单线循环吊椅式客运索道设计.doc
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单线循环吊椅式客运索道设计.doc
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工程索道课程设计说明书
题目:
单线循环吊椅式客运索道的设计
指导教师:
邓旻涯
2017年6月8日
目录
1.给定参数 1
1.1线路参数 1
1.2吊椅参数 1
2运载索计算 1
2.1运载索初张力计算 1
2.2确定下站从动轮处运载索张力 2
2.3各种状态下,上站驱动轮处运载索张力计算 3
3惯性力计算 3
3.1基础资料 3
3.2线路重侧、空侧惯性力PZ、PK的计算 4
4钢丝绳安全系数验算 4
4.1运载索 4
4.2拉紧索 5
5驱动机功率确定 5
5.1当处于空上空下状态时,上行的自重作用力方 7
5.2当处于空上重相状态时,驱动机对空车的自重 7
5.3当处于重上重下状态时, 7
5.4当处于重上空下状态时 7
6线路设备选择 8
6.1钢丝绳类型的确定 8
6.2驱动机型号的选用 8
6.3拉紧装置的选择 8
6.4线路托(压)索轮的选择 9
6.5吊椅的选择 9
7运载索各跨张力的计算 9
7.1重车侧上行时各跨运载索张力(N) 9
7.2空车侧下行时各跨运载索张力(N) 10
7.3重车侧、空车侧各跨平均张力Tz和Tk 10
8拉紧装置行程计算 11
9各挠度计算 13
10.各跨悬索曲线长度计算 14
11.线线路个支架的技术参数计算 15
11.1线路各跨弯折角δ 15
11.2运载索自重引起的倾角α(º) 15
11.3运载索受支架间距内载荷作用引起的倾角γ 16
11.4运载索受运行过支架时荷载作用所引起的倾角Φ 16
11.5验算支架左侧最大爬坡角(左侧指靠下站的一侧) 16
11.6检验运载索作用于压索轮的最小向上力V(总倾角θ<0时检验此步) 16
11.7计算托索轮受到的最大向下力V 17
11.8托索轮轮数计算 17
12运载索耐久性验算 17
13.小结:
18
工程索道课程设计设计说明书第17页共22页
1.给定参数
1.1线路参数
全线路水平长度(m):
L0310
全线路高度(m):
H0=110
运载索设计速度(m/s):
V=1
1.2吊椅参数
单个吊椅重力(N):
W=650载人后单个吊椅重力(N):
W′=1850
空吊椅受风面积(m):
A=0.4重吊椅受风面积(m):
At=1.0
单位平面受风载荷(MPa):
P=500单位吊架杆受风载荷(MPa):
Pt=300
吊椅间距(m):
J=15单个吊椅自重(N):
W=650
全线路共设10跨,各跨水平距离与全线路水平长度L0的比值分别如下:
0.04
0.13
0.14
0.12
0.1
0.09
0.14
0.13
0.08
0.03
2运载索计算
综合考虑风力的影响,空车侧、重车侧运载索单位长度负荷分别为:
有课本公式得Qk=84.2N∕m,Qz=163.9N∕m
2.1运载索初张力计算
取滑轮组倍率a=4,由选定的参数可以知道:
取G=20000N。
Tmin=20*1850=3700N
∑Ta=Ga=7.8x247.2=1928.16
由G2/a=2x37000/4=18500N>Tmin满足要求
2.1.1当重锤静止时,运载索初张力的计算
∑Ta=Ga=4G所以重锤的质量符合要求。
2.1.2当重锤下降时的运载索初张力的计算(取滚动轴承)
由阻力系数公式3-2:
求得f=0.003523
TB1=19132.36TB2=19859.33
TB3=19789.37TB4=19719.66
∑TB=39297.9Tmin(B)=39648.95
Tmin(B)≥Tmin,故重锤符合要求。
2.1.3当重锤上升时运载索初张力的计算
Tc1=20060Tc2=20120.18
Tc3=20180.48Tc4=20241.38
∑Tc=80602.04 Tmin(c)=400301.02
Tmin(c)≥Tmin,重锤符合要求,确定G=20000N
2.2确定下站从动轮处运载索张力
T1+T2=T;T1=T2+T2Fr=T2(1+Fr)(3-2)
套用公式3-2可求得运载索通过从动轮的阻力系数Fr,由式3-3可求得紧边张力T1,松边拉力T2。
得Fr=0.002905T1=39960NT2=40136N
2.3各种状态下,上站驱动轮处运载索张力计算
2.3.1重吊椅上行,空吊椅下行
入侧:
T入1=69686.32N
出侧:
T出1=62126.42N
2.3.2空吊椅上行,重吊椅下行
入侧:
T入2=73686.56N
出侧:
T出2=68277.68N
2.3.3重吊椅上行,重吊椅下行
入侧:
T入3=69686.22N
出侧:
T出3=68277.68N
2.3.4空吊椅上行,空吊椅下行
入侧:
T入4=T入2=73686.56N
出侧:
T出4=T出1=62126.42N
3惯性力计算
惯性力计算的目的是考虑运载索安全性检验时,运载索最大张力需要考虑增加运载索的最大惯性力,即
3.1基础资料
起动、制动时的平均加速度(m/s):
a重力加速度(m/s):
g
索道转动部分的重量(包括驱动机的转动部分、尾部拉紧装置的滑轮、线路托索轮和站内导向轮):
∑G
电动机变位重量G1′=(G1D12)i2/D12
联轴节变位重量G2′=(G2D22)i2/D22
式中D1、D2————电动机和联轴节各自的飞轮直径;
G1、G2————电动机和联轴节各自的飞轮自重;
i————电动机的传动比。
电动机和联轴节,并计及减速器的变位重量之和G3′=1.3(G1′+G2′)
3.2线路重侧、空侧惯性力PZ、PK的计算
PZ=[QzL0/g+0.06∑G+G3′/g]a;PK=[QkL0/g+0.06∑G+G3′/g]a(3-6)
4钢丝绳安全系数验算
4.1运载索
4.1.1弯曲应力бb1与张应力бk1(MPa)
бb1=δ1/E1Dqбk1=(T入1+PZ)/F1
4.1.2安全系数
纯张应力时n1=[бb1]/бk1≥5
综合应力时n2=[бb1]/(бb1+бk1)≥4(3-7)
以上式中E1——运载索的弹性模量(MPa);
δ1——运载索表面钢丝直径(mm);
Dq——驱动轮直径(mm);
[бb1]——运载索的公称抗拉强度(MPa)。
4.2拉紧索
4.2.1弯曲应力бb2张应力бk2(MPa)
Бb2=δ2/E2Dlбk2=Tc4/F2
4.2.2安全系数
纯张应力时n3=[бb2]/бk2≥5.5
综合应力时n4=[бb2]/(бb2+бk2)≥4(3-8)
以上式中
F2——拉紧索的有效断面积(mm2);
E2——拉紧弹性模量(MPa);
δ2——拉紧索表面钢丝直径(mm);
Dl——拉紧轮直径(mm);
[бb2]——拉紧索的公称抗拉强度(MPa)。
5驱动机功率确定
根据各种运行状态所求的功率值,确定交流电动机型号,求出现最大功率时的运行状态。
运载索通过驱动轮阻力损失△t为
t(3-9)
式中 T——驱动轮入侧运载索张力(N);
t——驱动轮出侧运载索张力(N)。
各种状态下T与t的计算公式,见表3-3。
表33
运行状态
正常运行
启动
制动
T
T
T
t
T
t
重上轻下
空上重下
重上重下
空上空下
驱动轮圆周力P为
P=T-t+△t
电动机功率
N=KPV/η
式中η——电动机的传动效率,常取η=0.95;
K——备用系数,常取K=1.2
驱动机防滑验算为
ζT/t(3-10)
式中ζ—附着安全系数,启动或制动时ζ>1.25;
e—自然对数底;
α—驱动轮上钢索有效缠绕圈数的包角,一般α=180度;
u—钢索与驱动轮间的摩擦系数,无衬0.11-0.13,皮革衬,木衬0.16,橡皮衬,塑料衬0.20。
将种状态下的正常运行,启动制动时的T与t值一一代入式(3-9),式(3-10)计算,可得客运索道运行的最大功率和最大负功率,据此选取所需的电动机。
在运载索运行的最大功率和最大负功率,据此选取所需的电动机。
在运载索运行的4种状态中,以重上空下最不利状态,因此在确定单线循环吊椅式客运索道的电动机功率时,只需要算出重上空下状态时的电动机输出功率,其余运行状态的电动机输出功率都比重上空下运行状态小。
以下在不考虑风荷载的情况下,对这一结论加以证明。
5.1当处于空上空下状态时,上行的自重作用力方
向与运行方向相反,电动机对上行侧的自重作用输出功率为,下行侧自重作用力方向与运行方向相同,电动机的输出功率为,因此电动机的输出总功率=|-|。
5.2当处于空上重相状态时,驱动机对空车的自重
作用输出功率为,重车侧荷式作用力及自重方向与运行方向相同,通过运载索作用可把动力传递到驱动机,即可以加到原动机的驱动力中,设回收功率为(>),此时电动机输出功率,所以<。
5.3当处于重上重下状态时,
上行侧载荷作用力及自重方向与运行方向相反,电动机输出功率为(),下行侧载荷作用力及自重方向与运行方向相同,起到动力回收作用,设回收功率为,因此电动机输出总功率,所以>。
5.4当处于重上空下状态时
上行侧载荷作用力及自重方向与运行方向相反,电动机输出功率为(>,>),对下行侧的自重作用输出功率为,因此电动机输出总功率,所以。
综上所述,,即处于空上重下状态时驱动机输出功率值为最小且做负功,起动力回收作用;处于重上空下状态时,驱动机输出功率值为最大,故最不利的运行状态为重上空下。
6线路设备选择
6.1钢丝绳类型的确定
通过张力计算及安全系数的验算,可确定出所需运载索和拉紧索的型号。
运载索应选用6×25 FI或6×36WS等线接触的顺绕钢丝绳;在腐蚀环境中工作的运载索,应采用镀锌钢丝绳;运载所采用重锤拉紧,拉拉紧索宜采用4绳拉紧方式,并设置调节重锤的电动或手动绞车;拉紧索应选用6×25FI或8×19等线接触的顺绕钢丝绳,拉紧索导向轮的绳槽内应设耐磨衬垫。
运载索、拉紧索的公称抗拉强度分别取1870MPa、1960MPa。
6.2驱动机型号的选用
一般采用单槽卧式,绳槽应设耐磨衬垫;驱动装置应设主原动机和备用原动机,主原动机应为电动机,备用原动机应为内燃机或电动机。
备用原动机工作室,索道应具有与0.3—0.5m/s检修速度相近的运行速度。
驱动装置应设2套不同结构的制动器,其中工作制动器设在高速轴上,安全制动器设在驱动轮上。
拖牵索道和不会到转的索道,可仅设工作制动器。
当空车上行、中车下行时,工作制动器的平均制动减速度,不得小于0
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- 单线 循环 吊椅式 客运 索道 设计