NKF2000-05-JX载货电梯设计计算书.doc

NKF2000/0.5JX载货电梯设计计算书1.电梯主要技术参数额定载荷Q（）额定速度V（m/s）提升高度H（m）曳引方式r轿厢自重P（）平衡系数顶层高度HT（m）20000.5182:116000.444.3底坑深度HD（m）轿厢宽度b（mm）轿厢深度d（mm）曳引轮直径D（mm）安全钳型号限速器型号缓冲器型号夹绳器型号1.420002400530-5*137103PB276-CZDQ-A-3(聚氨脂)JS3根据上述参数,可算得G对重重量 （）G= P+Q=1600+0.44*2000=2480 W1曳引钢丝绳重量 （）W1= P1*H*n= 0.586*18*5=52.8 W2随行电缆重量 （）W2= 2*n=1.5* *2=27 2.曳引系统计算曳引系统计算主要包括:曳引电机功率计算、曳引力计算、曳引钢丝绳安全系数计算及制动力矩计算等一.曳引电机功率计算1.按照静功率计算：N= KW 式中：电梯机械传动总效率 =0.5N= =10.98 KW2.曳引机选取按照: Q=2000 V= 0.5 m/s r=2:1 N=10.98 KW 选用货梯曳引机: 型号:大众200 （常熟市电梯曳引机厂）电机功率: 11 KW 额定速度: 1390 r/min 减速比: 41:1曳引轮直径: D=530-5*13 绳轮槽形: =96.50 r=300二.曳引力计算计算方法：按照GB7588-2003标准有关规定及附录M的要求和公式进行计算曳引传动见右图1. 曳引轮530 2. 对重滑轮6103. 对重 4. 轿厢5. 轿厢滑轮520 6. 随行电缆1.当量摩擦系数f及ef半元槽和带切口的半元槽f= 式中: 摩擦系数f= =1.99799 f efxf=1.99799ef（=）装载工况=0.1f=0.1997991.87327紧急制停工况= = 0.09091f= 0.1816351.76937轿厢滞留工况= 0.2f= 0.39963.509152. 轿厢装载工况 轿厢装有125%额定载荷,位于井道最低层站,曳引轮两边曳引绳中的较大静拉力与较小静拉力之比 T1/T2ef轿厢侧: T1= +W1= （1600+1.25*2000）+52.8=2102.8 对重侧: T2= = =1240 = =1.6958T1/T2 ef = 1.87327 （许可）3.紧急制动工况:1/ 空载轿厢以额定速度上行,接近最高层站时紧急制动工况: T2/T1ef轿厢侧： T1= （gn-a）- 2m轮1a+ N式中：a减速度 a= 0.5 m/s2m轮1轿顶轮转动惯量J/R2的折算重量 轿顶轮：520 重量：88J轮1= mR2= 88*R2=44R2 折算质量：m轮1= J轮1/R2=44 FR1井道上的摩擦力（轿厢侧）FR1=式中：P轿厢自重+随行电缆 1540+27=1567 xp轿厢自重的重心位置与悬挂点X方向的偏移量xp=70mmyp轿厢自重的重心位置与悬挂点Y方向的偏移量yp=0f导靴与导靴（钢与尼龙）的摩擦系数 =0.3L轿厢上、下导靴之间的距离 L=3900FR1= =165.55 NT1= （9.81-0.5）-2*44*0.5+=7612.48 N对重侧：T2= （gn+a）+W1（gn+r*a）+m轮2*a- 式中：m轮2对重架滑轮惯量J/R2的折算质量 对重滑轮610 重量92 J轮2= *m*R2= *90* R2= 46折算质量: m轮2= =46 FR2井道上的摩擦力（对重侧）FR2= N 式中：xG对重水平断面上的偏心在宽度方向为5xG= *1135=56.75yG为深度方向的10yG=140*10=14L对重架上、下两导靴之间的距离 L=3500FR2= =295.07 NT2= （9.81+0.5）+52.8（9.81+2*0.5）+46*0.5- = 13230.633 N= =1.73802T2/T1 ef = 1.76937 （许可）2/ 额定载荷轿厢以额定速度下行接近最低层站时紧急制动工况 T1/T2ef轿厢侧: T1= （gn+a）+W1（gn+ra）+2m轮1*a- = *（9.81+0.5）+52.8*（9.81+2*0.5）+2*44*0.5- = 19089.993 N对重侧：T2= （gn-a）- m轮2*a+ = *（9.81-0.5）-46*0.5+= 11668.935 N= = 1.63597T1/T2 ef = 3.52915 （曳引绳在轮槽中打滑） （许可）5.曳引力计算结果:经过上述计算得出NKF2000/0.5-JX载货电梯的曳引力在下列工况下，都能得到保证 1/ 轿厢装载工况装有125%额定载荷轿厢位于最低层站,曳引轮两边曳引绳中的静拉力之比T1/T2ef2/ 紧急制动工况i/空载轿厢以额定速度上行,接近最高层站时,紧急制动 T2/T1efii/额定载荷轿厢以额定速度下行,接近最低层站时紧急制动 T1/T2ef即曳引绳在轮槽中打滑三.曳引钢丝绳安全系数计算1.曳引轮、轿顶轮、对重滑轮曳引轮 = = 40.77 40轿顶轮 = = 40 40对重滑轮 = = 46.9 40 （许可）2.安全系数fs= fs式中:Tk单根钢丝绳的最小破断力 采用8*19S-NF 13 Tk=74.3 KNn钢丝绳根数 n=5T1额定载荷轿厢,停靠最低层站时,轿厢侧曳引绳上的静拉力 Nfs钢丝绳的最小许用的安全系数fs= = 20.443. 许用安全系数fs1/ 滑轮的等效数量 NV=Nt+Np 式中:Nt曳引轮的等效数量半元切口槽 =96.50 查得 Nt=7.65Np导向轮的等效数量Np=Kp（Nps+4Npr）Nps引起简单弯折的滑轮数量 Nps=2Npr引起反向弯折的滑轮数量 Npr=0Kp=（）4Np=（）4*（2+0）=2.16Nv= 7.65+2.16=9.81由Dt/dr= =40.77 和 Nv= 9.81 查N1图得出最小安全系数fs=18.5fs=20.44 fs （许可）四.制动力矩计算按照最不利工况,即125 %额定载荷轿厢下行至最低层站时紧急制停工况计算1. 静力矩计算MS= +W1*gn*式中: MS静力矩 NmD1曳引轮节径 D1=0.53mi减速箱传动比 i =41/1与制动工况有关的传动系统机械效率= 1*2*31绳丝钢系统效率 r=2:1 1= 0.942曳引轮效率 2= 0.983反向力传递情况下的机械效率 3= 0.92= 0.94*0.98*0.92=0.8475 取= 0.85MS=+52.8*9.81*0.85= 46.5 Nm2.动力矩计算MdMd=J Nm式中:J转化到制动轴上主要运行零件的转动惯量 m2制动轮的角加速度 rad/s1/ 转动惯量 J=J1+J2+J3式中:J1电机转子、制动轮及蜗杆的转动惯量 J1=0.35 J2曳引轮、滑轮转化到制动轴上的转动惯量 J2=0.1 m2J3轿厢与对重运行另件转化到高速轴上的转动惯量J3= *（）2*= *（）2*0.85= 0.117 J= 0.35+0.1+0.117=0.567 m22/ 角减速度 = 式中：n电动机制动前瞬时转速 n= 1390 r/mintb制定时间 Stb= 式中: a制动减速度,取1.2倍最小允许值 a=0.6 m/s2v轿厢初速度 v=0.5 m/stb= = 0.833 S= =174.68 rad/S23/ 动力矩Md= 0.567*174.68=99.04 m3.制动力矩M=MS+Md= 46.5+99.04=145.54 Nm4.曳引机制动力矩校核电机额定功率N=11kw 电机额定转速n=1390 r/min电动机输出轴转矩:M=9550*M出= 9550*=75.58 Nm为了安全起见,曳引机出厂时设定制动器抱闸时所产生的制动力矩M制为电动机轴输出转矩的2倍M制2M出=2*75.58=151.16 NmM制M =145.54 Nm （许可）3.曳引机承重梁计算 一.机房平面布置示意图二.计算依据按照英国BS5655-6电梯选型安装实用规程标准的有关规定进行校核计算三. 研究对象承载较大载荷的A梁（按照最大跨距计算）F P2=3836.96 1.计算参数P1=1987.55 P3=1605.9 额定载荷： Q=2000 轿厢自重： P=1600 555 1905 265 475 对 重： G=2480 3200 曳引机、机架重量： P曳=1000 Q 2.外载荷 2768.51 P1=2*（P+Q+W1） 780.96 = （1600+2000+52.8）=1987.55A B P2=2*（P+Q+W1+G）+P曳 3056 = （1600+2000+52.8+2480）+ 4661.9 = 3836.96M M2=302425.185 P3=2*(*G)= *2480=1605.9M1=153652.305 M3=221441.185 3. A梁的强度计算NA= （1987.55*2645+3836.96*740+1605.9*475）=2768.51 NB= （1987.55*555+3836.96*2460+1605.9*2725）=4661.90 （ni=7430.41=pi=7430.41） M1= 2768.51*55.5=153652.305 M2=153652.305+780.96*190.5=302425.185 M3= 302425.185-3056*26.5=221441.185 M4= 221441.185-4661.9*47.5=0.9350 选用工字钢28a#IX=7114.14 cm4 WX=508.15 cm3max= = =595.15 /cm2ns= = =3.954.A梁承载后的挠度计算S1= 55.5*153652.305=4263851.462S2= (153652.305+302425.18)*190.5M2=302425.185 =43441380.452 M3=221441.85 S3= (302425.185+221441.85)*26.5M1=153652.305 x x =6941238.212x S4= 221441.85*47.5=5259242.942Rfa s1 x s2 s3 s4 31.67 Rfb 梯形重心e = （ab）37 105.61 13.93 ex1= 55.5 190.5 26.5 47.5 =105.61320 ex2= s2=43441380.452 =13.93s1=4263851.462 s3=6941238.212 s4=5259243.942 Rfa=（4263851.46*283+43441280.45Af Bf *158.89+6941238.21*45.6+5259243.94Rfa 37 124.11 113.29 13.93 31.67 Rfb *31.67）=26850473.82320Rfb= （4263851.46*37+43441380.45*161.11+6941238.21*274.4+5259243.94*288.33）= 33055240.242（Rf=59905714.062=S=59905714.062）求fmax的作用点Mf=-Rfa（55.5+X）+ M1（18.5+X）+ M1X* + （M2-M1）* X= -55.5 Rfa- RfaX+27.55 M1X+27.55*18.5 M1+ X2+ X3Mf= X3+ X2+（27.55M1-Rfa）X+509.675 M1-55.5 Rfa = X2+M1X+（27.55M1- Rfa）= 0 X2 + 153652.305X+27.55*153652.305-26850473.82 = 0390.48 X2+153652.305 X-22617352.82 = 0X= X1=114.108 X20（不适合）求fmaxMfmax= *114.1083+ *114.1082+（2755*153652.305-26850473.82）114.108+509.675*153652.305-55.5*26850473.82 = -27989977603fmax= = = -0.197f= L= = 0.213fmaxf （许可）最大挠度fmax=0.197发生在距A端55.5+114.108=169.61 处4.轿厢架计算一. 计算方法NKF2000/0.5-JX载货电梯轿厢架是轿厢部分的主要受力杆件,它由上梁、下梁、直梁以及联接它们的若干紧固件组成,上梁、下梁、直梁皆采用型钢制成，本节计算方法，依照美国国家标准ANSI/ASME A17.1-1981电梯、杂物梯、自动扶梯及自动人行道安全规范有关条例和计算公式进行为了简化计算，按照规范将上梁和下梁均看作简支梁其中上梁的载荷为电梯的额定载荷轿厢自重（包括附件，补偿装置，随行电缆的重量之和，上梁须进行强度和刚度计算）下梁的作用载荷为，假定5/8的额定载荷和轿厢自重的总和均布在下梁上，再加上补偿装置和随行电缆重量的总和集中作用于下梁中央，下梁须要进行强度和刚度计算外，还需要非正常工况下轿厢碰撞缓冲器所引起的应力校核计算直梁须进行强度、细长比和惯性矩的校核计算二.基本参数和代号Q额定载重量 Q=2000 P轿厢自重 P=1600 Q2随行电缆重量 Q2=27 l上、下梁的跨度 l=2076 WX对X轴的截面抗弯系数 上梁WX=191.4 3 工20下梁WX=116.8 3 工16JX对X轴的惯性矩 上梁JX=1913.7 4 下梁JX =934.5 4 E材料弹性模量 E= 2*106 /2许用应力 上、下梁= 878.8 /2直梁= 1054.6 /2Y上、下梁的许可挠度 Y= l/960=0.216 三、轿厢架计算 1.上梁 A B由二根工20并列组成 478 1120 4781/ 最大应力: 2076Mmax= *amax= = *a = *47.8= 226.45 /2max= 878.8 /2 （许可）2/ 最大挠度ymaxymax= 3-4()2= 3-4()2= 0.057 ymaxy= 0.216 （许可）鉴于计算得出:上梁的强度与刚度为足够2.下梁：由二根工16并列而成1/ 载荷 Q2 q均布载荷：q= 1/2q=10.84 / l=2076集中载荷:Q2=272/ 最大应力maxMmax= M1max+ M2max= + = +=59798.77 max= = = 255.99 /2max=878.8 /2 （许可）3/ 最大挠度ymaxymax=y1+ y2= + = + = 0.0715 ymaxy= 0.216 （许可）4/ 非正常工况（即电梯失控,轿厢碰撞缓冲器所引起的应力）= = =799.83 /2=878.8 /2 （许可）鉴上计算得出:下梁的强度、刚度以及在非正常工况下(轿厢碰撞缓冲器所引起的应力均能满足要求)3.直梁 采用工161/ 强度校核由拉伸和弯曲引起轿架直梁的总应力maxmax= + /2式中： B轿厢内净宽度 B= 200 L直梁的自由高度 L= 292.5 H上下两导靴的距离 H= 390 2F直梁截面积 F= 25.15 2WY直梁对Y轴的截面抗弯系数 WY= 17.55 3JY直梁Y轴的惯性矩 JY= 83.4 4RY直梁对Y轴的惯性半径 RY=1.82直梁许用的细长比 = 160max= +=606.32max=1054.6/2 （许可）2/ 直梁的细长比校核直梁两侧有直拉杆,其连接点的位置,设置于从底部算起2/3L处,拉杆顶部固定于轿厢下梁,直梁的允许细长比=160= = =160.71160 （许可）3/ 惯性矩校核IY= 4= = 84.88 4= = = 0.0183 （许可）鉴上计算得出:直梁的强度、细长比、惯性矩匀能满足要求5.轿厢导轨验算一.电梯主要技术参数（见P1第一节电梯主要技术参数）二.载荷分布情况及符号说明1.载荷分布情况2.符号说明Dxx方向轿厢尺寸，(即轿厢深度) Dx=2400Dyy方向轿厢尺寸，(即轿厢宽度) Dy=2000Xc.Yc轿厢中心相对导轨直角坐标系的坐标 Xc=0 Yc=0Xs.Ys悬挂点S相对导轨直角坐标系的坐标 Xs=0 Ys=0Xp.Yp轿厢重心P相对导轨直角坐标系的坐标 Xp=70 Yp=0XQ.YQ额定载荷质量中心相对导轨直角坐标系的坐标工况 :XQ= =300 YQ=0工况 :XQ=0 YQ=250X1.Y1轿门1的坐标位置 X1= 1200 Y1=0X2.Y2轿门2的坐标位置 X2= -1200 Y2=0h轿厢导轨上下之间距离 h= 3900 l导轨支架间的最大距离 l= 1600 n导轨根数 n=2 三.导轨截面的几何特性NKF2000/0.5-JX载货电梯轿厢导轨选用T90（一对）导轨材料的抗拉强度 Rm=370 Mpa其截面的几何特性:型号S2CX-XY-YIx4Wx3ixIy4Wy3iyT9017*1029101.2*10420.8*1032.44*1051.5*10411.4*1031.74*10四.安全钳动作1.弯曲应力由导向力引起的Y轴上的弯曲应力Fx= MY= Y= 由导向力引起的X轴上的弯曲应力Fy= MX= X= 式中: FxX轴上的作用力 N FyY轴上的作用力 N Q额定载重量 Q=2000 P轿厢自重和随行电缆重量的和 P=1627 WX导轨X轴上的截面抗弯模量 3 WX=20.8*103 3WY导轨Y轴上的截面 3 WY=11.4*103 3l导轨支架的最大距离 l=1800 h轿厢导靴上下之间距离 h=3900 k1安全钳动作冲击系数 k1=5gn自由落体加速度 m/s2 gn= 9.81m/s2MXX轴上的弯曲力矩 N mmMYY轴承的弯曲力矩 N mmXX轴上的弯曲应力 N/mm2YY轴上的弯曲应力 N/mm2n导轨数量 n= 21/ 第一种工况Y轴上:FX= = 4477.38 NMY= =1343215.39 NY= =117.83 N/2 X轴上:FX= = 0 MX= 0 X= 02/ 第二种工况Y轴上:FX= = 704.31 NMY= = 211293 NmY= = 18.53 N/2X轴上:FX= = 6288.46 NMX= = 1886538.46 N X= = 90.7 N/22.压弯应力Fk= k= 式中：k3附加部件冲击系数 k3=1.2M附加装置作用于一根导轨上的力 M= 0A 导轨横截面积 A= 17*102 mm2ww值= 细长比lk压弯长度 lk= l=1600 i最小巡转半径 i= 1.74*10 = = 91.95 查表得w=1.74FK= = 88290 Nk= = 90.37 N/mm23.复合应力弯曲应力m= x+y 弯曲和压缩= m+压弯和弯曲c= k+0.9m 式中:安全钳动作许用应力 = 205 Mpa1/ 第一种工况m= 0+117.83=117.83 N/mm2 = 117.83 + =169.77 N/mm2 c= 90.37+0.9*117.83=196.42 N/mm2 （许可）2/ 第二种工况m= 90.7+18.53=109.23 N/mm2 =109.23+=161.16 N/mm2 c=90.37+0.9*109.23=188.67 N/mm2 （许可）4.翼缘弯曲F= 式中:C导轨X轴向最小宽度C=91/第一种工况F = = 102.26 N/2 2/第二种工况F = =16.09 N/2 （许可）5.挠度x= 0.7* y= 0.7* 式中:允许变形挠度 =5mm1/ 第一种工况X = 0.7*=2.6 Y=02/ 第二种工况X = 0.7*= 0.41 Y = 0.7*= 1.86 （许可）五.正常使用运行1.弯曲应力由导向力引起的Y轴上的弯曲应力：Fx= MY= y= 由导向力引起的X轴上的弯曲应力Fx= MX= X= 式中k2正常使用运行的冲击系数 k2=1.21/ 第一种工况Y轴上:Fx= =1074.57 N My= = 322371.69 Ny= =28.28 N/mm2X轴上:FY= = 0Mx= 0 x= 02/ 第二种工况Y轴上:Fx= =169.03 NMy= =50710.15 Ny= =4.45 N/mm2X轴上:FY= =1509.23 N MX= = 452769.23 NX= = 21.77 N/22.压弯应力正常作用运行工况,不发生压弯情况3.复合应力弯曲应力 m= x+y 弯曲与压缩 = m+ 式中正常使用许用应力 =165 Mpa1/ 第一种工况:m= 0+28.28=28.28 N/2 =m +0=28.28 N/2 2/ 第二种工况m=21.77+4.45=26.22 N/2 =26.22+0=26.22 N/2 （许可）4.翼缘弯曲F= 1/ 第一种工况F= = 24.5 N/mm2 2/ 第二种工况F= = 3.86 5.挠度x= 0.7* x= 0.7* 1/ 第一种工况x = 0.7*= 0.62 mm y= 02/ 第二种工况:x = 0.7*= 0.01 mm Y= 0.7*= 0.45 mm （许可）六.正常使用装卸载1.弯曲应力由导向力引起的Y轴上的弯曲应力Fx= MY=