XX写字楼电梯主要构件截面设计论文

XX写字楼电梯主要构件截面设计绪论在现代都市的写字楼中，电梯作为连接不同楼层的垂直交通工具，其重要性不言而喻。尤其是在高峰时段，电梯需要承担大量人员的运输任务，这就对电梯的性能提出了更高的要求。电梯的主要构件，包括轿厢、对重、导轨、驱动系统等，都需要具备足够的强度、刚度和载重能力，以确保电梯的安全性和稳定性。在现行的国家标准和相关规范体系中，对于电梯的安全性能和质量要求有着严格的规定。例如，GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》为电梯的设计、制造、安装以及维护提供了全面的安全指导；GB/T10060-2011《电梯安装验收规范》则确保了新装电梯在交付使用前的质量和安全性能达到预定标准；TSG/T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则：曳引与强制驱动电梯》针对在用电梯的监督检验和定期检验制定了具体的执行规则；而TSG/T7007-2016《电梯型式试验规则》则是对新型电梯进行型式试验时必须遵循的准则。然而，在这些详尽的规定中，我们注意到一个特定领域的标准化要求尚未得到充分的明确化。具体来说，就是关于电梯轿架强度校核的部分。轿架作为承载乘客和货物的重要结构组件，其强度直接关系到乘坐者的安全。尽管现有的标准涵盖了许多方面的内容，但在如何精确校核轿架强度这一关键环节上，目前还没有一个统一且明确的技术规定出台在现行的国家标准GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》中，对于电梯关键组件的强度要求并未给出具体的计算方法，而是将这一责任委托给了制造商。一般货梯和老式电梯采用梁式结构，以相背的两根槽钢用连接板连接构成。上面直接安装轿底，两端连接立柱。现在客梯常用框式结构，用型钢或折弯钢板焊成框架:，中间有加强的横梁与立柱连接。轿底是通过弹性减震元件(垫)支承在底梁上。在轿厢架中，底梁的强度要求最高，轿厢蹲底时，要能承受缓冲器的反力，在额定载荷时挠度不应超过1/1000。针对轿架的设计和选材，虽然规范没有直接规定其强度校核的具体数值，但提供了与之相关的导轨强度校核方法作为参考。根据规范所述，在进行导轨强度校核时，应采用许用应力值来进行评估。这个许用应力值是基于材料的抗拉强度以及一个安全系数来确定的。在正常工作条件下，如果材料的延伸率大于或等于12%，则所取的安全系数为2.25；若材料延伸率介于8%至12%之间，则安全系数提高到3.75。这一规定旨在确保即便在最糟糕的情况下也能保持足够的安全余地。同样地，在安全钳动作的特殊工况下，当材料延伸率超过12%时，所采用的安全系数降为1.8；而当延伸率在8%以上但不达到12%时，则相应的安全系数调整为3.0。这样的区分是为了适应不同的工作环境和条件变化，并保证电梯系统的安全性能在各种情况下都能得到保障。在国际舞台上，不同国家和地区对于电梯安全标准有着各自的规定和要求。在深入研究这些标准时，我们可以发现一些国家在其规范中对电梯轿架的强度校核给出了明确而详细的指导。以日本为例，《升降机技术基准解说》这一权威性文献中就明确规定了许用应力的计算方法。在日本的标准中，许用应力σN是基于材料的破坏强度来确定的，通常这个值被设定为400MPa，并与一个安全系数相除以得到。在正常的工作条件下，该安全系数被定为3；而在紧急情况下，则降低到2。这样的规定不仅体现了对安全性的高度重视，同时也确保了在各种可能的工作环境中电梯轿架都能保持足够的稳定性和可靠性。同样地，美国的标准也值得关注。在美国ASMEA17.1-2016《电梯和自动扶梯安全规范》中，对于轿架结构的不同部分承受力的特点进行了细致分析，并据此制定了不同的许用应力值。根据该规范中的表1.1所示，在考虑外载荷作用下，上梁和下梁主要承受弯曲应力的影响；而立梁则主要承担拉（压）应力的作用。由于金属材料在拉伸性能方面通常优于其抗弯曲能力，因此美国的ASME规范针对轿架的不同部位采取了差异化的安全策略。这种针对性的规定更加符合实际应用中的物理现象和技术需求，并提供了更为精确的设计指导原则。相比之下，在当前我国现行的相关标准或规范中尚未见到如此详尽的规定或指导意见。鉴于此，在制定和完善我国的电梯安全标准时，借鉴国际上先进的做法显得尤为重要。通过引入类似美国ASME这样科学严谨的技术规则，并结合国内的实际工程经验和特点进行适当调整与优化。综上所述，我们需要进一步提升电梯的载重能力和运行速度，以适应人口密度增大和城市化进程加快的挑战。安全始终是电梯设计的首要原则。因此，我们需要在保证安全的前提下，不断优化电梯的设计，提升用户的乘坐体验。图1-1电梯整体结构图1-2曳引绳本设计所用的曳引机参数如下：（1）曳引轮(DriveSheave)直径：340mm宽度：50mm轴承：SKF22336CC/W33调心滚子轴承（2）导向轮(GuidePulley)直径：280mm宽度：40mm轴承：SKF21305CC调心滚子轴承（3）曳引机自重(Counterweight)自重：约860Kg（4）曳引机功率(MotorPower)功率：11KW(根据实际需要调整)转速：1500rpm(可根据制造商和设备型号调整)电压：380V(或其他适用电压)（5）曳引机尺寸(DriveMachineSize)长度：1000mm宽度：600mm高度：800mm

曳引力计算曳引机受力分析蜗杆传动的几何尺寸计算对圆弧圆柱蜗杆传动比较适宜,选；查上表可得：中心距：；公称传动比：；模数：；蜗杆分度圆直径：；蜗轮齿数：，符合要求；实际传动比；；蜗轮的分度圆直径:；蜗杆分度圆柱导程角：；；蜗杆直径系数：蜗杆节圆柱导程角:；；顶隙c：（其中，）；；蜗杆齿顶高；；蜗轮的齿顶高：；；蜗杆齿根高：；；蜗轮齿根高：；；蜗杆节圆直径：；；蜗轮的节圆直径：；蜗杆齿顶圆直径：；；蜗轮喉圆直径：；；蜗杆齿根圆直径：；；蜗轮齿根圆直径：；；蜗杆轴向齿距：；；蜗杆的轴向齿厚：；；蜗杆的法向齿厚：；；蜗杆分度圆法向弦齿高：；蜗杆螺纹部分长度：；；蜗轮最大外圆直径：；；蜗轮轮缘宽度：；；蜗轮咽喉母贺半径：；；蜗轮齿根圆弧半径：；；滑动速度：；；；传动效率：；；蜗杆传动的受力分析圆柱蜗杆传动的受力情况如图2-1。图2-1圆柱蜗杆传动的受力蜗杆轴传递的转矩：(其中)；；蜗轮传递的转矩：；（3-32）；蜗杆圆周力：；；蜗杆轴向力：；蜗杆径向力：；；蜗轮轴向力：；蜗轮圆周力：；蜗轮径向力：；法向力：；；圆柱蜗杆传动强度计算和刚度验算圆柱型齿轮蜗杆传动蜗轮受到的机械破坏仅仅是一种正常形式,主要破坏原因就是由于在传动蜗轮轴和齿的边缘表面上所运动产生的机械胶合、点蚀及机械磨损,而且在蜗轮齿弯曲或者轮齿折断却极易因此发生。因此,通常大部分都计算是按齿与齿和地面之间的物体接触应力及其强度大小来进行计算。因z2=41<80,故不能对其弯曲时的强度数值进行科学核算。查参考文献《机械设计手册》得；；；；K＝1.1；接触强度设计：；；；；；接触强度校核：；；接触强度符合设计要求。刚度校核:由我们查阅的参考文献《机械设计》13.7可以得知,蜗杆在其中心位置为挠度：；；刚度设计符合要求。对重重量G：对重重量P：额定自重1200KgQ：额定载重1150KgΨ：电梯平衡系数0.47包角计算V=1.0m/s时曳引轮的半径Rs=340/2=170mm导向轮的半径Rp=280/2=140mm这些参数是电梯设计中基本的机械尺寸，它们直接影响电梯的曳引能力和导向稳定性。接下来，我们需要确定曳引轮和导向轮之间的水平中心距离。这个距离l可以通过从电梯整体长度L中减去曳引轮和导向轮的半径之和来计算。根据给定的数据，我们有l=875mm-170mm-140mm=565mm。这个距离确保了电梯在运行过程中曳引轮和导向轮之间有适当的间隙，以避免任何可能的机械干涉。最后，我们需要考虑曳引轮与导向轮中心轴之间的垂直高度h，根据设计参数，这个高度等于1550mm。.α=161.0°=2.810rad为了提高平带传动的承载能力，包角就不能太小，一般要求包角α≥120°，α=161.0°≥120°故满足本次设计要求。V=1.6m/s时曳引轮的半径Rs=340/2=170mm导向轮的半径Rp=280/2=140mm此外，曳引轮与导向轮之间的水平中心距离也需要精确计算。这个距离l可以通过从电梯的总长度L中减去曳引轮和导向轮半径之和来得到。根据给定的数据，我们有l=817mm-170mm-140mm=507mm。这个距离保证了电梯在运行时曳引轮和导向轮之间有适当的间隙，避免了可能的机械干涉。最后，曳引轮与导向轮中心轴之间的垂直高度h也是一个重要的设计参数。根据设计数据，这个高度等于1550毫米。.α=163.0°=2.845rad为了提高平带传动的承载能力，包角就不能太小，一般要求包角α≥120°，α=163.0°≥120°故满足本次设计要求。曳引力计算根据我国电梯安全规范GB7588—2003中9.3条款的规定，钢丝绳曳引系统必须满足以下关键条件，以确保电梯的安全和可靠运行：首先，在轿厢装载至125%额定载荷的情况下，曳引系统应能够保持轿厢在层门平层位置，防止打滑现象的发生。这一要求保证了即使在超载情况下，电梯仍然可以平稳地运行，增强了电梯的安全性能。其次，电梯必须具备足够的紧急制动能力，确保在任何紧急制动的状态下，无论是轿厢空载还是满载，其减速度的值不得超过缓冲器作用时的减速度值。这一规定旨在保护乘客免受由于突然制动造成的冲击伤害。最后，当对重压在缓冲器上，而曳引机按照电梯上行方向旋转时，系统应确保不可能提升空载的轿厢。这一条件确保了电梯在运行过程中的稳定性，防止了由于对重不当操作导致的电梯意外移动。此外，根据GB7588—2003的附录M，电梯曳引力计算时需要主要考虑以下几种工况：电梯在空载状态下启动、满载状态下启动、电梯在空载状态下制动、满载状态下制动，以及电梯在中间载重状态下运行时的曳引力需求。电梯曳引力计算主要考虑以下几种工况：对于轿厢装载和紧急制动工况：对于轿厢滞留工况（对重压在缓冲器上）：f：当量摩擦系数；α：钢丝绳在绳轮上的包角；T1，T2：曳引轮两侧曳引钢丝绳中的拉力工况：Ⅰ：轿厢位于最上位置；Ⅱ：轿厢或对重侧有导向轮；Ⅲ：对重绳的倍率大于1；Ⅳ：对重位于最上位置；在电梯的设计和制造过程中，遵循《电梯制造与安装安全规范》GB7588—2003是非常重要的，该规范提供了详尽的安全要求和性能标准。在附录M中，定义了一系列与电梯设计和运行安全相关的参数，这些参数对于确保电梯系统的安全、可靠和高效运行至关重要。在电梯的曳引系统中，摩擦力FRcar和FRcwt以及滑轮的转动惯量mPcar和mPcwt是被考虑的重要因素。然而，在特定的设计情况下，例如当电梯的设计速度V=1.6m/s时，这些因素对于曳引力T1和T2的影响相对较小。此外，忽略这些因素并不会对曳引力的满足造成不利影响，因此在这种情况下，可以选择不将这些因素纳入计算。补偿链的单位长度重量qb是一个关键参数，它影响了电梯的平衡和曳引力计算。在V=1.6m/s的设计条件下，采用海安兴华WFBSΦ8补偿链，其单位长度重量qb被确定为1.49Kg/m。曳引钢丝绳的单位长度重量qy也是计算中的重要参数。在本设计中，选择Φ13曳引钢丝绳，其单位长度重量qy为0.586Kg/m。随行电缆的单位长度重量qs同样需要考虑，其值被确定为1.0898Kg/m。随行电缆的总质量MTrav可以通过公式MTrav=qs•H/2计算得出，其中H代表电梯的井道高度。V=1.0m/s曳引计算（1）当量摩擦系数计算对于沈阳蓝光WYT—S1.0E曳引机，曳引轮采用带切口的半圆槽，参数为：γ：槽的角度值，γ=30°β：槽的切口角，β=105°（2）曳引力计算轿厢装载工况是一个关键的考虑因素，特别是在确定电梯的安全性和稳定性时。在这个工况下，我们特别关注电梯以1.0米每秒的速度上升或下降时，能够安全到达的最大高度，本例中为30米。在电梯轿厢装载至125%额定载荷的情况下，我们需要评估轿厢的静态比值T1/T2，这个比值是在电梯运行过程中，特别是在电梯轿厢在井道内各个位置时的最不利情况下的计算结果。T1/T2比值的确定需要考虑多种因素，包括电梯的额定载荷、轿厢自重、提升机和导向系统的性能，以及电梯在运行过程中可能遇到的各种负载情况。为了确保电梯在各种工况下的安全运行，我们需要对电梯在不同位置（包括电梯轿厢在井道最低点、最高点以及中间位置）的T1/T2比值进行详细计算和分析。此外，我们还需要考虑电梯的制动力、回复力以及其他安全特性，以确保在极端情况下电梯仍然能够保持稳定。在无补偿绳且电梯位于最底层的情况下，曳引条件最为不利。因此，对于1150Kg的写字楼电梯而言，我们需要考虑的最不利情况是轿厢装载工况下，轿厢装有125%额定载荷，且位于最底层且无补偿绳的情况。在这种情况下，随行电缆（MTrav）和轿厢自重（MCrcar）的影响可以忽略不计，因为它们对曳引力的影响较小。因此，在轿厢装载工况下，我们需要计算在无补偿绳且电梯位于最底层时，电梯轿厢装有125%额定载荷的静态比值T1/T2。.T装载工况时：摩擦系数：μ=0.1；轿厢制动减速度：a=0；沈阳蓝光曳引机WYT—S1.0E（α=2.810rad）当量摩擦系数：f=2.160μ=0.2160结论：在电梯的装载工况下，沈阳蓝光WYT—S1.0E曳引机能够满足安全运行的要求。这确保了电梯在正常载客状态下，能够提供平稳且可靠的垂直运输服务。然而，电梯的安全性能不仅仅局限于装载工况，紧急制动工况也是评估电梯安全性的重要方面。在紧急制动工况下，电梯的曳引系统必须能够保证轿厢在空载或满载的情况下，无论其位于井道的哪个位置，都能在发生紧急情况时迅速而安全地停止。为了确保紧急制动工况下的安全，T1/T2的动态比值需要按照电梯在井道内不同位置的最不利情况进行详细计算。在计算过程中，每一个运动部件的减速度和钢丝绳的倍率都需要被准确考虑，以保证电梯在紧急制动时的安全性。根据安全规范，电梯在紧急制动时的减速度不应小于以下数值：在正常情况下，减速度应为0.5m/s²；而在使用了减行程缓冲器的情况下，减速度应提高到0.8m/s²。这些减速度值能够确保电梯在紧急制动时乘客的安全，同时避免对轿厢和对重造成过大的冲击。具体到本设计，我们按提升高度为H=30m，且不加补偿链的情况进行计算。：=1\*GB3①轿厢空载位于最顶层上行紧急制动：.=2\*GB3②轿厢满载位于最底层下行紧急制动..=3\*GB3③曳引力计算：紧急制动工况下，摩擦系数当量摩擦系数：f=2.160μ=2.160×0.0909=0.196=4\*GB3④结论：在紧急制动工况下，V=1.0m/s，提升高度小于30m时，不加补偿链曳引力能够满足设计要求。对于轿厢滞留工况在电梯的轿厢滞留工况中，T1/T2的静态比值是评估电梯能否安全运行的关键指标。这一比值需要根据轿厢在不同位置，无论是空载还是装有额定载荷时，所面临的最不利情况进行精确计算。在轿厢滞留工况中，最不利的情况通常是指电梯在对重支撑在缓冲器上的情况下，曳引机开始向上运行。滞留工况时，摩擦系数：μ=0.2；当量摩擦系数：f=2.160μ=2.16×0.2=0.432则结论：在轿厢滞留工况时，沈阳蓝光曳引机不能拖动电梯运行，满足设计要求。V=1.6m/s曳引计算（1）当量摩擦系数计算对于沈阳蓝光WYT—S1.6E曳引机，曳引轮采用带切口的半圆槽，参数为：γ：槽的角度值，γ=30°β：槽的切口角，β=105°（2）曳引力计算须加补偿链Φ8，沈阳蓝光WYT—S1.6E允许最大提升高度Hmax=75m计算，MSRcwt=2qb•H=2×1.49×75=223.51）轿厢装载工况：..装载工况时：摩擦系数：μ=0.1；轿厢制动减速度：a=0；沈阳蓝光WYT—S1.6E（α=2.845rad）当量摩擦系数：f=2.160μ=0.216结论：在装载工况时。沈阳蓝光WYT—S1.6E曳引条件满足要求。2）对于紧急制动工况=1\*GB3①轿厢空载位于最顶层上行紧急制动：..=2\*GB3②轿厢满载位于最底层下行紧急制动..=3\*GB3③曳引力计算：紧急制动工况下，摩擦系数沈阳蓝光WYT—S1.6E（包角α=2.845rad）当量摩擦系数：f=2.16μ=2.16×0.0862=0.1862=4\*GB3④结论：1150Kg写字楼电梯速度V=1.6m/s时，在紧急制动工况下，曳引力能够满足设计要求。3）对于轿厢滞留工况滞留工况时，摩擦系数：μ=0.2；沈阳蓝光WYT—S1.6E（α=2.845rad）当量摩擦系数：f=2.16μ=2.16×0.2=0.432则结论：在轿厢滞留工况时，沈阳蓝光曳引机不能拖动电梯运行，满足设计要求。在提升高度≦75m时，曳引能力满足要求。结论在本设计方案中，我们为1150Kg的写字楼电梯选择了合适的曳引机和钢丝绳，确保电梯在各种运行工况下均能满足《电梯制造与安装安全规范》GB7588—2003附录M所规定的安全要求。通过精细的计算和严格的测试，我们已经证实电梯在以下几种关键工况下的曳引条件均能达到设计标准，满足GB7588—2003中9.3条款对于钢丝绳曳引系统的三个基本条件：首先，轿厢在装载至125%额定载荷的情况下，电梯能够保持平层状态，不打滑。这意味着即使轿厢超载，电梯也能平稳运行，保障乘客的安全。其次，电梯具备有效的紧急制动能力，无论是轿厢空载还是满载，在紧急制动时，减速度的值都不会超过缓冲器作用时的减速度值，确保了乘客在紧急情况下的安全。最后，电梯在特定工况下，如对重压在缓冲器上而曳引机按电梯上行方向旋转时，电梯不会发生空载轿厢的提升，确保了对重的正确定位和轿厢的稳定。通过以上三点，电梯的设计确保了在各种运行工况下，电梯都能保持高效、安全、稳定的运行。我们的设计不仅符合了GB7588—2003中的规定，而且满足了写字楼电梯在实际使用中对安全性能的高要求。

钢丝绳安全系数计算安全系数是电梯设计中一个至关重要的概念，它确保了电梯在极端情况下的安全性。具体来说，安全系数是指当轿厢装载到额定载荷，并且停靠在最底层站时，任何一根钢丝绳的最小破断负荷与该钢丝绳所承受的最大力的比值。这个比值越大，说明电梯的安全性能越高，因为它提供了额外的冗余，即使是在一根钢丝绳出现故障的情况下，也能确保轿厢和乘客的安全。根据《电梯制造与安装安全规范》GB7588—2003附录N的详细规定，悬挂绳安全系数的计算需要考虑到多种因素，包括但不限于电梯的类型、载重、速度、曳引机的特性以及钢丝绳的规格和性能。许用安全系数计算公式如下：式中：Sf：安全系数Nequiv:滑轮的等效数量dt：钢丝绳的直径Φ13mmNequiv=Nequiv（t）+Nequiv(p)Nequiv(t):曳引轮的等效数量Nequiv（p）:导向轮的等效数量Nequiv(t)的计算在遵守GB7588—2003标准附录N中关于悬挂绳安全系数计算的要求时，我们通过查阅表N1获取了相应的安全系数。针对一款1150公斤的写字楼电梯，我们使用了直径为Φ13的曳引钢丝绳。在电梯设计速度为1.0米/秒的情况下，我们采用蓝光WTY—S1.0E曳引轮，其切口角β设定为105度，从而确定了悬挂绳的安全系数Nequiv(t)为15.2。同样地，当电梯的设计速度提高至1.6米/秒时，我们仍然使用蓝光WTY—S1.6E曳引轮，且保持切口角β为105度，计算得出的悬挂绳安全系数Nequiv(t)同样为15.2。Nequiv（p）的计算Npr=1（Nps—引起简单弯折的滑轮数量）Npr=0（Npr—引起反向弯折的滑轮数量）Kp：跟曳引轮和滑轮有关的系数Dt：曳引轮直径当V=1.0m/s时，曳引轮直径为Φ340mm当V=1.6m/s时，曳引轮直径为Φ340mm则，当V=1.0m/s时，当V=1.6m/s时，Dp：除曳引轮外的所有滑轮的平均直径Φ272mm。则：Nequiv（p）=Kp（Nps+4Npr）=2.4414×（1+0）=2.4414所以当V=1.0m/s时，Nequiv=Nequiv（t）+Nequiv(p)=15.2+2.4414=17.6414当V=1.6m/s时，Nequiv=Nequiv（t）+Nequiv(p)=15.2+2.4414=17.6414许用安全系数的计算当V=1.0m/s时，Sf=16.19484当V=1.6m/s时，Sf=16.19484根据《电梯制造与安装安全规范》GB7588—2003第9.2.2条款的要求，电梯悬挂钢丝绳的安全系数Sf应根据附录N的计算方法来确定。对于采用三根或多根钢丝绳的曳引驱动电梯，最低的安全系数Sf要求为12。这一要求是为了确保电梯的安全性能达到高标准，保障乘客的安全。在具体应用中，对于一台1150公斤的乘客电梯，若采用常熟曳引机FYJ245，且使用六根钢丝绳，那么我们需要根据GB7588—2003附录N中的计算方法来确定悬挂钢丝绳的安全系数Sf，以确保电梯的安全性能符合最低标准要求。当V=1.0m/s时，Sf=17.57721当V=1.6m/s时，Sf=16.19484电梯曳引钢丝绳安全系数S的计算安全系数是一种用于评估电梯安全性能的关键参数，它通过比较一根钢丝绳在装载到额定载荷时所承受的最大力与该钢丝绳的最小破断负荷来确定。则：S=TN/TS依据GB8903—88标准，对于8×195+NF结构的Φ13钢丝绳，其最小破断载荷（TN）可从相关表格中查得，为74.3千牛顿。这一数值是通过计算钢丝绳的单强度，即1570牛顿/平方毫米，以及双强度，分别为1370和1770牛顿/平方毫米，得出的，其中双强度的取值按照1500N/mm²单强度进行计算。在实际的电梯运行中，我们需要计算装有额定载荷的轿厢停靠在最底层站时，钢丝绳所承受的最大力（TS）。这个TS值是根据轿厢的实际装载情况和电梯的运行参数来确定的，它反映了电梯在正常运行条件下钢丝绳所承受的最大负荷。通过比较TN和TS的值，我们可以计算出电梯的安全系数：式中：H：为提升高度qy：为曳引钢丝绳单位长度重量，qy=0.586Kg/mG：为随行电缆及其他重量=1\*GB3①V=1.0m/s，H≦50m时：.=2\*GB3②V=1.6m/s，H≦75m时：.依据《电梯制造与安装安全规范》GB7588—2003的要求，我们对1150Kg的写字楼电梯进行了曳引绳安全系数的计算。该电梯的设计速度为V=1.0至1.6m/s，并且在运行中采用了6根曳引钢丝绳。通过严格的计算和校核，我们得出结论：该电梯的曳引绳安全系统能够满足规范中的安全要求。结论首先，我们需要知道电梯曳引钢丝绳的重量。假设钢丝绳的重量为W=1150kg。钢丝绳的最大拉力发生在电梯最重载荷的时候，而最小拉力发生在电梯最轻载荷（或无载荷）的时候。电梯最重载荷时，拉力等于钢丝绳的重量加上电梯及其载荷的重量。最轻载荷时，拉力等于钢丝绳的重量减去电梯的重量。假设电梯及其载荷的最大重量为Mmax，最小重量为Mmin。那么，最大拉力Tmax和最小拉力Tmin的计算公式为：Tmax=W+MmaxTmin=W-Mmin为了计算最大和最小重量，我们需要考虑电梯的额定载荷和额定重量，并加上乘客的重量。假设电梯的额定载荷为P，额定重量为Wlift，乘客的平均重量为Pavg。那么，最大重量Mmax和最小重量Mmin的计算公式为：Mmax=Wlift+PavgPMmin=Wlift现在，我们可以根据给定的数值进行计算。假设电梯的额定载荷为800kg，额定重量为200kg，乘客的平均重量为70kg。将这些数值代入公式，我们可以计算出最大和最小拉力。Mmax=200kg+70kg×800=56,200kgMmin=200kg现在我们可以计算最大和最小拉力：Tmax=1150kg+56,200kg=57,350kgTmin=1150kg-200kg=950kg因此，1150kg电梯曳引钢丝绳的最大拉力为57,350kg，最小拉力为950kg。针对1150Kg的写字楼电梯，为了确保安全系数满足设计要求，我们选择了6根曳引钢丝绳。基于这种配置，我们规定电梯必须统一使用6槽曳引轮。同时，我们选用了符合GB8903—88标准的8×19S+NF-13-1500(双)右交钢丝绳，该钢丝绳的参数如下：-直径：Φ13mm-参考重量：58.6Kg/100m-单根钢丝绳最小破断力：74.3KN这些参数确保了钢丝绳的性能符合电梯设计的安全标准。通过使用这种规格的钢丝绳，我们能够提供足够的强度和安全性，以满足电梯在正常运行和紧急情况下的需求。这种设计考虑了电梯的额定载荷、曳引机的性能以及其他相关因素，以确保电梯的安全性和可靠性。

轿厢架设计计算轿厢架上梁的计算强度计算轿厢上梁的受力情况可以近似地将它看成简支梁，整个承受的载荷时轿厢自重P以及其它悬挂重量△G和额定负载Q，承受弯曲应力，如图5-1所示。WW’=2600KWW=2600KW1900WMmax图5-1轿厢上梁受力示意图将上梁所承受的载荷看成集中载荷：W=P+Q+△G则W=1200+1150+250=2600Kg其中：△G为补偿链、随行电缆的重量；取△G=250Kg轿厢架内开挡：L=1900mm；因此，最大弯矩为：轿厢架上的梁在中间部分构成了一个危险的截面，因为这个截面具有一条垂直的对称轴，即Y轴。由于任何具有对称轴的图形，其形心（即几何中心）必然位于该对称轴上。因此，对于这个截面来说，其形心对于Y轴的静矩（即截面绕Y轴的力矩）和惯性矩（即截面抵抗弯曲的能力）均为零。要准确确定这个截面的形心位置，我们只需要确定形心在对称轴Y轴上的具体位置即可。（见图5-2）。（（0,0）YX1843604016586.2378.77图5-2轿厢架上梁危险截面则轿厢架上梁抗弯截面模量计算如下：求面积轿厢架上梁中短截面面积划分如图5-3所示。A1A1A2A4A4A3图5-3上梁截面面积划分求静矩又因为所以求形心因为所以惯性抗弯截面模量所以：又因为所以当选Q235碳素钢作轿厢架上梁时：故安全系数S：因为所以安全系数取5（见《电梯自动扶梯》第71页），所以S=5.33>5，符合要求，即轿厢架上梁强度满足设计要求。挠度（刚度）计算上梁变形如图5-4所示：PPf图5-4上梁变形示意图绕度f：则而根据经验公式许用挠度[F]=L/1000=1700/1000=1.7mm所以，上梁刚度满足许用条件。下梁强度计算轿厢架下梁也同样简化为简支梁（见图5-5），计算载荷的方法分两种情况考虑：PP图5-5下梁受力示意图正常工况在常规情况下，下梁所承受的载荷可以被视作由三个主要部分组成。首先，轿底的自身重量有5/8的部分均匀地分布在了下梁的表面。其次，平衡补偿链以及随行电缆所产生的拉力构成了一个集中的载荷点。最后，为了保持电梯的稳定性，需要对重量进行适当的分配，对于客梯而言，这部分载荷通常取额定重量的5/8，并均匀地分布在下梁上。从这些分析中可以明显看出，下梁所承受的实际载荷相比于上梁来说是较小的。值得注意的是，上梁和下梁在材料选择、结构形状以及尺寸方面都是完全相同的。因此，既然上梁的强度和刚度能够满足设计要求，那么基于上述的载荷差异和结构一致性，我们可以得出结论：下梁同样能够满足设计要求。非正常工况在电梯运行过程中，如果出现失控情况并撞向底部，轿厢将不可避免地接触到缓冲器。此时，缓冲器会产生一个反作用力，这个力会作用于下梁，从而使下梁承受冲击载荷。在计算这种极端情况下的下梁应力时，我们可以简化为假设轿厢的自重和额定载荷的总和的一半会均匀地集中在作用于下梁的每一端。此外，考虑到电梯通常会配备油压缓冲器来吸收冲击力，这个缓冲器会产生一个反作用力，并作用于梁的中间部分（当使用单个缓冲器时）。这意味着下梁将在两端承受来自轿厢重量的集中载荷，而在中间部分则承受来自缓冲器的分布载荷。在这种情况下，下梁的应力可以通过以下方式计算：：式中：L0——两轿厢导轨之间的距离；Wn——下梁（包括缓冲器）的截面模量；DG——平衡补偿链及随行电缆的重量，取400Kg；轿厢架下梁抗弯截面模量计算如下：（（0,0）YX184360401658117.6747.33MmaxMmax（非正常情况）图5-6下梁抗弯模量示意图求面积轿厢架下梁中部截面面积划分如图5-7所示：A1A1A2A4A4A3A5图5-7下梁截面面积划分静矩由静矩公式得：所以形心由式得：惯性矩由惯性矩公式得：抗弯截面模量由式得：则由得：当选Q235碳素钢作轿厢架上梁时：故安全系数S：由于电梯在非正常工作情况下工作，则安全系数取2.5（见《电梯自动扶梯》第71页），所以S=2.822>2.5，符合要求，即轿厢架上梁强度满足设计要求。挠度（刚度）计算由4.2.1轿厢架下梁受载荷情况分析，轿厢架下梁的绕度一定小于轿厢架上梁的挠度，而许用挠度相等，故轿厢架下梁挠度一定满足设计要求（见图5-8）。PPfBA图5-8下梁形变示意图即则挠度f：故挠度满足设计要求。

机架的强度计算槽钢的受力见下图6-1。12851285562.5330392.5RdRaRbRc图6-1槽钢受力示意图注：图中Ra为槽钢对曳引机和对重的支持力，Rb为槽钢对曳引机和轿厢的支持力，Rc为曳引机和对重对槽钢施加的力，Rd为曳引机和轿厢对槽钢施加的力计算力Ra，RbRc为曳引机和对重对槽钢施加的力Rd为曳引机和轿厢对槽钢施加的力.（G：曳引机自重860Kg）.计算弯矩Wc=562.5Ra=6849.6N•mWd=392.5Rb=5915.0N•mXXM6849.6N•M5915N•M图6-2机架的弯矩图计算剪切力Q(x)=Ra=12177N(0<X≦562.5)Q(x)=Ra-Rc=12177-15009=-2832N(562.5≦X≦892.5)Q(x)=Rb=15070N(892.5≦X≦1285)QQX12177283215070图6-3机架的剪力图槽钢的选取由材料力学可知：Mmax：为最大弯矩6849.6N•mWz：为材料的截面模量[σ]：为材料的许用应力σb：为材料的抗拉强度，槽钢属A3钢，查材料手册得：380~470N/mm²ns：为安全系数，取值范围2~9我们取ns=9[σ]=42~52N/mm²根据材料手册查得符合要求的槽钢型号为：16，18，20，20a，…考虑震动及其它一些不良因素以及经济性选用20槽钢。槽钢的校核强度校核σ=Mmax/Wz查材料手册得Wz=191cm²故强度足够剪切应力的计算（20槽钢的截面积A为32.837cm²）由以上计算可知剪切应力满足强度要求。变形计算采用变形叠加原理，c、d、e三点分别产生的最大变形叠加小于实际最大变形。（碳钢E=196~216Gpa，20槽钢的惯性矩I=1910cm4）（最大变形应该小于机架长度的1500分之一）结论：机架的最大变形小于许用变形，满足要求。结论机架可选两根及以上的20槽钢。

轿厢减震垫的计算在电梯的运作过程中，曳引机的作用下，轿厢与轿架之间会产生震动和冲击。为了提高电梯的运行稳定性，减少乘客的不适感，轿厢与轿架之间需要安装减震装置。在电梯设计中，通常会采用矩形橡胶垫来吸收和减轻这些震动和冲击。在本例中，电梯系统配备了四个尺寸为120×46×50的矩形橡胶减震垫。这些减震垫不仅起到减震的作用，同时也是称量元件，因为它们能够反映轿厢所承受的动态载荷。为了确保电梯运行时的舒适性和稳定性，设计要求减震垫能够有效减少人体敏感的垂直震动频率，特别是4~8Hz这一范围。这是因为这个频率范围的震动对人体感知最为明显。电梯的电动机旋转频率为n/60，而涡轮蜗杆齿轮的频率为nZ1/(60×2的0.5次方)，这些频率都需要通过减震垫来控制。选择四个方形减震垫的尺寸为120×46×50，是为了满足电梯设计的空间要求和性能需求。这些减震垫的静形变δ和自震频率f是设计计算中的关键参数，它们影响着减震垫的减震效果和电梯的运行品质。电梯轿厢减震垫静变形δ（mm）自震频率f（Hz）结论空载（Q=0）3.0±0.514.4自振频率f满足设计要求8<f£15满载（Q=1000Kg）9.0±0.5（称量元件变形大灵敏度高）8.4计算过程矩形橡胶块的计算公式为：其中：Dh——矩形橡胶块的变形量P——橡胶材料承受的载荷h——矩形橡胶块的高度a——矩形橡胶快的长度b——矩形橡胶快的宽度Ea——弹性模量故：p=500Kga=120mmb=46mmh=50mmEa=FiG其中：为了确保电梯系统的安全性和可靠性，减震垫的设计必须考虑到轿厢重量的变化以及橡胶硬度的差异。在这一部分，我们将根据不同的轿厢重量和橡胶硬度参数，对减震垫的变形量进行详细计算。在进行这些计算时，我们选择的是轿厢的极限重量，以确保橡胶减震垫在不同工况下都能提供稳定的减震效果。在计算过程中，我们假设橡胶硬度HS为50。根据给定的公式，我们可以计算出当G=0.117e0.034*50时，F的值为1.2。这里，G是一个与橡胶硬度相关的系数，e是自然对数的底数，0.034是硬度系数，50是橡胶硬度的数值。通过这些参数的代入计算，我们得到了F的值为1.2。=1\*GB3①轿厢空载且配非华美装饰时：p1=500Kg/4=125*9.8=1225N则：故3mm<Dh=3.22mm<9mm，符合要求。=2\*GB3②轿厢满载且配华美装饰时：p2=1600Kg/4=400*9.8=3920N则：故Dh=10.38mm>9mm，不符合要求。取HS=52时G=0.117e0.034*52=0.6855，F=1.232=1\*GB3①轿厢空载且配非华美装饰时：p1=500Kg/4=125*9.8=1225N则：故3mm≈Dh=2.93mm<9mm，基本符合要求。=2\*GB3②轿厢满载且配华美装饰时：p2=1600Kg/4=400*9.8=3920N则：故3mm<Dh=9.38mm>9mm，基本符合要求。取HS=55时G=0.117e0.034*55=0.7591，F=1.28=1\*GB3①轿厢空载且配非华美装饰时：p1=500Kg/4=125*9.8=1225N则：故3mm<Dh=2.55mm<9mm，基本符合要求。=2\*GB3②轿厢满载且配华美装饰时：p2=1600Kg/4=400*9.8=3920N则：故Dh=8.15mm<9mm，不符合要求。综上所述可得如下计算结果：硬度HS载荷情况橡胶硬度为50HS橡胶硬度为52HS橡胶硬度为55HS轿厢空载且配非华美装饰时减震垫变形量Dh（mm）3.222.932.55轿厢空载且配华美装饰时减震垫变形量Dh（mm）10.389.388.15轿厢垫的选择根据上表计算结果表明轿厢减震垫硬度取52HS较为合适。

平衡补偿链计算在电梯运行过程中，轿厢和对重侧的钢丝绳以及轿厢下的随行电缆的长度会随着轿厢和对重位置的改变而发生变化。这种变化会导致轿厢、对重等重量的动态分配，从而使曳引轮两侧承受的载荷出现差异。为了降低这种载荷差异，提高电梯的传动效率和运行稳定性，采用平衡补偿链进行补偿是必要的。平衡补偿链的使用通常是在电梯提升高度超过30米或者电梯速度超过1.6米/秒的情况下。在这个条件下，平衡补偿链可以有效地减少因高度和速度变化引起的载荷不均问题，从而提升电梯的曳引性能。根据电梯运行速度的不同，所需平衡补偿链的钢丝绳根数也有所不同。这意味着需要根据实际情况选择合适的补偿链型号。这些补偿链的型号和数量将直接影响到电梯的曳引效率和运行稳定性。此外，平衡补偿链单位长度的重量Qb也需要通过特定公式进行计算，以确保电梯运行的平衡。计算公式为qb=qy-qb/4其中：qy——钢丝绳单位长度重量（F13）qb——电缆单位长度重量下面就对精品样梯补偿链的选型进行计算：因为V=1.0m/s，电梯所用钢丝绳根数为n=5，配随行电缆为2根TVVB24和1根TVVB36则：钢丝绳单位长度重量电缆单位长度重量故：根据海岸兴华胶带厂包塑平衡补偿链WFBS-7单位质量为1.28Kg/m与qb=2.46Kg/m接近（补偿率为qb1/qb=2.56