超级电梯的设计计算书分解.doc

目录1.前言2.电梯的主要参数3.传动系统的计算3.1曳引机的选用3.2曳引机电动机功率计算3.3曳引机负载转矩计算3.4曳引包角计算3.5放绳角计算3.6轮径比计算3.7曳引机主轴载荷计算3.8额定速度验算3.9曳引力、比压计算3.10悬挂绳安全系数计算3.11钢丝绳端接装置结合处承受负荷计算4.主要结构部件机械强度计算4.1轿厢架计算4.2轿底应力计算4.3轿厢壁、轿门壁、层门壁强度、挠度计算4.4轿顶强度计算4.5绳轮轴强度计算4.6绳头板强度计算4.7机房承重梁计算4.8补偿链计算5.导轨计算5.1轿厢导轨计算5.2对重导轨计算6.安全部件计算6.1缓冲器的计算、选用6.2限速器的计算、选用6.3安全钳的计算、选用7.轿厢有效面积校核8.轿厢通风面积校核9.层门、轿门门扇撞击能量计算10.井道结构受力计算10.1底坑预埋件受力计算10.2层门侧井道壁受力计算10.3机房承重处土建承受力计算10.4机房吊钩受力计算11.井道顶层空间和底坑计算11.1顶层空间计算11.2底坑计算12.引用标准和参考资料481. 前言本计算书依据GB7588、GB/T10058、GB/T10059、GB10060等有关标准及有关设计手册，对TKJ1600/2.5JXW（VVVF）乘客电梯的传动系统、主要部件及安全部件的设计、选用进行了计算、校核。2. 电梯的主要参数2.1额定载重量：Q=1600kg2.2空载轿厢重量：P1=2500kg2.3补偿链及随行电缆重量：P2=700 kg 适用于提升高度110m，随行电缆以60m计。2.4额定速度：v=2.5m/s2.5平衡系数：j=0.52.6曳引包角：a=310.172.7绕绳倍率：i=22.8双向限速器型号：XS18A （河北东方机械厂）2.9安全钳型号：AQ1 （河北东方机械厂）2.10轿厢、对重油压缓冲器型号：YH2/420 （河北东方机械厂）2.11钢丝绳规格：819S+NF121500（单）右交2.12钢丝绳重量：P3=700kg2.13对重重量：G=3300 kg2.14曳引机型号：GTN2-162P5 （常熟市电梯曳引机厂有限公司） 3.传动系统的计算3.1曳引机的选用曳引机选用常熟市电梯曳引机厂有限公司产品。型号：GTN2-162P5（复绕）曳引机主要参数：规格：GTN2-162P5（外加支撑）额定载重：Q=1600 kg轿厢额定速度：V=2.5m/s曳引轮直径：D=480绳槽：F125转速：199rpm额定转矩：1200Nm额定功率：27.5kW悬挂比：2：1最大轴负荷：8000 kg曳引机自重：1150 kg3.2曳引机电动机功率计算 =24.5kW选用电动机功率：27.5kW。摘自电梯与自动扶梯P40选用合适3.3曳引机负载转矩计算1. 起动总转矩计算M=MS+MD+Mf =1176+896+102.9 =1651.8Nm式中：M起动总转矩，Nm； MS静不平衡力矩，Nm； MD加速转矩，Nm；Mf摩擦转矩，Nm；D曳引轮直径，D=0.48m； 效率，=0.8； J总转动惯量； J=J1+J2=91.84kgm2 J1直线运动部件计算转动惯量， J1=54.84kgm2 J2旋转体转动惯量，J2=37kgm2 曳引轮圆周处切向角加速度， =9.756rad/s2; 摩擦系数，=0.1 R轴承上总载荷，N； r轴承处轴半径，m； 2.电机容量计算 =681Nm曳引机标定值：Me=682 Nm3.转矩比计算M/Me=2.422.52. 额定速度转矩校核：MS=652.925 NmMe=682Nm3.4曳引包角计算：=180+90+arctg650/770 =310.173.5放绳角计算1. 曳引轮与导向轮之间的放绳角计算=0.007940.03起动转矩满足额定速度运行转矩满足满足要求2.曳引轮与轿顶轮3.6轮径比计算：3.7曳引轮主轴负荷计算：=4400kgPK=5280kg P=8000kg式中：P实际静载，kg； PK实际动载，kg； K动载系数，K=1.2； P主轴允许静载；3.8额定速度验算 实际额定速度应符合下式： 92%VV实105%V =2.5117m/s式中：n电动机额定转速；D曳引轮直径，mm；i绕绳比；满足要求符合GB7588第9.2.1条主轴载荷满足92%V=2.3 m/s105%V=2.625 m/s92%V=2.3 m/sV实=2.5117m/s105%V=2.625 m/s3.9曳引力计算1.技术参数1) 额定载重量：Q=1600kg2) 轿厢自重：P1=2500 kg3) 平衡系数：0.504) 对重重量：G=3300 kg5) 补偿链、电缆重量：P2=700 kg6) 曳引轮直径：D=4807) 选用钢丝绳及根数：5128) 轿顶轮、对重轮直径：DP=6009) 额定速度：V=2.5m/s10) 悬挂比： 2：111) 曳引轮轮槽角：=3012) 曳引包角：=310.1713) 钢丝绳重量：700kg2. 曳引力计算（1） 轿厢装载工况额定速度符合GB7588，第12.6条（2） 紧急制动工况（取制动减速度a=0.5m/s2）a）空载轿厢在井道上部上行装载工况曳引绳不打滑空载轿厢在井道上部上行时，紧急制动，曳引绳不打滑b)满载轿厢在井道下部下行时：(3)轿厢滞留工况3. 比压计算：式中：P比压，MPa; d曳引绳直径，mm； D曳引轮直径，mm; 满载轿厢在井道下部下行，紧急制动，曳引绳不打滑。轿厢滞留工况，曳引绳能打滑。 n曳引绳根数； T轿厢以额定载重量停靠在最低 层站时，在曳引轮水平面上，轿厢 一侧的曳引绳静拉力，N；式中：P许用比压，MPa; VC对应于轿厢额定速度的曳引绳 速度，m/sP=2.1MPa80%F=50640N钢丝绳端接装置符合GB7588第9.2.3条4. 主要结构部件机械强度计算4.1轿厢架计算轿厢架是一个空间超静定刚架结构，较为精确地计算轿厢架构件的承载强度，需用有限元法。由于轿厢架的强度裕量比较大，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约束，使构件静定或即使是超静定也是低次超静定。4.1.1轿厢架的结构及参数 4.1.2上梁计算上梁选用22/Q2354.1.3下梁计算下梁选用16/Q235（1) 正常工况下的载荷a) 轿底自重的5/8均布在下梁上。b) 平衡绳及随行电缆的拉力形成的集中载荷。c) 额定重量的负载对客梯和A类负载的货梯，取额定负载的5/8均布在下梁上。Mmax=(16311020-1281510)9.8=9901038Nmm上梁强度满足下梁强度满足（2) 非正常工况下，当电梯失控撞底，轿厢碰到缓冲器时，缓冲器的反作用使下梁承受冲击载荷。式中：L0两轿厢导轨之间的距离。 l0两缓冲器之间距离。 Zn下梁的抗弯截面模量。4.1.4轿厢立柱计算立柱选用18/Q235（1） 立柱应力计算（2） 立柱一端相对于另一端变形计算式中：由于偏载引起端点转角，立柱一端相对于另一端的变形，mm。强度满足立柱强度满足立柱变形量满足（3） 立柱细长比计算l/IC=2800/19.5=143.6160注：拉点位置小于2/3L。4.2轿底应力计算4.2.1装载工况轿底框应力计算轿底宽度方向由五根10/Q235组成 深度方向由四根10I/Q235组成4.2.2轿底板应力计算轿底板采用钢板5/Q235假设轿底板为周边简支,均布载荷q,则:4.3轿厢壁、轿门壁、层门壁计算假设四边简支、中心5cm2面积上受均布载荷q1.强度计算2.挠度计算稳定性满足强度满足摘自机械设计手册第1卷P4185强度满足4.4轿顶强度计算：假设四边简支，中心0.20m0.20m面积上受均布载荷q摘自机械设计手册第1卷P4-187挠度满足摘自机械设计手册第1卷P4-185强度满足4.5绳轮轴强度计算4.5.1.轿顶轮轴强度计算M=（240091.5-240027.5）9.8 =1505280N mm 注：轮轴材料为45#。4.5.2.对重轮轴强度计算M=（200050.5-200027.5）9.8 =450800N mm 强度满足注：轮轴材料为45#。4.6绳头板强度计算4.6.1轿厢绳头板强度计算250R1=480（74+94+114+134+154）R1=1094.4kgM=1094.4136-480(40+20)9.8 =1176376.32N mm4.6.2对重绳头板强度计算对重侧受力比轿厢侧小，故对重绳头板不必计算强度满足绳头板强度满足4.7机房承重梁计算由上图可知，只须计算梁2、梁3即可。技术参数1.梁1、梁2选用I32b/Q235。 梁3、梁4选用30b/Q235。2.曳引机自重：1150kg 机架重：330kg3.轿厢自重：2500kg 载重：1600 kg 补偿链及随行电缆的重量：700kg 对重重量：3300kg4.受力点如下： A=2740 kg B=3140 kg C=2000 kgD=2400 kg4.7.1梁2计算1.强度计算：2.挠度计算Ymax=0.49mm Ymax=1.667mm强度满足挠度满足4.7.2梁3计算1.强度计算2.挠度计算Ymax=0.536mmY=1.667mm强度满足挠度满足4.8补偿链计算1.若选用带钢缆的扁形电缆式中：qb补偿链单位长度重量，kg/m； qy钢丝绳单位长度重量，kg/m； qd随行电缆单位长度重量，kg/m。2.若选用不带钢缆的扁形电缆5. 导轨计算5.1轿厢导轨计算轿厢导轨选用T1272/B。技术参数：S=28.90cm2IXX=200.00cm4WXX=31.00cm3ixx=2.68cmIyy=235.00cm4Wyy=36.80cm3iyy=2.86cm导轨支架间距：L=2000mm1. 安全钳动作工况（1） 弯曲应力a) 由导向力引起的Y轴上的弯曲应力。b) 由导向力引起的X轴上的弯曲应力（2） 压弯应力（3） 复合应力a) 弯曲应力b) 弯曲和压缩应力c) 压弯和弯曲应力（4） 挠度2.正常使用运行工况（1) 弯曲应力a) 由导向力引起的Y轴上的弯曲应力。挠度满足。b) 由导向力引起的X轴上的弯曲应力。（2) 复合应力（3) 挠度3.正常使用装载工况（1) 弯曲应力a) 由导向力引起的Y轴上的弯曲应力挠度满足b) 由导向力引起的X轴上的弯曲应力。（2) 复合应力（3) 挠度挠度满足52对重导轨计算对重导轨选用T90/B1. 技术参数S=17.20cm2IXX=102.20cm4WXX=20.90cm3ixx=2.5cmIyy=52.00cm4Wyy=11.90cm3iyy=1.76cm2. 正常使用运行工况（1) 弯曲应力a) 由导向力引起的Y轴上的弯曲应力b) 由导向力引起的X轴上的弯曲应力（2) 复合应力3. 挠度强度满足挠度满足6.安全部件计算6.1缓冲器的计算、选用1.轿厢缓冲器选用二只油压缓冲器。（1）型号：YH2/420（河北东方机械厂）技术参数：a）行程：420mmb）额定速度：2.02.5m/sc)总容许质量：9003750kg(2)校核a）速度：V=2.5m/sb）总容许质量：1800kgP+Q=2800kg7500kgc)行程：S=0.0674v2=0.42m2.对重缓冲器选用二只油压缓冲器（1）型号：YH2/420（河北东方机械厂）技术参数：行程：420mm额定速度：2.02.5m/s总容许质量：9003750kg(2)校核a）速度：V=2.5m/sb）总容许质量：符合符合符合GB7588第10.4.3.1条符合1800kgG=3300kg7500kgc)行程：S=0.0674v2=0.42m6.2限速器的计算、选用1.限速器选用双向限速器型号：XS18A（河北东方机械厂）技术参数：额定速度：V2.5m/s钢丝绳张紧力：800N钢丝绳直径：8mm绳轮节圆直径：300mm2.校核速度：V=2.5m/s钢丝绳张紧力限速器动作时，安全钳起作用所需力为N=200N2N=400N800N钢丝绳强度计算：轮径比符合符合GB7588第10.4.3.1条符合符合GB7588第9.9.4条符合GB7588第9.9.6.2条符合GB7588第9.9.6.4条6.3安全钳的计算、选用1.安全钳选用渐进式安全钳型号：AQ1（河北东方机械厂）技术参数：额定速度：5m/s总容许质量：18004500kg导轨宽度：10，16mm2.校核：速度：V=2.5m/s总容许质量：1800kgP+Q=4100kg4500kg导轨宽度T1272/B，导轨宽度为16。符合符合符合7.轿厢有效面积校核7.1最大有效面积查GB7588表1得：Smax=3.56m27.2最小有效面积Smin=3.245m27.3校核Smin=3.245m2 S=3.5115m2 Smax=3.56m2符合GB7588第8.2.1条、第8.2.3条8.轿厢通风面积计算8.1轿厢有效面积计算：S=1.951.75+0.091.1=3.5115m28.2轿厢上部及下部通风孔有效面积计算均不应小于：S=1%S=0.035115 m28.3轿厢上部及下部通风孔面积计算：8.4轿门四周间隙通风面积计算8.5部分轿门四周间隙通风面积所占百分比：8.6轿厢通风面积计算GB7588第8.16.2条GB7588第8.16.2条轿厢通风面积符合GB7588第8.16.2条9.层门、轿门门扇撞击能量计算9.1主要参数：1. 门距：宽高=11002100；2. 型式：中分门；3. 门板重量：m1=35kg；4. 门机重量：m2=75kg；5. 门机转动部分转动惯量：J=0.03kgm2；6. 开、关门平均速度：V=0.25m/s;7. 强迫关门重锤重量：M=3kg；8. 转动部分平均转速：n=100r/min9. 2能量计算：9.2.1层门门扇撞击能量计算9.2.2轿门门扇撞击能量计算式中：E轿门、层门关闭时总能量，J； E1门机转动部分能量，J； E2强迫关门装置能量，J。符合GB7588第7.5.2.1.1.2条符合GB7588第8.7.2.1.1.2条10. 井道结构受力计算10.1底坑预埋件受力计算1. 轿厢缓冲支反力计算土建图标定值：N1=160kNN1=4gn(P+Q)/2 =80.36kNN1=160kN2. 对重缓冲支反力计算土建图标定值：N2=128kNN2=4gnG/2 =64.68kNN2=128kN10.2层门侧井道壁受力计算1. 预留门洞上方应为钢筋混凝土墙或设置钢筋混凝土过梁（过梁高350），以固定层门装置（用膨胀螺栓），钢筋混凝土墙或过梁厚度不应小于120mm，其耐压强度应不低于24MPa。2. 技术参数：（1) 门距：宽高=11002100；（2) 型式：中分门；（3) 层门自重：P=70kg；（4) 层门装置自重：P=100kg；（5) 膨胀螺栓规格及数量：2M12；底坑强度满足GB7588第5.3.2.2条底坑强度满足GB7588第5.3.2.3条（6) 层门装置、层门重心位置离墙距离：L=60mm（7) 层门装置固定架螺栓离支架上平面距离：l=78mm3. 膨胀螺栓受力计算：允许承受拉力：N1=10101N 剪力：N2=7257N式中：F1每只膨胀螺栓所受拉力，N； F2每只膨胀螺栓所受剪力，N；4. 若预留门洞上方为非混凝土结构，须作特殊处理，其强度应不低于上述要求。10.3机房承重处土建承受力计算1.土建图标定值：A=126000NB=86000NC=40000ND=30000N2.计算值：a=50877.67N膨胀螺栓强度满足b=34287.75Nc=14554.47Nd=9824.01N3.安全系数：na=A/a=2.5nb=B/b=2.5nc=C/c=2.6nd=D/d=310.4机房吊钩受力计算机房吊钩允许受力标定值：F=3000kg实际受力：F=1480kgh=318.75mm 符合8.13.2尺寸要求的轿顶最高面积的水平面不包括5.7.1.1c所述及的部件面积、与位于轿厢投影部分井道顶最低部件的水平面（包括梁和固定在井道顶下的零部件）之间的自由垂直距离不应小于1.0+0.035V2（m）符合GB7588第5.7.1.1.a)条理论距离：h= 1.0+0.035V2=1.21875（m）=1218.75mm实际距离：h=顶层高-轿底板至轿顶上平面之间距离-对重 缓冲距-缓冲器行程 =5500-2550-350-420=2180mmh=2180mmh=1218.75mm 井道顶的最低部件与：a)固定在轿厢上的设备的最高部件之间的自由垂直距离不包括下面2所述及的部件，不应小于0.3+0.035V2（m）理论距离：h= 0.3+0.035V2=0.51875（m）=518.75mm实际距离：h=顶层高-轿厢地板至轿顶轮最高点之间距离-对重缓冲距-缓冲器行程 =5500-3500-350-420=1230mmh=1230mmh=518.75mmb)导靴或滚轮、曳引绳附件和垂直滑动门的横梁或部件的最高部分之间的自由垂直距不应符合GB7588第5.7.1.1.b)条符合GB7588第5.7.1.1.c1条小于0.1+0.035V2（m）理论距离：h= 0.1+0.035V2=0.31875（m）=318.75mm实际距离：h=顶层高-轿底板至上导靴之间的距离-对重 缓冲距-缓冲器行程 =5500-3720-350-420=1010mmh=1010mmh=318.75mmc)轿厢上方应有足够的空间，该空间的大小以能容纳一个不小于0.50m0.60 m0.80 m的长方体为准，任一平面朝下放置即可。轿厢尺寸为：19501750显而易见，上述长方体能放入轿厢上方2.当轿厢完全压在它的缓冲器上时，对重导轨长度应能提供不小于0.1+0.035V2（m）的进一步制导行程。理论制导行程