FVF—B1600医用电梯设计计算书.doc

FVFB1600医用电梯设计计算书 目录一、主要参数1二、曳引机选型计算1三、曳引条件计算21、e fa的计算22、装载工况33、滞留工况时,34、紧急制停工况4四、曳引钢丝绳安全系数的计算5五、绳槽比压的计算5六、超速保护装置的选型61、限速器62、安全钳63、轿厢上行超速保护装置74、缓冲器7七、轿厢导轨的选择和验算71、安全钳动作时92、正常使用,运行103、正常使用,装卸载11八、轿厢导轨支架连接螺栓的选择、计算12九、轿架的强度计算13十、曳引机承重梁计算14十一、轿厢有效面积17十二、轿厢通风面积17十三、井道受力17十四、电气系统选型与计算说明18参考文献20FVF?B1600医用电梯设计计算书一、主要参数1、额定载重量:Q1600kg 额定速度:1m/s2、提升高度:19.9m 层、站: 6/63、曳引比:r 1:1 曳引包角a1554、轿厢净尺寸(宽深高) 1500mm2338mm2300mm5、层门、轿门开门尺寸 1000mm2100mm6、开门形式:中分7、轿厢自重:P01950kg,8、额定载重:Q1600kg,9、平衡系数选:q0.45,10、对重质量WP0+1950+0.4516002670(kg)二、曳引机选型计算1、曳引电动机功率计算式中:v?额定速度,v1.0m/s当曳引比r1:1时,0.6832、选择曳引机选用苏州通润YJ245D-1.0型曳引机,其参数如下:额定功率N018.5Kw, 额定转速950r/min,主轴静载11000kg,额定转矩4453Nm, 曳引轮节径D650mm0.65m,减速比:I 61:2曳引钢丝绳根数与直径n0dr713,819S+FC,曳引绳轮槽:带切口半园槽形,切口角96.5,30交流变压变频(VVVF),集选控制3、校核(1)功率N018.5kwN12.63(kw),通过。(2)电动机变频调定额定转速电动机额定转速为950r/min,通过。(3)实际正常运行最大扭矩M按超载10%计算M3316Nm额定转矩4453Nm,通过。(4)直径校核 D/ dr 650/135040,通过。(5)主轴最大静载荷G式中:Q1?曳引钢丝绳质量,Q1166kg; Q2?补偿链质量, Q20kg; Q3?随行电缆质量, Q340kgG6576kg主轴允许静载11000kg,通过。三、曳引条件计算1、e fa的计算式中:a?曳引包角,a155155/1802.704 f?当量摩擦系数式中:?摩擦系数,96.5,30(1)装载工况时,0.1ff00.12.00010.20001e fa e 0.200011.7174(2)紧急制停工况时, ff00.09092.00010.1818 efa e 0.18181.6337(3)滞留工况时,0.2ff00.22.00010.40002e fa e 0.400022.94482、装载工况1.25倍的载重量,轿厢位于最低层。此时,制动减速度a0,井道摩擦力FR0 (1)T1(1/r)(P0+1.25Q+MTrav)gn+MsRcargn式中MTrav?随行电缆的实际质量,轿厢位于最低层时,MTrav0,MsRcar?轿厢侧曳引钢丝绳的实际质量,轿厢位于最低层时,MsRcar 1/2Q1166(kg) T1(1/1)1950+1.251600+09.81+1669.8142006(N) (2)T2(1/r)(Mcwt+MCRcwt)gn+MSRcwtgn式中,Mcwt?对重的实际质量,McwtW2670kg MCRcwt Q2166kgMsRcwt?对重侧曳引钢丝绳的实际质量,轿厢位于最低层时,对重在最高层,此时MsRcwt 0。T2(1/1)(2670+166)9.81+027822(N) 3、滞留工况时, 对重压在缓冲器上,空载轿厢在最高位置。此时,制动减速度a0,井道摩擦力FR0。 T1(1/r)(P0+ MCRcar +MTrav)gn+MsRcargn 式中:轿厢在最高位置时, MCRcar Q2166kg,MTrav Q340kg,MsRcar0T1(1/1)(1950+166+40)9.81+021151(N)T2(1/r)Mcwtgn+MSRcwtgn式中:对重压在缓冲器上,Mcwt0,MSRcwt 1/1Q1332kgT20+3329.813257(N) 4、紧急制停工况 (1)额载轿厢位于最低层附近,上行工况时紧急制停。 此时,P01950kg,Q1600kg,a0.8m/ s2,FR0 式中:当轿厢位于最低层附近时, MCRcar 0,MTrav0, MsRcar1/2Q1166kg Mpcar?轿厢侧滑轮惯量的折算质量,Mpcar 45kgT11950+1600+09.81+0.8/1+1669.81+20.8+0+4520.8 40161(N) 式中:当轿厢在最低层附近,对重就在最高位置附近, McwtW2670kg,MCRcwt Q2166kg,MSRcwt 0 Mpcwt?对重侧滑轮惯量的折算质量,mpcwt45kgT21/12670+1669.81-0.8+0-0-450.824950(N)(2)空轿厢位于最高位置附近,下行工况时,紧急制停。 此时,P0 1950kg,Q0,a0.8m/s2 ,FR0,Mcwt 2670kg MSRcwt166kg,mpcwt 45kg,MTrav40kg, MSRcwt0,Mpcar45kg,MCRcar166kg T11/126709.81+0.8+1669.81+20.8+0+450.830259(N)T21/11950+166+409.81-0.8+0-0-4520.820372(N)四、曳引钢丝绳安全系数的计算Nequivt7.2 Kp650/520 42.4414,Nequivp KpNPS+4 NPr 2.4414 Nequiv Nequivt + Nequivp 7.2+2.44149.8014 D/dr650/1350 按公式: 将Nequiv 8.8384,D/dr50,代入上式:实际安全系数SS0n0/S1 式中,S0?单根钢丝绳的破断拉力,S074300NS1?钢丝绳上承受的最大拉力, S1P0+Q/r+166gn 1950+1600/1+1669.8136454(N)S(743007)/3645414.27 Sf12.89,通过。五、绳槽比压的计算 比压 ,符合要求。 六、超速保护装置的选型1、限速器选择XS12B双向限速器,其技术参数为额定速度:1.0m/s;上行调定动作速度1.335m/s下行调定动作速度1.322m/s,正向动作钢丝绳提拉力1520N反向动作钢丝绳提拉力317N钢丝绳直径:8mm,619s+NF;其最小破断载荷为25.7KN 绳轮节径:241mm校核:电梯额定速度v1.0m/s,通过。下行动作速度115%v1.151.01.15(m/s)下行动作速度1.25v+0.25/v1.251.0+0.25/1.01.5(m/s)1.151.3221.5(m/s),通过。上行动作速度115%v1.151.01.15(m/s)上行动作速度1.25v+0.25/v 1.11.251.0+0.25/1.0 1.11.65(m/s)1.151.3351.65(m/s),通过。安全钳起作用所需力为400N, 钢丝绳提拉力2087N2400N800N,通过; 钢丝绳公称直径8mm6mm,通过; 2、安全钳选择SFG-15K渐进式安全钳,其技术参数为:额定速度:1.0m/s限速器动作速度:1.33m/s总容许质量:3800kg导轨工作面厚度:16mm校核:额定速度v1.0m/s,通过。总质量:P0+Q1950+16003550(kg)3800kg,通过。电梯主轨:T90/B型,其工作面厚度16mm,符合要求。 3、轿厢上行超速保护装置 利用曳引机,直接作用在曳引轮上的制动器,V2.0m/s, Q 2501600Kg,均满足要求。 4、缓冲器选择线性缓冲器,其行程应 0.0674v20.06741.020.0674(m)67.4mm 选用JHQ-C-3线性缓冲器,轿厢用2个,对重用1个。 JHQ-C-4其技术参数为:最大冲击速度: v1.15m/s最大允许行程:200mm最大缓冲质量:2600kg,最小缓冲质量:1200kg校核:电梯额定速度v1.0m/s1.15 m/s,通过。缓冲器行程:67.4mm200mm,通过;轿厢缓冲质量: P0+Q1950+16003550kg260025200kg,通过。对重缓冲质量:P0+1950+0.4516002670kg3100kg,通过。七、轿厢导轨的选择和验算 轿厢导轨选择T90/B型电梯导轨,其主要参数: 截面积A1720mm2, 弹性模量E200103Mpa, Wx20900mm3,Wy11900mm3, Ix1022000mm4,Iy520000mm4, ix25.0mm,iy17.6mm。 轿厢载荷分布如图所示两种情况:图中,O为轿厢导轨直角坐标系的坐标原点, S为轿厢悬挂点,Xs 0,ys0,(悬挂点实际在反绳轮上,S为悬挂受力合成点) P为轿厢质量中心,Xp115,yp0, PP0+Q2+Q31950+166+1932309(kg), Q为载荷质量中心,XQDx/8316mm,yQ0mm,Q1600kg f 为装卸载时,作用于轿厢上的力,Xf-975mm, yf0,f0.4 gnQ0.49.8116006278(N) C为轿厢几何中心。 1、安全钳动作时弯曲应力的计算由导向力引起的导轨在y轴方向上的弯曲应力为:由导向力引起的导轨在x轴方向上的弯曲应力为式中,Fx、Fy?导向力(导靴作用于导轨上的力)N K1?冲击系数,K12 gn?9.81m/s2 , n?导轨数量,n2, h?轿厢导靴之间的距离,h3530mm My 、Mx?弯矩 Nmm L?导轨支架的最大间距,L1646mm(一般为L1600mm,按L1646mm计算,更安全) y、x?弯曲应力 N/mm2(或Mpa)mx+y54.56(Mpa)正常使用时,许用应力perm165 Mpa,安全钳动作时,perm205 Mpa,m perm符合要求。压弯应力k的计算k Fk/A,与值有关,L/i1646/2566抗拉强度为370MPa,查表得,1.36复合应力m+k54.56+30.3284.88(Mpa)perm205 Mpa,符合要求。翼缘弯曲f 1.85 Fx/C2,式中C10mmf 1.852143/10239.65(Mpa)perm,通过。挠度许用挠度perm5mm,x perm,yperm,符合要求。2、正常使用,运行弯曲应力,式中K21.2mx+y33.35+033.35(Mpa) 压弯应力“正常使用,运行”工况,k0复合应力m+k33.35(Mpa)perm205(Mpa),符合要求。翼缘弯曲,符合要求。挠度许用挠度perm5mm。,符合要求。3、正常使用,装卸载弯曲应力取Fx为正值,则Fx498N压弯应力k0。复合应力x+y +ky12.92Mpaperm205Mpa,符合要求。翼缘弯曲,符合要求。挠度,符合要求。 上述三种工况下,导轨都能满足使用要求。电梯轿厢选用T90/B型导轨是安全的。对重导轨选择T5KA型电梯导轨,由于对重上没安装安全钳,导轨受力较小,在此就不列出对重导轨的受力验算。八、轿厢导轨支架连接螺栓的选择、计算 由上述轿厢导轨计算得出,安全钳动作时,轿厢导轨受力最大。 导向力Fx2143N,Fy0N,压弯力Fk38347N, 导轨所受的最大等效作用力 FFx+ Fy+ Fk2143+0+3834740490(N) 并规定力F作用在导轨两相邻支撑点的中间。设导轨相邻上、下两个支架的连接螺栓的受力(单个螺栓受力)为R,则R(1/4)F(1/4)4049010123(N)。单个螺栓所需预紧力 式中:Kn?可靠性系数,Kn 1.2, m?摩擦面的数量,m1 u?结合面间的摩擦因数,u0.4 导轨所受的最大等效作用力F,由各个螺栓的预紧力PT所产生的摩擦力来平衡。螺栓直径 式中,Lp S/1.4,选螺栓性能等级为8.8,其S 640Mpa 取d12mm,则AS 84.3mm2校核 通过。 0.6S AS 0.664084.332371(N) PT 30369N 螺栓的预紧力是合理的。九、轿架的强度计算上梁计算(1)上梁采用Q235A钢,S235 Mpa,其截面形状如图: 其主要参数: E2107 N/ cm2, Ix346.4 cm4, Wx57.7cm3 (2)最大弯矩和最大应力 M Ap L12/8+ Q1gnL1/4 式中 L1?上梁支承距,L1823mm82.3cm (3)上梁最大挠度 Y 0.321mmY 1.71mm,符合要求。十、曳引机承重梁计算1、曳引机承重梁载荷分布如图所示 承重梁由两根28#槽钢组成,受力点为底座支撑3个点,可做为均布载荷。 计算作用载荷时,电梯垂直方向动载荷重量应乘以系数2,由于两根槽钢受力,所以系数为1。受力, PW为曳引机自重,PW 900kgPA(P0+Q+332)/1+ Z+PWgn1950+1600+900+2760+332 9.8173987(N) 2、承重梁的强度和变形计算: 采用28#槽钢,其技术参数为: S235Mpa, E2107 N/ cm22105N/ mm2, Ix3530cm4353105mm4,Wx282 cm3282000mm3,此结构为两端固定,井道墙支撑点槽钢受力为RE、RF。REPA-RF73987-5402719960N 剪力图Q以及弯矩图M见图。由上面的数据可知F点为危险点, 最大挠度,其中E2105N/mm2,Ix353105mm4。 Y Y1.7m,符合要求。十一、轿厢有效面积 查GB5788-2003额定重量1600kg的轿厢最大有效面积为3.56m2S01.52.3383.507(m2)3.56m2,符合要求。十二、轿厢通风面积 轿厢上部通风孔面积 S354.5802+230060.0390 m2 轿厢有效面积的1% 轿厢下部通风孔面积 S2400260/557600(mm2)0.0576 m2 轿厢有效面积的1% 符合要求。 十三、井道受力 1、轿厢缓冲器支座下的井道底坑地面受力P1: P1 4(P0 +Q+ 322)gn 4(1950+1600+322)9.81 151937(N)152KN 2、对重缓冲器支座下的底坑地面受力P2: P2 4(P0 + 138.8)gn 4(1950+0.451600+138.8)9.81110217(N)110KN 3、曳引机承重梁底面支承面的受力: (1)P3的计算,曳引机槽钢 动载荷系数为k1.5 P32kPE21.52195866KN (2)P4的计算,曳引机槽钢 P42kPF21.52865086KN (3)P5的计算,轿厢槽钢 P5k gn Po+Q+68/4 1.59.811950+1600+68/4 13.3KN 十四、电气系统选型与计算说明 1、驱动主机: .电梯匀速运行时功率: 电机功率 PFV110%/K P:为电机功率(W) F:为曳引力(N) V:为轿厢速度(m/s) K:为电梯曳引机效率 取值:K90% V1.0m/s F1600(1-45%)9.818633(N) P FV110%/K86331.0110%/90%10551(W)当电梯以110%载荷、额定速度运行时电机功率为10551(W); .电梯加速时附加功率:P1F1V1aMV1式中:P1:电梯加速时附加功率。 V1:电梯最大加速度时的最大速度(m/s)。 M:电梯轿厢质量+对重质量。 a:电梯的最大加速度。取值:M1950+1600+27606310kga0.8m/s2。V1:电梯最大加速度的最大速度略小于电梯的额定速度,取V1电梯的额定速度为1.0m/sP1 aMV163100.81.05048W 因电梯以110%负载运行时,电梯电机的功率须大于10.551kw。故须选用额定功率大于或等于10.551kw电机为电梯的牵引电机。电梯加速时须5.048KW的附加功率,所以我们选用常熟YJ24