自动扶梯设计计算书H99m.docx
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自动扶梯设计计算书H99m
自动扶梯设计计算书
一.速度计算:
(1)梯级运行速度校核:
电动机转速n=960r/min
减速机输出转速n1=39.18r/min
梯级运行速度V=πd(Z1×n1/Z2)÷60
=3.14×0.683(23×39.18/65)÷60
=0.495(m/s)
与额定速度偏差
满足标准(GB16899-1997第12.2.3条要求)
(2)扶手带运行速度校核:
扶手带速度Vf=π(d5+10)(Z1×n1×Z3/Z2×Z4)÷60
=3.14×(587+10)(23×39.18×30/65)÷60
=0.499(m/s)
与额定速度偏差
满足标准(GB16899-1997第7.1条要求)
二.功率计算:
(1)乘客载荷:
每节梯级载荷:
W1=1200N
承载梯级数量:
H/X1=9.9×1000/200
=49.5
因此W=1200×49.5=59400N
(2)由运动部件的摩擦所引起的能量损耗系数η1:
当α=30°时,η1=0.12
(3)电动机效率η=0.83,满载系数φ=1
P=FV/(1-η1)×η
=Vwφsin30°/(1-η1)×η
=20.33(KW)
考虑扶手带消耗功率1.6KW
选用11×2=22(KW)双驱动
三.梯级链及驱动链安全系数计算:
梯级链与驱动链破断载荷为180KN
梯级链涨紧装置的弹簧涨紧力为2600N(单侧1300N)
(1)梯级链安全系数计算
根据EN115;1995第9.1.2条规定计算链条安全系数的乘客载荷为:
W=5000ZH/tg30°(Z=1m、H=9.9m)
=5000×1×9.9/tg30°
=85736(N)
梯级链条所受拉力:
Fs=Wsin30°+2600
=85736×0.5+2600
=45468(N)
梯级链条的安全系数:
fs=180000/(Fs/2)
=7.92>5
满足标准(GB16899-1997第9.1.2条要求)
(2)驱动链安全系数计算
设定在驱动扶手带消耗功率为1.6KW
因此P扶手=Fh×V
则Fh=P扶手/V
=
=4548(N)
驱动链所受拉力:
Fd=(Fs·d+Fh·d3)/d2
=(45468×0.683+4548×0.243)/0.657
=48950(N)
驱动链安全系数:
fd=180000×2/Fd
=7.35>5
满足标准(GB16899-1997第9.1.2条要求)
四.传动轴强度计算:
(1)轴管的强度计算:
扭矩:
轴管要求强度:
d空=17.2×
(
d空=159mm)
根据Q235-A《机械设计手册》化学工业出版社第3版Q235-A的
值在18~25之间,满足要求。
轴管的扭转角:
d空=9.3×
(
d空=159mm)
(2)主轴的强度计算
作用在主轴上的力有通过轴承传递的力及两端支反力组成
NBY=[1.077Fs/2+Fh(1.077-0.2475)-0.5Fd·cos55°×1.077]/1.077
=[1.077×45468/2+4548×(1.077-0.2475)-0.5×48950×cos55°×1.077]/1.077
=(24485+3743-15119)/1.077
=13109(N)
NDY=Fs+Fh-(NBY+Fd·cos55°)
=45468+4548-(13109+28077)
=8830(N)
NBZ=NDZ=Fd·sin55°/2=48950×0.819/2
=20045(N)
NAY=[NBY(1.077+0.15)+0.15NDY]/1.377
=(16085+1325)/1.377
=12643(N)
NEY=NBY+NDY-NAY
=13109+8830-12643
=9296(N)
NEZ=(1.227NDZ+0.15NBZ)/1.377
=(1.227×20045+0.15×20045)/1.377
=20045(N)
NAZ=Fd·sin55°-NEZ
=48950×0.819-20045
=20045(N)
作用在A点及E点合力:
NA合=
=
=23699(N)
NE合=
=
=22096(N)
作用在主轴上的力矩:
MB=NA合×0.15(合成后)
=23699×0.15
=3555(N.m)
MD=NE合×0.15(合成后)
=22096×0.15
=3314(N.m)
轴的强度校核:
根据Ss=
=
=2.13(一般轴在1.2~1.5之间)
五.自动扶梯制动器计算
1、参数
电机额定转速
主轴转速
自动扶梯额定速度
自动扶梯制动距离
~
2、飞轮矩的计算
a)上部梯级链轮以后的飞轮矩
b)换算到制动器轴上
c)上部梯级链轮以后的载荷折算飞轮矩
d)上部梯级链轮以前的折算飞轮矩
e)总飞轮矩的计算
空载总折算飞轮矩:
满载总折算飞轮矩:
7.3乘客保持的扭矩Tp
7.4制动器设定制动扭矩
设定制动扭矩
7.5制动停止距离计算
空载向上制停距离
式中t为动作延迟时间取
当H=9.9m时
满载向下制停距离计算
当H=9.9m时
0.508[(0.038×9.9+1.417)/(6.0—0.434×9.9)]+0.0743
=0.61(m)
即制动距离均在0.2~1.0m范围内,合格。
提升高度9.9米自动扶梯金属骨架
刚度的Ansys应用分析
一.金属骨架的有限元分析
1.自动扶梯金属骨架的相关数据:
提升高度9.9M
倾角30°
梯级宽度1M
扶梯水平跨距24.072M
中间支撑弹簧刚度5.67E6N/M
2.金属骨架建模和划分网格
建模和计算都使用Ansys软件进行。
模型图见图1。
金属骨架采用梁单位(beam-189)进行网络划分,金属骨架腹板采用壳单元(shell-93),将自动扶梯金属骨架的梁横截面预设为4种。
网络划分为0.1M。
弹簧单元采用COMBIN14单元,刚度系数设为5.67E6。
在金属骨架材料特性中,设定弹性模量为210E9Pa,泊松比为0.29。
3.受力分析
GB16899-1997《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》规定的乘客载荷(其值为5000N/m2),标准要求扶梯在乘客载荷下变形不大于1/1000。
金属骨架受乘客载荷作用的受力图,如图2
5.分析结果
水平方向位移1.106mm
垂直方向位移4.619mm
矢量和4.75mm
从附图3、4、5中可知,自动扶梯在乘客载荷的作用下,最大总位移为4.75mm。
4.75/24072=1/5068<1/1000
所以,金属骨架符合标准要求。
图1
图2
图3
图4
图5
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