630kg1.0m电梯设计计算书.doc

XJK630/1.0-VF乘客电梯设计计算书设计 审核 日期 XXXX电梯有限公司1、主参数额定载重量Q（Kg）630额定速度V（m/s）1.0空轿厢重量P（Kg）（注：不包括随行电缆、补偿装置的重量）1000提升高度（m）60（最大）曳引比2：1曳引机型号MCG-100主轴负荷(kg)3000曳引轮直径D（mm）325切口角（0）95槽角（0）30槽距（mm）16钢绳n-d5-8随行电缆型号TVVB36每根重量（kg/m）0.74根数12、补偿装置计算2.1 已知：5根8曳引钢丝绳的单位重量为：qr = 50.218 =1.09 kg/m； 1根TVVB36随行电缆的单位重量为：qt= 10.74 = 0.74 kg/m；2.2 补偿装置单位重量： qc = 2qrqt/4 = 250.35910.74/4= 3.405kg/m；3、验算曳引条件3.1 已知条件：包角= 1600 f = =1.9753.2 验算曳引条件：3.2.1 装载工况：载有125%额定载重量的轿厢位于最低层站时 取=0.1 T1 = Wr /2+（P + 125%Q）/2gn = 1.8360/2 +（1000 + 1.25630）/29.81 = 9306（N） T2 =（P + 45%Q + Wc）gn / 2 =（1000 + 0.45630 + 3.40560）9.81/2 = 8114N T1/T2 = 1.147 ef = 1.8598 满足曳引条件空轿厢位于最高层站时 取=0.1 T1 = Wr/2+（P + 0.45Q）/2gn = 1.8360/2 +（1000 + 0.45630）/29.81 = 6384N T2 =（P + Wt + Wc）gn / 2 =（1000 + 0.74 60/2 + 3.40560）9.81/2 = 6015NT1/T2 = 1.061 ef = 1.8598 满足曳引条件3.2.2 滞留工况：轿厢空载，对重完全压在缓冲器上，曳引轮向上转时 取=0.2T1 =（P + Wt + Wc）gn / 2 =（1000 + 0.74 60/2 + 3.40560）9.81/2 = 6015NT2 = Wr*gn /2= 1.83609.81/2 = 538NT1/T2 = 11.18 ef = 3.4588 满足曳引条件4、曳引机验算 当轿厢载有125%额定载重量的试验载荷时，曳引机所受最大静轴荷T0max，以轿厢位于最低层站（见3.2.1）时计算T0max的值。 T0max =T1 + T2= 9306 + 8114= 17420N T0 = 29430N 满足曳引机受力条件。 已知曳引轮直径为325mm，曳引机角速度为118r/min 所以曳引机曳引速度=1.003m/s 该电梯额定速度为1.0 m/s，所以满足要求5、验算绳径比绳径比 = 曳引轮直径D/钢丝绳直径d = 325/8 = 40.625 满足要求6、验算钢丝绳安全系数6.1钢丝绳最小破断载荷为31.7kN。6.2 载有100%额定载重量的轿厢位于最低层站时，每根钢丝绳的最大拉力F为： F = Wr /2+（P + 100%Q）/2gnn = 1.8360/2 +（1000 + 630100%）/29.81 5 = 1706 = 1.706kN6.3 钢丝绳安全系数 = 31.7/1.706= 18.58。 已知该电梯的滑轮等效数量Nequiv=Nequiv(t) + Nequiv(p)=6.7+5=11.7 查表可知，该电梯的最小安全系数为18，所以符合要求。7、导轨强度验算7.1 已知条件7.1.1 导轨参数 导轨选用型号 T89/B 截面面积 S = 15.7 cm2 截面对X-X轴的惯性矩 IXX = 59.70 cm4 截面对Y-Y轴的惯性矩 IYY = 53.00 cm4 截面对X-X轴的惯性半径 ixx = 1.98 cm 截面对Y-Y轴的惯性半径 iYY = 1.84 cm 截面对X-X轴的截面模量 WXX = 14.50 cm3 截面对Y-Y轴的截面模量 WYY = 11.90 cm3 单位重量 q = 12.3 kg/m 最大导轨支架间距 Hb = 2 m 许用应力= 80MPa 许用挠度y = 3 mm 弹性模量 E = 2.1105 MPa7.1.2主要电梯参数 轿厢尺寸（宽度CW深度Cd） 14001100 额定载重量 Q = 6.3kN 空轿厢重量 P = 10kN 轿厢停在最高层站，轿厢侧平衡补偿装置重量： Qt = Hqc = 603.326 = 199.6kg= 1.99kN 轿厢停在最高层站，轿厢侧电缆重量： Qt = （H/2）qt = 601.48/2 = 44.4kg= 0.44kN7.2 强度校核7.2.1 正常运行工况 每根导轨的受力可根据以下公式计算： FX = Fy = 将已知数据代入上述公式得： FX = = 0.335 kN Fy = = = 0.692kN 将导轨简化为简支梁，力作用在梁的中间，则最大弯矩为： MXmax = = = 167.5Nm Mymax = = = 346.0Nm 弯曲应力： Xmax = = = 11.6MPa ymax = = = 29.1MPa 合成应力： max = = = 31.33MPa 结论： max =80MPa 满足强度要求。7.2.2 安全钳制动工况 7.2.2.1 安全钳制动力 每根导轨安全钳制动力可按下式计算： Fk = 其中：K1为冲击系数；当采用渐进式安全钳时，K1=2； P为空轿厢重量（不包括随行电缆、补偿装置的重量）； Qt为轿厢停靠在最高层站时，随行电缆的重量； Qc为轿厢停靠在最高层站时，补偿装置的重量； ng为导轨数量 = 2 。 将已知数据代入上式可得： Fk = = 24.4kN7.2.2.2 压弯 用“”方法计算压弯应力 k = 其中：Fk为作用在每根导轨上的安全钳制动力； K3为冲击系数； Ma为附加装置作用在一根导轨上的力，Ma = 0； A为导轨面积。 求值 = = = 108.7 选用抗拉强度为370MPa钢材的导轨，弯曲系数 = 2.09将已知数据代入得：=Hb/Minixx,iyyk = = 32.48MPa7.2.2.3 弯曲应力 安全动作瞬间导靴作用在每根导轨上的力： Fx = = = 0.714 kN Fy = = = 1.38 kN 假设该力作用在梁的中间，则X、Y方向最大弯矩为： MXmax = = = 357Nm Mymax = = = 690Nm X、Y方向的弯曲应力： Xmax = = = 24.6MPa ymax = = = 58.0MPa7.2.2.4 强度校核1） 弯曲应力：max =Xmax +ymax = 24.6+58 = 82.6MPaperm =205MPa满足强度要求 2）弯曲和压缩：=max +k = 82.6+32.48 = 115MPaperm =205MPa满足强度要求7.2.2.5 挠度校核计算 fXmax = 0.7 = 0.7 = 1.5810-3m = 1.58mm fymax = 0.7 = 0.7 = 6.7710-4m = 0.68mm fXmax、fymax y= 3 mm 满足挠度要求8、驱动主机承重梁校核8.1 已知条件8.1.1 在Y、Z轴上的力 Fy = TOmax = 33265.5N（见第4部分） FZ = TOmax 148800 = 6154N8.1.2 承重梁几何参数 选用HK140-GB11263-89 截面对X-X轴的惯性矩 Iy = 1509 cm4 截面对Y-Y轴的惯性矩 Iz = 549 cm4 截面对X-X轴的截面模量 Wy = 411 cm3 截面对Y-Y轴的截面模量 Wz = 156 cm3 弹性模量 E = 210 105 N/cm28.2 强度校核 将承重梁简化为简支梁，力作用在梁的中间，则最大弯矩： Mymax = = = 16633Nm MZmax = = = 4616Nm 弯曲应力： ymax = = = 40.5MPa zmax = = = 29.6MPa 合成应力： max = = = 50.2MPa 结论： max =80 MPa 满足强度要求。 8.3 挠度校核 fzmax = = = 0.09cm = 0.9mm fymax = = = 0.168cm = 1.68mm fymax、fzmax y= 3 mm 满足挠度要求9、限速器校核 根据GB75882003，操作轿厢安全钳动作的限速器装置的动作应发生在速度至少等于额定速度的115，但对于额定速度小于或等于1m/s的渐进式安全钳，其动作速度应小于1.5m/s。 本梯额定速度：V=1.0m/s。115V=1.151.0=1.15m/s；即：1.5m/sV动 本梯选用XS3限速器。限速器的额定速度：1.0m/s其动作速度：V动为1.17m/s， 满足要求。电气开关动作速度为90%95% V动。 根据GB75882003，限速器动作时，限速器绳的张紧力不得小于以下两个值的较大者：a）300N；b）安全钳装置起作用所需力的两倍。本梯选用XS3限速器，动作时限速器绳的提拉力为10002000 N。安全钳操纵机构动作的提拉力为：739N。钢丝绳的张紧力满足要求。 根据GB75882003，限速器绳的破断载荷与限速器动作所产生的限速器张紧力有关，其安全系数应不小于8。限速器绳型号：8-19S+NF-8-1500（双）右交，GB8903-88；d=8mm；最小破断载荷，28.1KN；安全系数计算：K=F/（F1+F2+F3）式中：F为钢丝绳最小破断载荷，28.1KN；F1为限速器绳张紧力，约1200N；F2为限速器绳的重力，即限速器绳的单位质量井道总高29.8=437.3N；F3为限速器涨紧装置质量（重力）的1/2，即28.00kg/2=14kg=137.2N则：K=28100/（1200+437.3+137.2）= 15.848 限速器绳安全系数满足要求。 根据GB75882003，限速器绳的公称直径不小于6mm；限速器绳轮的节圆直径与绳的公称直径之比应不小于30。本梯限速器绳d=8mm。限速器绳轮的节圆直径与绳的公称直径之比：K=D/d 式中：D为限速器绳轮的节圆直径，D=240mm；则：K=240/8=30限速器绳的公称直径，及限速器绳轮的节圆直径与绳的公称直径之比符合要求。综上所述，本梯所选限速器满足要求。10、缓冲器行程的校核根据GB7588-2003，缓冲器可能的总行程应至少等于相应于115额定速度的重力制停距离即0.067v2（m）。缓冲器重力制动距离：S=0.0671.02=0.067m选用液压缓冲器：YH43A/210；额定速度：1.0m/s，满足V=1.75m/s的要求；缓冲器行程：S=210mm缓冲器重力制动距离210mm；总容许质量：6003000kgP+Q=1630kg。则：缓冲器符合要求。11、渐进式安全钳的选择根据GB7588-2003，若电梯额定速度大于0.63m/s，轿厢应采用渐进式安全钳装置。本梯选用AQ10渐进式安全钳。安全钳的额定速度：0.632.5m/s；满足限速器动作速度要求。适用导轨宽度：10、16mm；轿厢侧导轨为：T89/B，导轨宽度为：16mm。满足导轨宽度的要求。总容许质量：3000kg实际P+Q=1630kg。满足总容许质量要求。提拉力范围：提拉力主要由a）操纵机构的摩檫力；b）操纵机构的重力组成，在150N300N之间。与限速器张紧力相匹配。则：本梯选用AQ10渐进式安全钳符合要求。12、顶部安全空间的计算根据GB7588-2003，当对重完全压在它的缓冲器上时，应同时满足下面四个条件：a）轿厢导轨长度应能提供不小于0.1+0.035v2（m）的进一步的制导行程：S1=0.1+0.0351.02=0.135（m）；缓冲器行程：S2=0.21（m）；越层高度：S3=0.35（m）；顶层地面至导靴顶部的距离：S4=3.389（m）；最小顶层高度：H=S1+S2+S3+S4=4.084（m）；b）符合8.13.1b）尺寸要求的轿顶最高的水平面不包括5.7.1.1c述及的部件面积，与位于轿顶投影部分的井道顶最低部件的水平面（包括梁和固定在井道顶下面的部件）之间的自由垂直距离，应不小于1+0.035v2（m）S1=1+0.0351.02=1.035（m）；缓冲器行程：S2=0.21（m）；越层高度：S3=0.35（m）；顶层地面至轿厢顶部的距离：S4=2.328（m）；最小顶层高度：H=S1+S2+S3+S4=3.923（m）；c）井道顶部的最低部件与1）固定在轿厢顶上的设备的最高部件之间的自由距离不包括下面2述及的，应不小于0.3+0.035v2（m）S1=0.3+0.0351.02=0.335（m）；缓冲器行程：S2=0.21（m）；越层高度：S3=0.35（m）；顶层地面至轿厢顶上的设备最高部件高度为：S4=2.617（m）；最小顶层高度：H=S1+S2+S3+S4=3.512（m）；2）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距离，应不小于0.1+0.035v2（m）S1=0.1+0.0351.02=0.135（m）；缓冲器行程：S2=0.16（m）；越层高度：S3=0.35（m）； 顶层地面至轿厢顶曳引附件的距离：S4=2.883（m）；最小顶层高度：H=S1+S2+S3+S4=3.528（m）；d）轿厢上方应有足够的空间，该空间的大小以能放进一个不小于0.5m0.6m0.8m的矩形体为准，可以任何面朝下放置。轿顶最高平面（不含导靴与上梁）与井道顶最低部件之间的垂直自由距离满足：S1=1.0+0.0351.02=1.135（m）；上梁与后护栏及侧护栏之间形成的是一个0.61.2（m2）的面积可以放置一个不小于0.5m0.6m0.8m的矩形体且可以任何面朝下。另据GB7588-2003，当轿厢全部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）的进一步的制导行程。S1=0.1+0.0351.02=0.135（m）；缓冲器行程：S2=0.21（m）；越层高度：S3=0.35（m）；顶层地面至对重导靴顶部的距离：S4=1.260（m）；最小顶层高度：H=S1+S2+S3+S4=1.905（m）；综上所述，同时满足条件的顶层高度：H=4.084（m）；本电梯的顶层高度为：4.2米。符合要求。13、底坑安全空间的计算根据GB7588-2003，当轿厢完全压在它的缓冲器上时，应同时满足下述条件：a）底坑中应有足够的空间，该空间的大小以能放进一个不小于0.5m0.6m1.0m的矩形体为准，矩形体可以任何一个面着地。轿底最低平面（不含导靴与下梁）与井道底最高部件之间的垂直自由距离为：0.561底坑深度=缓冲器行程+越层+0.561=0.978（m），轿底下面为两个0.61.6（m2）的面积，可以放置一个不小于0.5m0.6m1.0m的矩形体。b）底坑底与1）轿厢最低部分之间的净空距离除下面2述及的除外，应不小于0.5m； 底坑深度=缓冲器行程+越层+低层地面至下梁的距离+0.5=0.16+0.35+0.179+0.5=1.189（m）。2）导靴或滚轮、安全钳楔块、护脚板或垂直滑动门的部件之间的净空距离不得小于0.1m。底坑深度=缓冲器行程+越层+低层地面至护脚板的距离+0.1=0.21+0.35+0.828+0.1=1.438（m）。综上所述，同时满足条件的底坑深度：H=1.488（m）本电梯的底坑深度为：1.6米。符合要求。14、关门动能的计算根据GB7588-2003，层门及与其刚性连接的机械零件的动能，在平均关门速度下的测量值或计算值应不大于10J根据标准规定的关门时间和关门的行程，计算平均关门速度：v=（900/2-25）/4=0.10625（m/s）关门的动能：E=mv2/2式中：m滑动门的总质量；根据标准要求其中包括：层门、轿门及与其刚性连接的机械零件的质量。 v平均关门速度。m=112kg则：E=1120.106252/2=0.63J。满足要求。15、轿厢面积验算已知轿厢尺寸为14001100，载重为630kg（8人），开门宽度800mm，轿厢有效面积为：14001100+80800=1604000mm=1.604m根据GB7588-2003可知，该参数轿厢有效面积应在1.45-1.66m之间。所以轿厢有效面积符合要求。16、轿厢通风面积验算已知轿厢尺寸为14001100，轿壁上下封头拉铆螺母高度为5mm，故轿壁四周上、下通风面积为：5（1100+1400+1100）=18000mm门上、下缝通风面积为：2800=1600 mm故轿厢上下通风面积均为19600 mm=0.0196 m 根据GB7588-2003可知，该轿厢最小通风面积为：1.6041%=0.01604m0.0196m所以轿厢通风面积符合要求。3.14.2 轿厢地坎和轿门至井道内表面的距离计算轿厢地坎至井道内表面的距离：30+85=115mm150mm符合要求。轿门至井道内表面的距离：14+30+85=129mm 由以上计算可知两个距离均小于0.15m符合国标要求。17、轿厢地坎和轿门至井道内表面的距离计算轿厢地坎至井道内表面的距离：30+85=115mm150mm符合要求。轿门至井道内表面的距离：14+30+85=129mm 由以上计算可知两个距离均小于0.15m符合国标要求。18、 轿壁的计算轿壁材料为304发文不锈钢间，采用拼接的固定方式如图： 轿壁厚度30mm 上下封头点焊连接，围壁与围壁之间采用M6螺栓连接，连接紧固可靠，强度和尺寸均符合国标要求。19、 轿顶护栏的设计轿顶护栏设置于轿厢顶部用于对维修人员起保护作用。在轿顶上部设置轿顶护栏，由国标可知当轿顶与井道壁的自由距离大于850mm时，轿顶护栏高度需做到1100mm ，由土建图可知轿顶与井道壁的自由距离300小于850mm，轿顶护栏做到1100mm符合国标要求，轿顶护栏尺寸为1235950同时符合国标要求：轿顶上部有一块不小于0.5m0.6m的水平净空面积。设计如图：（1为护脚板，满足国标要求） 20、 轿厢护脚板的安装和尺寸图a）当层门打开时，如该层门的门楣与轿顶之间存在空挡，应在轿厢入口的上部用一刚性垂直板向上延伸，覆盖层门的整个宽度，即上护板。如下图所示：b）轿厢护脚板及安装图如下图:其中开门度JJ=800 21、门系统的说明资料（含开锁区域的尺寸说明） a）轿门型式和开门净尺寸本项目选用宁波申菱中分式自动开门变频门机，开门净尺寸800 2100，规格如图如下：b）层门型式、开门净尺寸宁波申菱中分式层门装置，开门净尺寸800*2100，附图如下： c）轿门与关闭后的层门间的水平距离为L=54mm(最外层)轿厢地坎与层门地坎之间的水平距离为30mmd) 开锁区域的说明图（门刀长度为600mm）开锁区域即为轿厢停靠层站时在地坎上、下延伸的一段区域。当轿厢底在此区域内时门锁方能打开，使开门机动作，驱动轿门、层门开启。轿门机通过固定在其上的离合装置碰触厅门机引发两门机同时动作。开锁区域即离合装置的动作距离57mm。层门门锁装置的结构安装示意图： e）门板悬挂装置和导向装置简图轿门板悬挂装置 厅门板悬挂装置 22、电梯轿厢架计算一、计算方法：XJK630/1.0 (VVVF)电梯轿厢部分的主要受力部件,它由上梁、直梁、下梁、拉条以及联接它们的若干紧固件组成。计算时，视上、下梁均为简支梁，其中上梁作用载荷为电梯额定起重量、轿厢净重（包括附件）补偿装置和电缆重量之和，并作用在上梁中央，下梁则假定5/8的额定起重量和轿厢净重的总各均布于下梁上，再加上补偿装置和电缆重量集中于下梁中央，上下梁均需进行强度和刚度计算，而且梁则进行强度，细长比，惯性矩计算二、基本参数与代号：1.Q1电梯额定起重量与轿厢净重之和，对本电梯Q1=1630kg2.Q2补偿装置和电缆重量之和，对本电梯Q2=108kg3.L上、下梁跨度 对本电梯L=155cm4.WX单根钢对XX轴抗弯矩 对本电梯WX=108.3cm3(上梁) WX=116.8cm3(下梁)5.J单根钢对XX轴惯性矩，对本电梯：上梁J=866.2cm4 下梁J=934.5cm46.E材料弹性模量，对钢材E=2.1107N/cm27.许用正应力，对上、下梁=8788N/cm2对直梁=10546N/cm28.Y上、下梁许用挠度，对本电梯Y=L/960=175/960=0.1823cm9.直梁许用细长比，=160具有拉条，且连接点高度不超过直梁自由长度2/3时=120其它应情况而定三、轿架计算：1.上梁：将上梁简化为右图形式，由材料力学可知最大弯矩及最大挠度均发生在上梁中央剖面上，其值为：Mmax=（Q1+Q2）L/4Ymax=（Q1+Q2）L3/96EJ最大正应力为：max= Mmax/2WX=（Q1+Q2）L/8WXmax=26580175/8108.3=5368.8N/cm2=8788N/cm2Ymax=265801753/962.1107866.2=0.082Y=0.1823cm上梁强度与刚度足够.2.下梁：将下梁简化为右图形式，其中q为5/8Q1均布作用于下梁上面引起的载荷集度：q=5/8Q1/L=525500/8175=91.07N/cm由材料力学可知,考虑q单独作用时下梁的最大弯矩与最大挠度分别为:M1max=ql2/8 Y1max=5qL4/768EJ考虑Q2单独作用时,下梁的最大弯矩与最大挠度分别为:M2max=Q2L/4 Y2max=Q2L3/96EJ最大正应力:max=Mamax/2WX=ql2/16Wx+Q2L/8Wx=(qL2+2Q2L)/16Wx代入数据:max=(91.071752+21080175)/16116.8=1694.7N/cm2=8788N/cm2下梁强度足够Ymax=Y1max+Y2max=5qL4/768EJ+Q2L3/96EJ=L3/96EJ(5Q1/8+Q2)代入数据:Ymax=1753/962.1107934.5(591.07175/8+1080)=0.0314Y=0.01823cm 下梁强度足