型电梯轿厢架是轿厢部分的主要受力部件,它由上梁、直梁、下梁、斜拉杆以及联接它们的若干紧固件组成。

根据美国“1972年电梯安全规程”中介绍的计算方法，视上、下梁均为简支梁，其中上梁作用载荷为电梯额定起重量，轿厢净重（包括附件），电缆重量之和，并作用在上梁中央；下梁则假定5/8的额定载重量和轿厢净重的总和均布于下梁上，再加上电缆重量集中作用于下梁中央。

上、下梁均需进行强度和刚度计算，而直梁则进行强度，细长比和惯性矩计算。

7.2基本参数与代号

1．Q1---电梯额定载重量的1.25倍与轿厢净重之和.

对本电梯Q1=W1+1.25Q=2300+3000×1.25=6050kg

2．Q2---曳引钢丝绳和电缆重量之和

对本电梯Q2=ω1+ω2=102.5+15.5=118kg

3．L—上、下梁跨度

对本电梯L=259cm

4．WX---单根槽钢对X-X轴抗弯矩

对本电梯上梁（[25WX=282.4cm3

下梁（[20WX=191.4cm3

5．J---单根槽钢对X-X轴惯性矩

对本电梯上梁（[25]J×=3530cm4

下梁（[20]J×=1913.7cm4

6．E---材料弹性模量

对钢材E=2×106kg-cm2

7．[σ]—许用正应力=σs/n

式中n=2

σs---材料屈服极限=2300kg/cm2

对直梁[σ]=1150kg/cm2

8．[y]---上下梁许用挠度

对本电梯[y]=L/960=259/960=0.2697cm

9．[λ]---直梁许用细长比

[λ]=160具有拉条,且连接点高度不超过直梁自由段长度的2/3时

[λ]=120其他情况

7.3轿架计算

7.3.1上梁计算

上梁为二根[25组合而成,将上梁简化为下图形式

由材料力学可知最大弯矩及最大挠度均发生在上梁中央剖面上,

其值为:

Mmax=（Q1+Q2）L/4

Ymax=（Q1+Q2）L3/96EJ

最大正应力σmax=Mmax/2Wx=（Q1+Q2）L/8Wx

σmax