载货电梯(5000Kg)设计计算书

目录一井道顶层净高及底坑尺寸二电梯主要参数三传动系统机功率计算2.曳引机主要参数校准四曳引绳平安计算五悬挂绳轮直径与绳径比值计算六曳引条件计算七比压计算八正常工况下导轨应力,变形计算九平安钳动作时,导轨应力计算十轿厢架计算十一缓冲的校核十二限速的校核十三平安钳的校核十四轿厢通风面积和轿厢面积计算十五承重大梁的校核十六底坑地板受力的计算一井道顶层净高及底坑尺寸井道顶层净高4500mm及底坑尺寸1700mm缓冲器平安距离200mm～350mm取300mm提升高度顶层底坑的尺寸(mm)参照:(GB7588-2003)序号条款实际值最小值15.7.1.1(b)195010925.7.1.1(С1)116030935.7.1.1(С2)102310845.7.3.3(a)65050055.7.3.3(b)400100井道顶层空间计算:单位(mm)OH=H+H1+H2+H3+35V2OH=2450+300+175+1000+35x2OH=3664＜4500mm所以井道顶层净高4500mm满足要求。OH-顶层高度H-轿厢高(2500mm)H1-平安距离(300mm)H2-缓冲距离175mmV-速度米/秒)H3-轿厢投影局部与井道顶最底局部的水平面之间的自由垂直距离(1000+35V2mm)井道底坑空间计算:单位(mm)P=L1+H1+H2+L3P=650+300+175+500P=1625＜1700mm所以井道底坑深度1700mm满足要求。P-底坑深度L1-轿底与平安钳拉杆距离(650mm)H1-平安距离(300mm)H2-缓冲距离(175mm)L3-底坑底与轿厢最底部件之间的自由垂直距离(500mm)二电梯的主要参数电梯主要技术参数:(1)额定速度(2)额定载重量:Q=5000㎏(3)轿厢自重:G=3500㎏(4)曳引比:i1=2:1(5)曳引轮直径:D=Ф760mm(6)电梯传动总效率:η(7)钢丝绳直径‵根数:d.Z=Ф16mmx6(根)(8)电梯平衡系数:Ψ～0.5(设0.45)(9)电梯提升高度(10)补偿链直径‵根数:d1.Z=Ф16×1(11)曳引绳提升高度总重量:G1=q1ZH㎏(12)平衡补偿链重量:G2=q2ZH××㎏(13)电缆重量:G3=q3H÷㎏(14)对重重量:W=G+KQ=3500+0.45x5000=5750㎏三、传动系统机功率的计算N=QV(1-Ψ)/102η式中:N-功率V-曳引轮节径线速度(m/s)Ψ-电梯平衡系数η-电梯机械传动总效率∴N=5000×0.5(1-0.45)/(102×选用电动机功率为22Kw曳引机的主要参数选用宁波欣达产品型号:YJ336A-III曳引机自重:1450㎏主轴最大静态载荷:9000㎏电动机功率:22Kw电动机转速:976r/min曳引轮直径:Ф760mm曳引钢丝绳:6×Ф16mm减速比:75：2选用校核主轴最大静载载荷校核Σp=(G+G1+G2+G3+W+Q)/i1Σp=(3500+50.706+0+2.925+5750+5000)/2Σp=7152㎏那么Σpk=KΣ×7152=7867㎏<9000㎏其中:G为轿厢以额定载重量停靠在最低层站时,曳引轮水平面上轿厢一侧的曳引轮的静拉力。Σp-主轴实际静载荷Σpk-主轴实际动载荷额定速度的校核实际额定速度应符合以下式子V实=πDN/2×××976)/(2×60×92%V≤V实≤105%V××5m/s∴上式条件满足载重量的校核YJ336A-III型曳引机载重量为2500㎏,现采用绕绳倍率为2可以承受5000㎏载荷,所以满足本货梯要求。输出扭距计算M出=9550×(22/976)=215.3N.m四:曳引绳平安计算按GB7588-2003?电梯制造与安装平安标准?的规定计算。参数计算曳引轮的等效数量(查表1)β=95°得Nequiv(t)导向轮的等效数量Nequiv(p)=Kp(Nps+4Npr)∵与曳引轮直径(D)和滑轮直径(D1)有关的系数Kp=[D/D1]⁴=[760/640]⁴=1.9885简单弯折的滑轮数量Nps=1反向弯折的滑轮数量Npr=0∴Nequiv(p)=×(1+4×0)=1.9885(3).滑轮等效数量Nequiv=Nequiv(t)+Nequiv(p)=6.7+1.9885=许用平安系数的平安系数Log〔×106×Nequiv〕Sf=10－〔D/dr〕]Log[77.09(D/dr)]Log〔×106×〕Sf=10－〔760/16〕]×(760/16)]Sf=计算平安系数根据公式:n=mN/T≥[n]=12式中n-平安系数m-曳引钢丝绳根数N-每根曳引绳最小破断负荷(KN)N=133〔KN〕T-轿厢停在最低层站时轿厢侧曳引绳所受最大力(KN)现采用8-19S-16钢丝绳6根T=g(G+Q+G1)=3500×9.8=6983.077(N)Z×i16×2a.平安系数S=N=113000T结论:S>Sf>12符合GB7588-2003版标准的要求。五﹑悬挂绳轮直径与绳径比值的计算根据标准要求比值系数要≥40∴≥[40]式中:D-曳引轮节圆直径(mm)d-曳引钢丝绳直径(mm)比值系数满足标准要求.六﹑曳引条件计算按GB7588-2003?电梯制造与安装平安标准?的要求规计算电梯的曳引能力。根本参数电梯曳引包角α=180°=3.1415(rad)曳引轮绳槽型(半圆槽类型)γ=30°=0.52(rad)β=95°=1.66(rad)忽略顶层的曳引绳重量﹑曳引轮和滑轮的惯量。轿厢装载工况:T1/T2≤efα(1)∵摩擦系数μ那么当量摩擦系数有4(cosγ－sinβ)f=μ22π－β－γ－sinβ+sinγ4(cos30°－sin95°)f=μ22－－－sin95°+sin30°×∴efα=e×(2)装载工况25倍的载重量，轿厢位于最低层时的静态比值:T1=(G+125%Q+G1)g÷i1T2(W+G2)g÷i1T1=×5000+50.706)g÷2<efαT2(5750+29.925)g÷2满足条件(3)轿厢位于最高层站时的静态比值:T1=(W+G1)g÷i1T2(G+G3+G2)g÷i1T1=(5750+50.706)g÷2<efαT2(3500+2.925+29.925)g÷2满足条件急制开工况:T1/T2≤efα与轿厢额定速度相应的钢丝绳速度Vc=1.0m/s:减速度数值取(1)∵摩擦系数μ==1+Vc/10那么当量摩擦系数有f1=μ1(f/μ×∴ef1α=e×(2)轿厢载有额定载荷位于上行最高层站急停时的动态比值:T1=(G+Q+G1)(g+α)÷i1T2(W+G2)(g-α)÷i1T1=(3500+5000+50.706)(9.8+0.5)÷2=1.638<efα=T2(5750+29.925)(9.8-0.5)÷2满足条件(3)轿厢空载位于上行最高层站急停时的动态比值:T1=(W+G1)(g+α)÷i1T2(G+G3+G2)(g-α)÷i1T1=(5750+50.706)(9.8+0.5)÷2<efαT2(3500+2.925+29.925)(9.8-0.5)÷2满足条件4.轿厢滞留工况:T1/T2≥efα(1)∵摩擦系数μ2=0.2那么当量摩擦系数有F2=μ2(ƒ/μ×∴ef2α=e×(2)对重压在缓冲器上,空载轿厢位于最高层站时的静态比值:T1=(G+G2+G3)g÷i1T2G1g÷i1T1=(3500+÷2efαT2×÷2满足条件5.结论:以上计算均符合电梯曳引能力的计算。七、比压计算对带切口槽或半圆槽比压必须满足以下不等式:P=T/ndD{8cos〔β/2〕}/(π-β-sinβ)≤(12.5+4Vc)/(1+Vc)式中:α-曳引绳直径mmD-曳引轮直径mmn-曳引绳根数P-比压T-轿厢在额定重量停靠在最低层站上时,在曳引轮水平面上,轿厢一侧的曳引轮上的静拉力。Vc-对应与轿厢额定速度的曳引绳速度m/s∴P={(5000+3500+50.706)/2×9.8}/(8×16×800)×{8cos〔95/2〕}/(π-95.π/180-sin95)其中:(12.5+4Vc)/(1+Vc∴P<(12.5+4Vc)/(1+Vc)即:比压满足要求八.正常工况下导轨应力、变形计算引自“电梯与自动扶梯〞P80的导轨承受载荷分析,根据载荷种类的判断,本电梯为A类载荷:即计算导轨受力时,假定50%的额定载荷加在高轿厢悬挂点位置高为:等于轿厢宽度b的四分之一等于轿厢深度d的四分之一导轨受力为:H式中:H-轿厢上、下导靴中心之距高mg-重力加速度这取分别代表轿厢宽度和深度∴×5000×2900/4420=4100N×5000×3500/4420=2494N在正常工作条件下,在R1、R2作用下,导轨最大弯曲应力计算为:σω=RL/f1ω×10³(N/mm²)采用T127-2/B导轨其技术参数:²⁴Wxx=31cm³Ixx=2.93cmIyy=235cm⁴³上述式中:R-上述工况中R1、R2值(N)L-导轨支架间距(m)ω-与R作用力方向对应的导轨截面模量(mm³)f1-与假定导轨与导轨支架联接的边悬条件有关,取铰接时,f1=4∴σ1=(4100××10³)/(4×31×10³)=Mpaσ2=(2949××10³)/(4××10³)=Mpa∴σw=√σ1²+σ2²=√²²=77.32Mpa即:σw<[σw]=148Mpa最大变形值计算:δ=R×L³/f2×E×J(mm)式中:E-导轨材料弹性模量(N/mm²)J-与R作用力方向对应的导轨惯性距(mm⁴)f2-取与f1相对应值,当铰接时,f2=48∴δ1=[4100×(2.0×10³)³]/[48××(105)×235×10⁴]=mm<[δxmmδ2=[2949×(2.0×10³)³]/[48××(105)×235×10⁴]=0.85mm<[δxmm九、平安钳动作时,导轨应力计算本电梯选用渐进式平安钳,引自“电梯与自动扶梯〞P85σK=10(P+Q)ω/A其中A-导轨的截面面积2260mm²ω与细长比λ有关λ根据“电梯与相关标准汇编〞P124查表得ω∴σK=10(3500+5000)×/2260=5Mpa∵σK–对与抗拉强度为370Mpa的钢材[σK]为140Mpa∴σK<[σK]十、5000Kg货梯轿厢架计算轿厢架是一个空间的超静的钢架结构,较为精确地计算轿厢架构件的承载强度,需要用有限方法。因此常用偏于保守的别离法进行计算,即在构件的连接点上释放掉一些要素,使构件静定比和即使是超静定,也是低次超静定。假定:●轿厢架尺寸(宽x深x高)按:2530×3500×4420材料采用Q235-A;屈服强度σs=235(Mpa)平安系数取2.5;许用应力[σ]=94(Mpa)上、下梁的许用绕度[f]=L/960上梁-用两根22a槽钢制作惯性矩:J1=2×2390=4780(cm⁴)截面模数:W1=2×218=436(cm³)受力简图(按简支架集中载荷考虑)总受力P1=(G+Q+G2+G3)g/2=(3500+5000+348+8.5)×9.8/2=43397(N)强度校核:∵最大弯矩:Mmax1=[P1(2530-1130)]/2=(43397×1400)/2=3037790(N)∴σmax1=Mmax1/W1=3037790÷436=69.7(Mpa)<[σ]校核:(用迭加法)×107N/cm2，∵最大绕度:2ƒmax1=-2[(P1χ)/(48×E×J1)](3ι²-4χ²)(0≤χ≤70)2ƒmax1=-2[(43397×70)/(48××107×4780)](3×257²-4×70²)=0.225(cm)<[ƒ]=L/960=0.267(cm)结论:两根22a槽钢制作上梁平安。立柱:轿厢立柱用两根22a槽钢制作惯性矩:J1=2390(cm⁴)截面模数:W1=218(cm³)立柱的危险工况为满载试验工况,该工况下,每根立柱受力可认为为额定载荷及轿厢而产生的拉力及偏载产生的弯矩。故拉力:P2=(G+Q)g/2=41650(N)弯矩:Mx=(QgL)/8=(5000××257)/8=1574125立柱强度:σmax=[(M×h)/(4HWx)]+(P2/A)式中:h-立柱最大自由长度:h=390cmH-轿架上下导靴间距:H=442cm有:σmax=[(1574215×390)/(4×442×218)]+(41650/36.246)=27.4(Mpa)<[σ]=94MPa故立柱强度满足要求。下梁:用两根25a槽钢制作:其截面面积:A=2×34.917=69.83(cm²)惯性矩:J1=2×3370=6740(cm⁴)截面模数:W1=2×270=540(cm³)按轿厢满载时失控蹲底的工况计算。受力简图(看图纸)下梁按简支架均布载荷考速引起的作用力为:总受力P3=(G+Q)/2×g=(3500+5000)/2×9.8=41650(N)强度校核:∵最大弯矩:Mmax1=-41650×710+[41650/(2×250)]×(710-460)²=-2436525(N)∴σmax1=Mmax1/W1=2436525/540=45.12(Mpa)<[σ]c.绕度校核:(用迭加法)∵最大绕度:ƒmax3=2×P3×L³[8-4(c)²+(c)³]348×E×J1LL=2×41650×253³[8-4(25)²+(25)³]348×7×6740253253=0.207(cm)<[ƒ]=L/960=0.267(cm)结论:两根25a槽钢制作下梁平安。连接螺栓的计算轿架的立柱与上、下梁部件联结均用M20螺栓,联结的螺栓每组数目有8个,且直接支撑厢体和载荷,螺栓主要是受剪切力的作用查手册M20螺栓的公称应力面积A=245(mm)螺栓材料按Q235-A性能等级按4.68,材料:σy=320(Mpa)∴[σ]=σs/n1n1-平安系数,查GB3811-83表,按平安钳制停和轿厢急停工况校核上梁与立柱联结螺栓,制动力为F制,取2P1。Qp=(KF制)/(mμ)式中:Qp-螺栓预紧力K-动载荷系μ-摩擦系数μQp=(2×)/(12x0.3)=28931(N)螺栓最大应力计算:σmax=1.3Qp/A=(1.3x28931)/245=153.5(Mpa)<[σ]=213.3(Mpa)结论:所选螺栓规格和数量适宜。度计算轮轴材料为调制45#钢,[σ]=410(Mpa)轮轴受力图及弯矩图如下图:P4=(P+Q)g/2=(3500+5000)x9.8/2=41650(N)Mmax4=65P4=65x41650=2707250(N.mm)轴径d=63mm,W4=πd³=³=24536(mm)3232∴σmax3=Mmax4=2707250=110(Mpa)<[σ]W424536结论:平安十一、缓冲器的校核本电梯轿厢缓冲器和对重缓冲器选用建湖飞耐型号:ZDQ-A-14聚胺脂缓冲器.(轿厢2个)技术参数:行程:H=195x0.9=175mm高度:H1=195mm额定速度:V≤总容许品质:500～9680Kg校核:速度校核:本轿厢、对重速度总容许品质校核:轿厢总品质为8848/2<9680Kg对重总品质为5750Kg<9680Kg(3)缓冲器行程校核:缓冲器可能的总行程应至少等于相应115%额定速度的2倍重力制停距²²=0.033(m)=33mm<175mm∴缓冲器选用适宜十二、限速器的选用、校核限速器选用河北东方机器制造厂产品,其型号为XS3型限速器技术参数:1〕额定速度:V≤2〕绳张紧力:F≥800N3〕钢丝绳直径:d=φ8mm4〕绳节圆直径:D=φ241mm校核:(1)额定速度≤(2)钢丝绳张紧力校核:当平安装置起作用所需要力为F=250N那么2F=500N因选用张紧力≥800N那么满足钢丝绳平安系数的校核:η=钢丝绳最小破断拉力/限速器绳的张紧力=39.62>[η]=8(4)限速器钢丝绳直径校核:限速器钢丝绳直径为8mm≥[d]=6mm符合标准要求(5)轮径比校核:≥[30]∴限速器选用适宜十三、平安钳选用、校核平安钳选用河北东方机械制造厂产品,其型号为AQZ4瞬时式平安钳技术参数额定速度≤总容许品质≤14000Kg导轨宽度16mm校核(1)额定速度校核本轿厢速度(2)限速器动作速度校核×(3)总容许品质校核P+Q+P2=8848Kg<14000Kg∴平安钳选用适宜十四:轿厢面积和通风面积计算一)、轿厢上、下部位通风面积计算由于轿厢顶部安装了4个横流风扇,其尺寸为55×278,因此轿厢顶部通风面积:S顶=4×57×280=63840mm²²轿厢下部位的通风面积:S下=S1+2S2+S3其中S1-轿门扇与地坎间隙的通风面积S2-为左右轿壁底部的通风面积S3-为后轿壁底部的通风面积∴S1=5×360018m²S2=(2900×2-30×5740m²S2=(3500×2-30×6940m²S下18+2×5740+0.06940022m²同理轿厢上部位的通风面积等于轿厢下部位的通风面积S=S顶+S下+S上022×6824m²∴整个通风面积满足标准要求>0.090m²(二)、轿厢面积计算为了防止由于乘客多而引起超载,轿厢有效面积予以限制,根据“电梯与相关标准汇编〞P69轿厢的最大面积可以由下式决定:Smax≤9.0(m²)××1.8=8.793(m²)≤9.0(m²)所以介于最大与最小之间.十五、承重大梁的校核承重大梁在机房的示意图根据示意图标出两根梁的受力情况与位置RE=RF=5750/2=2875KgRD=RG=8500/2=4250Kg曳引机自重1450Kg选用36a工字钢:A=76.480Wx=875cm³Ix=15800cm⁴强度计算重心C为曳引机加机座重量分解到的力分别为RA1C=200KgRA4C=350KgRA3C=200KgRA2C=200KgRA5C=350KgRA6C=350Kg对重侧E、轿厢侧D为〔G+W+Q〕分解到的力分别为RA1E=1790KgRA2E=1790KgRA3E=1790KgRA4E=2960KgRA5E=2960KgRA6E=2960Kg对重侧F分解到F′的力为:RF=3415Kg绳头侧G分解到I梁的力为:RG2=2525Kg∴R´F=3415KgR´A4=RA4C+RA4E=350+2960=3310KgR´A5=RA5C+RA5E=350+2960=3310KgR´A6=RA6C+RA6E=350+2960=3310KgR´G2=2525KgR1=12275KgR2=3600Kga.强度计算ΣMF=122750×25=3068750OΣMA4=122750×39-34150×14=4309150OΣMA5=122750×65-34150×40-33100×36=5752150OΣMA6=122750×91-34150×66-33100×52-33100×26=6334550O∴A6处弯矩最大，取Md=ΣMA6=63345500.∴σ=Md/Wx=63345500/(875×10³)=72.39Mpa<[σ]=95Mpa算刚度:用绕度迭加法计算四个力作用力梁的绕度比实际绕度偏于平安。YFmax=P(L-L1)√[L²-(L-L1)²]³9√3EIL=3415(410-25)√[410²-(410-25)²]³9×√3××106×15800×410YA4max=P(L-L1-L2)√[L²-(L-L1-L2)²]³9√3EIL=3310(410-25-14)√[410²-(410-25-14)²]³9×√3××106×15800×4