载货电梯设计计算书45米.docx

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载货电梯设计计算书45米

THF5000/

一井道顶层净高及底坑尺寸

二电梯主要参数

三传动系统

1.电动机功率计算

2.曳引机主要参数

3.选用校准

四曳引绳安全计算

五悬挂绳轮直径与绳径比值计算

六曳引条件计算

七比压计算

八正常工况下导轨应力,变形计算

九安全钳动作时,导轨应力计算

十轿厢架计算

十一缓冲的校核

十二限速的校核

十三安全钳的校核

十四轿厢通风面积和轿厢面积计算

十五承重大梁的校核

十六底坑地板受力的计算

一井道顶层净高及底坑尺寸

井道顶层净高4500mm及底坑尺寸1700mm

缓冲器安全距离200mm～350mm取300mm

提升高度

体底端

顶层底坑的尺寸（mm）

参照:

（GB7588-2003）

序号

条款

实际值

最小值

1

1.井道顶层空间计算:

单位（mm）

OH=H+H1+H2+H3+35V2

OH=2450+300+175+1000+

OH=3664＜4500mm

所以井道顶层净高4500mm满足要求。

OH-顶层高度H-轿厢高（2500mm）H1-安全距离（300mm）

H2-缓冲距离175mmV-速度米/秒）

H3-轿厢投影部分与井道顶最底部分的水平面之间的自由垂直距离（1000+35V2mm）

2.井道底坑空间计算:

单位（mm）

P=L1+H1+H2+L3

P=650+300+175+500

P=1625＜1700mm

所以井道底坑深度1700mm满足要求。

P-底坑深度L1-轿底与安全钳拉杆距离（650mm）

H1-安全距离（300mm）H2-缓冲距离（175mm）

L3-底坑底与轿厢最底部件之间的自由垂直距离（500mm）

二电梯的主要参数

1.电梯主要技术参数:

（1）额定速度:

V=s

（2）额定载重量:

Q=5000㎏

（3）轿厢自重:

G=3500㎏

（4）曳引比:

i1=2:

1

（5）曳引轮直径:

D=Ф760mm

（6）电梯传动总效率:

η=

（7）钢丝绳直径‵根数:

=Ф16mmx6（根）

（8）电梯平衡系数:

Ψ=～（设

（9）电梯提升高度:

H=

（10）补偿链直径‵根数:

=Ф16×1

（11）曳引绳提升高度总重量:

G1=q1ZHi1=平衡补偿链重量:

G2=q2ZH=××1=㎏

（13）电缆重量:

G3=q3H=对重重量:

W=G+KQ=3500+=5750㎏

三、传动系统

1.电动机功率的计算

N=QV（1-Ψ）/102η

式中:

N-功率

V-曳引轮节径线速度（m/s）

Ψ-电梯平衡系数

η-电梯机械传动总效率

∴N=5000×/（102×=

选用电动机功率为22Kw

2.曳引机的主要参数

选用宁波欣达产品

型号:

YJ336A-III

曳引机自重:

1450㎏

主轴最大静态载荷:

9000㎏

电动机功率:

22Kw

电动机转速:

976r/min

曳引轮直径:

Ф760mm

曳引钢丝绳:

6×Ф16mm

减速比:

75：

2

3.选用校核

（1）主轴最大静载载荷校核

Σp=（G+G1+G2+G3+W+Q）/i1

Σp=（3500++0++5750+5000）/2

Σp=7152㎏

则Σpk=KΣp=×7152=7867㎏<9000㎏

其中:

G为轿厢以额定载重量停靠在最低层站时,曳引轮水平面上轿厢一侧的曳引轮的静拉力。

Σp-主轴实际静载荷

Σpk-主轴实际动载荷

（2）额定速度的校核

实际额定速度应符合下列式子:

D=760mm=

V实=πDN/2×60i=××976）/（2×60×75/2）=s

92%V≤V实≤105%V

对92%V=×=s

105%V=×=s

∴上式条件满足

（3）载重量的校核

YJ336A-III型曳引机载重量为2500㎏,现采用绕绳倍率为2可以承受5000㎏载荷,所以满足本货梯要求。

（4）输出扭距计算

M出=n

=9550×（22/976）=

四:

曳引绳安全计算

按GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的规定计算。

1.参数计算

（1）曳引轮的等效数量（查表1）β=95°得Nequiv（t）=

（2）导向轮的等效数量Nequiv（p）=Kp（Nps+4Npr）

∵与曳引轮直径（D）和滑轮直径（D1）有关的系数

Kp=[D/D1]⁴=[760/640]⁴=

简单弯折的滑轮数量Nps=1

反向弯折的滑轮数量Npr=0

∴Nequiv（p）=×（1+4×0）=

（3）.滑轮等效数量

Nequiv=Nequiv（t）+Nequiv（p）=+=

2.许用安全系数的安全系数

Log（

×106×Nequiv

）

Sf=10[－

（D/dr）

]

Log[（D/dr）–]

Log（

×106×

）

Sf=10[－

（760/16）

]

Log[×（760/16）–]

Sf=

3.计算安全系数

根据公式:

n=mN/T≥[n]=12

式中n-安全系数

m-曳引钢丝绳根数

N-每根曳引绳最小破断负荷（KN）

N=133（KN）

T-轿厢停在最低层站时轿厢侧曳引绳所受最大力（KN）

现采用8-19S-16钢丝绳6根

T=

g（G+Q+G1）

=

3500+5000+

×=（N）

Z×i1

6×2

a.安全系数S=

N

=

113000

=

T

结论:

S>Sf>12符合GB7588-2003版标准的要求。

五﹑悬挂绳轮直径与绳径比值的计算

根据规范要求比值系数要≥40

∴D/d=760/16=≥[40]

式中:

D-曳引轮节圆直径（mm）d-曳引钢丝绳直径（mm）

比值系数满足规范要求.

六﹑曳引条件计算

按GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的要求规计算电梯的曳引能力。

1.基本参数

（1）电梯曳引包角α=180°=（rad）

（2）曳引轮绳槽型（半圆槽类型）

γ=30°=（rad）β=95°=（rad）

（3）忽略顶层的曳引绳重量﹑曳引轮和滑轮的惯量。

2.轿厢装载工况:

T1/T2≤efα

（1）∵摩擦系数μ=

则当量摩擦系数有

4（cos

γ

－sin

β

）

f=μ

2

2

π－β－γ－sinβ+sinγ

4（cos

30°

－sin

95°

）

f=μ

2

2

－－－sin95°+sin30°

f=×=

∴efα=e×=

（2）装载工况

1.25倍的载重量，轿厢位于最低层时的静态比值:

T1

=

（G+125%Q+G1）g÷i1

T2

（W+G2）g÷i1

T1

=

（3500+×5000+g÷2

=

T2

（5750+g÷2

满足条件

（3）轿厢位于最高层站时的静态比值:

T1

=

（W+G1）g÷i1

T2

（G+G3+G2）g÷i1

T1

=

（5750+g÷2

=

T2

（3500++g÷2

满足条件

3.轿厢紧急制动工况:

T1/T2≤efα

与轿厢额定速度相应的钢丝绳速度Vc=s:

减速度数值取a=s

（1）∵摩擦系数

μ=

=

=

1+Vc/10

1+10

则当量摩擦系数有

f1=μ1（f/μ）=×=

∴ef1α=e×=

（2）轿厢载有额定载荷位于上行最高层站急停时的动态比值:

T1

=

（G+Q+G1）（g+α）÷i1

T2

（W+G2）（g-α）÷i1

T1

=

（3500+5000++÷2

=

T2

（5750+÷2

满足条件

（3）轿厢空载位于上行最高层站急停时的动态比值:

T1

=

（W+G1）（g+α）÷i1

T2

（G+G3+G2）（g-α）÷i1

T1

=

（5750++÷2

=

T2

（3500++÷2

满足条件

4.轿厢滞留工况:

T1/T2≥efα

（1）∵摩擦系数μ2=则当量摩擦系数有

F2=μ2（ƒ/μ）=×=

∴ef2α=e×=

（2）对重压在缓冲器上,空载轿厢位于最高层站时的静态比值:

T1

=

（G+G2+G3）g÷i1

T2

G1g÷i1

T1

=

（3500++÷2

=fα=

T2

×÷2

满足条件

5.结论:

以上计算均符合电梯曳引能力的计算。

七、比压计算

对带切口槽或半圆槽比压必须满足下列不等式:

P=T/ndD{8cos（β/2）}/（π-β-sinβ）≤+4Vc）/（1+Vc）

式中:

α-曳引绳直径mm

D-曳引轮直径mm

n-曳引绳根数

P-比压

T-轿厢在额定重量停靠在最低层站上时,在曳引轮水平面上,轿厢一侧的曳引轮上的静拉力。

Vc-对应与轿厢额定速度的曳引绳速度m/s

∴P={（5000+3500+/2×}/（8×16×800）×{8cos（95/2）}/

（π-95.π/180-sin95）

=

其中:

+4Vc）/（1+Vc）=

∴P<+4Vc）/（1+Vc）

即:

比压满足要求

八.正常工况下导轨应力、变形计算

引自“电梯与自动扶梯”P80的导轨承受载荷分析,根据载荷种类的判断,本电梯为A类载荷:

即计算导轨受力时,假定50%的额定载荷加在高轿厢悬挂点位置高为:

1.等于轿厢宽度b的四分之一

2.等于轿厢深度d的四分之一

导轨受力为:

R1=Q/H=式中:

H-轿厢上、下导靴中心之距高m

g-重力加速度这取s

分别代表轿厢宽度和深度

∴R1=H=×5000×2900/4420=4100N

R2=H=×5000×3500/4420=2494N

在正常工作条件下,在R1、R2作用下,导轨最大弯曲应力计算为:

σω=RL/f1ω×10³（N/mm²）

采用T127-2/B导轨其技术参数:

S=²p1=me=Ixx=200cm⁴Wxx=31cm³

Ixx=Iyy=235cm⁴Wyy=³iyy=

上述式中:

R-上述工况中R1、R2值（N）

L-导轨支架间距（m）

ω-与R作用力方向对应的导轨截面模量（mm³）

f1-与假定导轨与导轨支架联接的边悬条件有关,取铰接时,f1=4

∴σ1=（4100××10³）/（4×31×10³）=

σ2=（2949××10³）/（4××10³）=

∴σw=√σ1²+σ2²=√²+²=

即:

σw<[σw]=148Mpa

最大变形值计算:

δ=R×L³/f2×E×J（mm）

式中:

E-导轨材料弹性模量（N/mm²）

J-与R作用力方向对应的导轨惯性距（mm⁴）

f2-取与f1相对应值,当铰接时,f2=48

∴δ1=[4100××10³）³]/[48××（105）×235×10⁴]

=<[δx]=

δ2=[2949××10³）³]/[48××（105）×235×10⁴]

=<[δx]=

九、安全钳动作时,导轨应力计算

本电梯选用渐进式安全钳,引自“电梯与自动扶梯”P85

σK=10（P+Q）ω/A

其中A-导轨的截面面积2260mm²

ω与细长比λ有关

λ=L/i=2000/=

根据“电梯与相关标准汇编”P124查表得ω=

∴σK=10（3500+5000）×2260=

∵σK–对与抗拉强度为370Mpa的钢材[σK]为140Mpa

∴σK<[σK]

十、5000Kg货梯轿厢架计算

轿厢架是一个空间的超静的钢架结构,较为精确地计算轿厢架构件的承载强度,需要用有限方法。

因此常用偏于保守的分离法进行计算,即在构件的连接点上释放掉一些要素,使构件静定比和即使是超静定,也是低次超静定。

假定:

●轿厢架尺寸（宽x深x高）按:

2530×3500×4420

●材料采用Q235-A;屈服强度σs=235（Mpa）

●安全系数取;许用应力[σ]=94（Mpa）

●上、下梁的许用绕度[f]=L/960

1.上梁-用两根22a槽钢制作

惯性矩:

J1=2×2390=4780（cm⁴）截面模数:

W1=2×218=436（cm³）

a.受力简图（按简支架集中载荷考虑）

总受力P1=（G+Q+G2+G3）g/2

=（3500+5000+348+×2=43397（N）

b.强度校核:

∵最大弯矩:

Mmax1=[P1（2530-1130）]/2

=（43397×1400）/2=3037790

∴σmax1=Mmax1/W1=3037790÷436=（Mpa）<[σ]

C.绕度校核:

（用迭加法）E=×107N/cm2，

∵最大绕度:

2ƒmax1=-2[（P1χ）/（48×E×J1）]（3ι²-4χ²）（0≤χ≤70）

2ƒmax1=-2[（43397×70）/（48××107×4780）]（3×257²-4×70²）

=（cm）<[ƒ]=L/960=（cm）

c.结论:

两根22a槽钢制作上梁安全。

2.立柱:

轿厢立柱用两根22a槽钢制作

惯性矩:

J1=2390（cm⁴）截面模数:

W1=218（cm³）

立柱的危险工况为满载试验工况,该工况下,每根立柱受力可认为为额定载荷及轿厢而产生的拉力及偏载产生的弯矩。

故拉力:

P2=（G+Q）g/2=41650（N）

弯矩:

Mx=（QgL）/8=（5000××257）/8=1574125

立柱强度:

σmax=[（M×h）/（4HWx）]+（P2/A）

式中:

h-立柱最大自由长度:

h=390cm

H-轿架上下导靴间距:

H=442cm

有:

σmax=[（1574215×390）/（4×442×218）]+（41650/

=（Mpa）<[σ]=94MPa

故立柱强度满足要求。

3.下梁:

用两根25a槽钢制作:

其截面面积:

A=2×=（cm²）

惯性矩:

J1=2×3370=6740（cm⁴）

截面模数:

W1=2×270=540（cm³）

按轿厢满载时失控蹲底的工况计算。

a.受力简图（看图纸）

下梁按简支架均布载荷考虑,当减速引起的作用力为:

总受力P3=（G+Q）/2×g=（3500+5000）/2×=41650（N）

b.强度校核:

∵最大弯矩:

Mmax1=-41650×710+[41650/（2×250）]×（710-460）²

=-2436525

∴σmax1=Mmax1/W1=2436525/540=（Mpa）<[σ]

c.绕度校核:

（用迭加法）

∵最大绕度:

ƒmax3=2×

P3×L³

[8-4（

c

）²+（

c

）³]

348×E×J1

L

L

=2×

41650×253³

[8-4（

25

）²+（

25

）³]

348××6740

253

253

=（cm）<[ƒ]=L/960=（cm）

结论:

两根25a槽钢制作下梁安全。

4.连接螺栓的计算

轿架的立柱与上、下梁部件联结均用M20螺栓,联结的螺栓每组数目有8个,且直接支撑厢体和载荷,螺栓主要是受剪切力的作用

查手册M20螺栓的公称应力面积A=245（mm）

螺栓材料按Q235-A性能等级按,材料:

σy=320（Mpa）

∴[σ]=σs/n1

n1-安全系数,查GB3811-83表,n1=

按安全钳制停和轿厢急停工况校核上梁与立柱联结螺栓,

制动力为F制,取2P1。

Qp=（KF制）/（mμ）

式中:

Qp-螺栓预紧力

K-动载荷系数,K=

μ-摩擦系数μ=

Qp=（2×/=28931（N）

螺栓最大应力计算:

σmax=Qp/A=/245=（Mpa）<[σ]=（Mpa）

结论:

所选螺栓规格和数量合适。

5.轿顶轮轮轴强度计算

轮轴材料为调制45#钢,[σ]=410（Mpa）

轮轴受力图及弯矩图如图所示:

P4=（P+Q）g/2=（3500+5000）2=41650（N）

Mmax4=65P4=65x41650=2707250

轴径d=63mm,W4=

πd³

=

³

=24536（mm）

32

32

∴σmax3=

Mmax4

=

2707250

=110（Mpa）<[σ]

W4

24536

结论:

安全

十一、缓冲器的校核

本电梯轿厢缓冲器和对重缓冲器选用建湖飞耐

型号:

ZDQ-A-14聚胺脂缓冲器.（轿厢2个）

技术参数:

行程:

H==175mm

高度:

H1=195mm

额定速度:

V≤s

总容许品质:

500～9680Kg

校核:

（1）速度校核:

本轿厢、对重速度为s

（2）总容许品质校核:

轿厢总品质为8848/2<9680Kg

对重总品质为5750Kg<9680Kg

（3）缓冲器行程校核:

缓冲器可能的总行程应至少等于相应115%额定速度的2倍重力制停距离为:

S=²（m）=缓冲器选用合适

十二、限速器的选用、校核

限速器选用河北东方机器制造厂产品,其型号为XS3型限速器

技术参数:

1）额定速度:

V≤s

2）绳张紧力:

F≥800N

3）钢丝绳直径:

d=φ8mm

4）绳节圆直径:

D=φ241mm

校核:

（1）额定速度:

V=≤s

（2）钢丝绳张紧力校核:

当安全装置起作用所需要力为F=250N则2F=500N

因选用张紧力≥800N则满足

（3）钢丝绳安全系数的校核:

η=钢丝绳最小破断拉力/限速器绳的张紧力=800N

=>[η]=8

（4）限速器钢丝绳直径校核:

限速器钢丝绳直径为8mm≥[d]=6mm符合规范要求

（5）轮径比校核:

D/d=241/8=≥[30]

∴限速器选用合适

十三、安全钳选用、校核

安全钳选用河北东方机械制造厂产品,其型号为AQZ4瞬时式安全钳

技术参数

（1）额定速度≤s

（2）总容许品质≤14000Kg

（3）导轨宽度16mm

校核

（1）额定速度校核

本轿厢速度v=s

（2）限速器动作速度校核

115%V=×=s

（3）总容许品质校核P+Q+P2=8848Kg<14000Kg

∴安全钳选用合适

十四:

轿厢面积和通风面积计算

一）、轿厢上、下部位通风面积计算

由于轿厢顶部安装了4个横流风扇,其尺寸为55×278,因此轿厢顶部通风面积:

S顶=4×57×280=63840mm²=²

轿厢下部位的通风面积:

S下=S1+2S2+S3

其中S1-轿门扇与地坎间隙的通风面积

S2-为左右轿壁底部的通风面积

S3-为后轿壁底部的通风面积

∴S1=5×3600=²

S2=（2900×2-30×2）=²

S2=（3500×2-30×2）=²

S下=S1+2S2+S3=+2×+=m²

同理轿厢上部位的通风面积等于轿厢下部位的通风面积

S=S顶+S下+S上=+×2=²

∴整个通风面积满足规范要求>m²

（二）、轿厢面积计算

为了防止由于乘客多而引起超载,轿厢有效面积予以限制,根据“电梯与相关标准汇编”P69轿厢的最大面积可以由下式决定:

Smax≤（m²）

Smax=×+×=（m²）≤（m²）

所以介于最大与最小之间.

十五、承重大梁的校核

1.承重大梁在机房的示意图

根据示意图标出两根梁的受力情况与位置

RE=RF=5750/2=2875Kg

RD=RG=8500/2=4250Kg

曳引机自重1450Kg

选用36a工字钢:

A=Wx=875cm³Ix=15800cm⁴ix=

a.强度计算

重心C为曳引机加机座重量分解到的力分别为

RA1C=200KgRA4C=350KgRA3C=200Kg

RA2C=200KgRA5C=350KgRA6C=350Kg

对重侧E、轿厢侧D为（G+W+Q）分解到的力分别为

RA1E=1790KgRA2E=1790KgRA3E=1790Kg

RA4E=2960KgRA5E=2960KgRA6E=2960Kg

对重侧F分解到F′的力为:

RF=3415Kg

绳头侧G分解到I梁的力为:

RG2=2525Kg

∴R´F=3415Kg

R´A4=RA4C+RA4E=350+2960=3310Kg

R´A5=RA5C+RA5E=350+2960=3310Kg

R´A6=RA6C+RA6E=350+2960=3310Kg

R´G2=2525KgR1=12275KgR2=3600Kg

a.强度计算

ΣMF=122750×25=3068750O

ΣMA4=122750×39-34150×14=4309150O

ΣMA5=122750×65-34150×40-33100×36=5752150O

ΣMA6=122750×91-34150×66-33100×52-33100×26

=6334550O

∴A6处弯矩最大，取Md=ΣMA6=.

∴σ=Md/Wx=/（875×10³）=<[σ]=95Mpa

b.计算刚度:

用绕度迭加法计算四个力作用力梁的绕度比实际绕度偏于安全。

YFmax=

P（L-L1）

√[L²-（L-L1）²]³

9√3EIL

=

3415（410-25）

√[410²-（410-25）²]³

9×√3××106×15800×410

==

YA4max=

P（L-L1-L2）

√[L²-（L-L1-L2）²]³

9√3EIL

=

3310（410-25-14）

√[410²-（410-25-14）²]³

9×√3××106×15800×410

==

YA5max=

P（L-L1-L2-L3）

√[L²-（L-L1-L2-L3）²]³

9√3EIL

=

3310（4）

√[410²-（410-25-14-26）²]³

9×√3××106×15800×410

==

YA6max=

P（L-L1-L2-L3-L4）

√[L²-（L-L1-L2-L3-L4）