电梯设计计算

目录

1.前言

2.电梯的主要参数

3•传动系统的计算

3.1曳引机的选用

3o2戋引机电动机功率计算

3.3戋引机负载转矩计算

3o4曳引包角计算

3o5放绳角计算

3.6轮径比计算

3.7曳引机主轴载荷计算

3.8额定速度验算

3o9戋引力、比压计算

3.10悬挂绳安全系数计算

3。11钢丝绳端接装置结合处承受负荷计算

4o主要结构部件机械殛度计算

4.1轿厢架计算

4o2轿底应力计算

4.3轿厢壁、轿门壁、层门壁强度、挠度计算

4.4轿顶强度计算

4,5绳轮轴强度计算

4o6绳头板强度计算

4.7机房承重梁计算

4.8补偿链计算

5o导轨计算

5.1轿厢导轨计算

5.2对重导轨计算

6o安全部件计算

6o1缓冲器的计算、选用

6.2限速器的计算、选用

6o3安全钳的计算、选用

7o轿厢有效面积校核

8.轿厢通风面积校核

9o层门、轿门门扇撞击能量计算

10o井道结构受力计算

10o1底坑预埋件受力计算

10.2层门侧井道壁受力计算

10o3机房承重处土建承受力计算

10.A机房吊钩受力计算

11o井道顶层空间和底坑计算

11o1顶层空间计算

11o2底坑计算

12.引用标准和参考资料

1.前言

本计算书依据GB7588、GB/T10058.GB/T10059.GB10060等有关标准及有关设计手

册，对TKJ1600/2.5—JXW(VVVF)乘客电梯的传动系统、主要部件及安全部件的设

计、选用进行了计算、校核。

2.电梯的主要参数

2o1额定载重量：Q=1600kg

2.2空载轿厢重量:P尸2500kg

2O3补偿链及随行电缆重量：P2=700kg

适用于提升高度110m,随行电缆以60nl计。

2.4额定速度：v二2。5m/s

2o5平衡系数：二0。5

2O6曳引包角：二310。17

2o7绕绳倍率：i=2

2.8双向限速器型号：XS18A（河北东方机械厂）

2.9安全钳型号：AQ1（河北东方机械厂）

2.10轿厢、对重油压缓冲器型号：YH2/420（河北东方机械厂）

2o11钢丝绳规格：819S+NF—12—1500（单）右交

2.12钢丝绳重量：P3=700kg

2.13对重重量:G=3300kg

2.14曳引机型号：GTN2-162P5（常熟市电梯曳引机厂有限公司）

3.传动系统的计

算

速转矩，N•m;

Mf——摩擦转矩，N•m;

D——曳引轮直径，D=0o48m;

1------效率，71=0.8;

J——总转动惯量；

J=J+J尸91.84kg•m2

J1-一直线运动部件计算转动惯量，

J=54.84kg行

2

J2旋转体转动惯量,J2=37kg*m

3.3曳弓I机负载E曳引轮圆周处切向角加速度,

转矩计算E=9o756rad/s2;

1.起动总转矩计口---摩擦系数，u=0o1

算R——轴承上总载荷，N；

M=MS+MD+Mfr-轴承处轴半径，m;

=(P-4-(2-G)-—•—+/.iRr

477

=1176+896+102o9

=1651.8N-m

式中:M-------起动

总转矩，N•m;

Ms--------静'

不平衡力矩，N-m;

--------力口

MD

3o4曳引包角计算:

a=180°+90°+arctg650/770

二310。17°

3.5放绳角计算满足要求

1.曳引轮与导向轮之间的放绳角计算

8

2o电机容量计算tga=-j=

V6502+7702

V9555•N

M=----------e-

en=0o00794<0o03

=681N-m

曳引机标定值:

M=682N-m

3o转矩比计算

M/M=2.42<[2.5]

2.额定速度转矩起动转矩满足

校核:额定速度运行转矩满足

MS=652O925N•m

<M=682N•m

际静载,kg;

ZPK——实际动载，kg；

K——动载系数，K=1.2；

[P]——主轴允许静载；

3O8额定速度验算

实际额定速度应符合下式：

92%V〈V实<105%V

_•n•D

-6xl04•/

=2.5117m/s

式中：n----电动机额定转速；

2.曳引轮与轿顶D——曳引轮直径，mm;

轮i—绕绳比；

40

Iga=——=0.0104<0.03

3850

3.6轮径比计算：

2二®1=40引40]满足要求

d12

3O7戋引轮主轴

负荷计算：符合GB7588第9.2.1条

9+乙+A+0/2

二4400kg

£PK=K£P=5280kg

主轴载荷满足

ZPK=5280kg

<[P]=8000kg

式中：IP——实

5）补偿链、电缆重量：P2=700kg

6）曳引轮直径：D二480

7）选用钢丝绳及根数：5X612

8）轿顶轮、对重轮直径：DP=600

9）额定速度：V=2。5m/s

10）悬挂比：2:1

92%V=2。3m/s11）曳引轮轮槽角:y=30°

105%V=2o62512）曳引包角:a=310。17°

m/s13）钢丝绳重量:700kg

fa

92%V=2.3m/s<V2.曳引力计算e=1.95567

实-2o5117m/s（1）轿厢装载工况

<105%V=2.625

T、=19600N

m/s/y

n=1.475<%=1.95567

额定速度符合GB7588,第12。6条

3。9曳引力计算

1o技术参数

1）额定载重量：

Q=1600kg

2）轿厢自重：

P尸2500kg

3）平衡系数：0o

50

4）对重重

量：G=3300kg

T=(尸+。+MScar+M力皮)(g”-a)

1r

\FRcar

Z(叫皿•%“•〃)+^—

j=lf

=14921.5N

T2=+")+MSRcwl(g“+，•/)+niDP•…

r

iFR

+Xmpcf.hcwi.a----

r=lr

=20738.5?/

口•=1.39<0=1.564

Tt

4(cos--sin—)

f=jn---------=------=-----=0.1239

万一4一y_sin£+siny

(2)紧急制动工

空载轿厢）在

(=(P+L25。)*"+•g”=2891ON

Y井道上部上

况（取制动

行时，紧急

减速度

制动，曳引

a=0.5m/s2)

绳不打滑

装载工况曳引绳不打滑

〃==0.0667

1+-

10

VB

4(cos--sin—)

/=//----------,---_

n—P—y—sinft+siny

=0.0826

efa=1.564

a)空载轿厢在井

道上部上行

(3)轿厢)滞留工况

4(cos--sin—)

f=//--------------------------

,Tsin/7+sin/

=0.2478

efa=3.825

T=(-十%&"+%「“)&

r

=156807V满载轿厢

在井道下

=3430N

2L=4.57>eJa=3.825部下行，紧

T2

3.比压计算：急制动，曳

8cos净引绳不打

P=---------X-------------------------------

nd'D乃一夕一sin夕滑。

=2AMpa

式中：P——比压，MPa;

d----曳引绳直径,mm;

曳引轮直径，

D----mm;轿厢滞留

工况，曳引

b）满载轿厢在井绳能打滑。

道下部下行时:

T(P+2)(g，，+〃LA/z,\

(=------------------+MsRw(g“+ra)

r

FR

+-----

/-I1

=24853.5N

/C-a),Mc(gL)

Tm

/2-r1rDP

r-iFR

-X。叫CW"pew/•4)+—"

)=11

=18637.757V

△=1.334ve加=1.564

4

层站时，在曳引轮水平面上，轿

厢

一侧的戋引绳静拉力，N；

[-5+%

1+匕、

=5A\67MPa

式中:[P]一许用比压,MPa;

Vc--对应于轿厢额定速度的曳引绳

速度,m/s比压满足.

P=2O1MPa<[P]=5.4167MPa

n一—曳弓I绳

根数；

T--轿厢以

额定载重量停靠

在最低

二3.873

式中：比.一等效滑轮数量；

Nequiv(t)-一曳引轮的等效数量；

Nequiv(p)——导向轮的等效数量；

Nequiv(p)=Kp(4MN,)

=0o6243X(3+0)

=1o873

式中：Nps—-引起简单弯折的滑轮数量；

Npr——引起反向弯折的滑轮数量；

KP——跟曳引轮和滑轮直径有关的

系

数

4

储=像=既，=。33

式中：Q-一曳引轮直径，mm;

Dp-—除曳引轮外的所有滑轮的平均

直径,mm

口出=4。

dr12

式中：Dt------曳引轮直径，mm;

3.10悬挂绳安全

系数计算

N1・equiv二N'.equiv3(t)

^equiv(p)

=2+1.873

负荷计算悬挂绳安

钢丝绳与其端接装置的结合处按照全系数满

GB7588第9。2.3条的规定，至少应能承受足

钢丝绳最小破断负荷的80%.现端接装置采

用材料是30#钢，螺纹直径是M16（粗牙、

螺距2mm）。端接装置最危险截面在螺纹内

径处C

内径d尸13。835

摘自《机械

中径d2=14,701

设计手册》

H=1.732mm

第3卷P21

一6、P21

=156.666〃?"

其中：d3=drH/6=13.546—45

螺纹性能等级为6.8级,a5=480MPa

Sp=0.91/•As

=68431.7N

式中：Sp——保证载荷，N；GB3089o1

Os——屈服极限，MPa;表3

dr------钢丝绳直

2

,As-------螺纹公称应力截面积,mm;

径，mm

8X19S+NF—12-1500(-^)右交

查图M得：Sf=13

cnN5x63300

-(A+G+。应“/2"(2500+700+1600)x9.8/2

=13.46>5r=13

3。11钢丝绳端接

装置结合处承受

4.主要结

构部件

机械强

度计算

最小破断载荷：

F=63o3kN

80%F=50640N钢丝绳端接装置符合GB7588第9。2.3条

SP=68431.7N>80%

F=50640N

进行计算。即在构件的连接点上释放掉一些

约束，使构件静定或即使是超静定也是低次

超静定。

4.1.1轿厢架的结构及参数

A.1轿厢架计算

轿厢架是一个空

间超静定刚架结

构，较为精确地计

算轿厢架构件的

承载强度，需用有

限元法.由于轿厢

架的强度裕量比

较大，因此常用偏

于保守的分离法

的载荷

a）轿底自重的5/8均布在下梁上。

b）平衡绳及随行电缆的拉力形成的集中载

荷。

c）额定重量的负载

对客梯和A类负载的货梯，取额定负载的

5/8均布在下梁上。

1631kg1631kg

Mmax=(1631X1020-1281X510)X9O8下梁强度满

二9901038N•mm足

o-==42AMPa<团=4SMPa

4o1o2上梁计算

上梁选用

[22/Q235

不(P+2)g.z

4〃

上梁强度满足

=47MPa<[a]=48MPa

4。1.3下梁计算

下梁选用

[16/Q235

(1)王常工况下

式中：Lo——两轿厢导轨之间的距离.

10-一两缓冲器之间距离。强度满足

Zn-—下梁的抗弯截面模量。

4o1c4轿厢立柱计算

立柱选用[18/Q235

(1)立柱应力计算

=口=3822000N-mm

°8

&=M/H=8993N

F=M"2H=449.65N

=0

M+M=MQL/2H

M=768896.5N•加阴

=42.6MP。<[cr]=48Mp。

(2)立柱一端相对于另一端变形计算

3=上乩立柱强度

(2)非正常工况24EJ•H

=6.6mm<㈤=20nun满足

下，当电梯失

式中：6——由于偏载引起端点转角e,立

控撞底，轿厢

柱一端相对于另一端的变形，mm.立柱变形

碰到缓冲器

量满足

时，缓冲器的

反作用使下梁

承受冲击载

荷。

(P+0)g(3/o)

CT=-------------------------

4Z“

(7500+1600)x9.8x(2080-900)

4x2x116800

-50.74,1/Pa<[cr]-96MPa

算

4.2o1装载工况轿底框应力计算

轿底宽度方向由五根10E/Q235组成

深度方向由四根10I/Q235组成

M=o.4%1

=0.4x1600x9.8x(900-690)

=1317120N・〃?〃？强度满足

M

CF=—=6.6MPa<[a]=48A/PQ

4.2.2轿底板应力计算

轿底板采用钢板55/Q235

假设轿底板为周边简支，均布载荷则:

q,摘自《机械

h.

设计手册》

，466.67、21600x9.8

=0.3756x(---------)-x---------------

51950x1750第1卷

=\5MPa<[a]=4SMPa

P4-185

4.3轿厢壁、轿门壁、层门壁计算

假设四边简支、中心5cm2面积上受均布载荷

q

1O强度计算

,b

%皿=a\-Y2-q

立柱细长比强度满足

(3)八〜，、

=0.02874x(-2-2--.-3--6)22x——300

2.5500

计算

=\3.SMPa<[a]=4SMPa

I/lc=2800/19.5二2o挠度计算

143.6<[160]

注：拉点位置小于稳定性满足

2/3Lo

4o2轿底应力计

心0。20mX0.20m面积上受均布载荷q

Max=«(-)2q摘自《机械

，200、21000

=0.2874x(---yx----------设计手册》

2.5200x200

=45.984MPQ<[(T]=170Mpi

第1卷

P4-185

强度满足

%=帖)2"

tEt

300

=0.1851x(—)2x

2.52.05XIO5X2.5

=1.56mm<\W]=15mm

摘自《机械设计手册》第1卷P4—187

4.4轿顶强度计

算:挠度满足

假设四边简支，中

2400kg2400kg

238

•，v

2400kg2400kg

M二(2400X91。5-2400X27O5)X9.8

=1505280N•mm强度满足

m就34x703

W=-----=---------

3232

=33673.946〃加

M

cr=—=44.7A/A?<[<r]=588MpQ

W

注：轮轴材料为45、

405.2.对重轮轴强度计算

2000kg2000kg

2000kg2000kg

M二(2000X50.5—2000X27。5)X9O8

二450800N,mm

.../^x7O3

W------=---------

3232

4.5绳轮轴强度计=33673.946/%〃/

算

4o5.1.轿顶轮轴

强度计算

板强度计算

202。[20,20

IVVJB

R1----------------------------114-------<R2

250R尸480义(74+94+114+134+154)

Rl=1094o4kg

M=[1094o4X136-480X(40+20)]X9O8

=1176376o32N•mm

»ab2148x352

W=---=--------

66绳头板强

=30216.67/〃"/

b吟=38.93“尸〃<[cr]=48MPa度满足

4O6.2对重绳头板强度计算

对重侧受力比轿厢侧小，故对重绳头板不必

计算

<y=—=\3AMPa<[(J

W

注：轮轴材料为强度满足

45#。

4o6绳头板强度

计算

4.6o1轿厢绳头

,540325,

1：如

由上图可知，只须计算梁2、梁3即可。

技术参数

1.梁1、梁2选用I32b/Q235o

梁3、梁4选用［30b/Q235o

2.戋引机自重：1150kg

机架重：330kg

3o轿厢）自重：2500kg

载重：1600kg

4.7机房承重梁补偿链及随行电缆的重量：700kg

计算对重重量：3300kg

4o受力点如下:

A=2740kg

B=3140kg

C=2000kg

2800%=1960.2xU75+1710.5x2425+57.7x2,8x1400

R2=2384.8心

凡=1285.9心

M=(1285.9X1175-57.7xl.175x587.5)x9.8

=14416794.4N・〃?〃？

=(2384.8x375-57.7x0.375x187.5)x9.8

=872438LIN•加利

M

o-=—L=19.85MPa<[a]=48Mpo

1960.2kg1710.5kgq・57,7kg/。

117s1250_L375

强度满足

/VWVV/VJ/VVV7\/Wvw\

\/

28QD

Y严

29y[3EIl

=0.013c〃？

=0.13mm

2o挠度计算

Y

,-9&EH挠度满足

D=2400kg=0.036cm

=0.36用〃？

Ymax=0o49mm<[丫皿]=1。667mm

4.7o1梁2计算

1.强度计算:

y/dY严

2州侑破步制X1175+1000X2425+39.16X2.8X1400

屋用域务淤g

月=7合湃

-39.16x1.175x587.5)x9.8

挠度满足

btQMs"20Mp〃<[0-]=48MPa

Ymax=0.536mm<[Y]=1。667mm

4O7.2梁3计算

1o强度计算

强度满足

2.挠度计算

缆的扁形电缆

1

4

=4.164--xl.l

4

=3.889伙7加

4.8补偿链计算

1.若选用带钢缆

的扁形电缆

1

仇二夕「尸，，

=4.164-11.5

4

=3.785kg/m5.导轨计

式中：qb——补偿链算

单位长度重量，

kg/m;

qy-----4冈丝绳

单位长度重量，

kg/m;

qd-------随行

电缆单位长度重

量，kg/mo

2.若选用不带钢

导轨支架间距：L二2000mm

1.安全钳动作工况

(1)弯曲应力

a)由导向力引起的Y轴上的弯曲应力。

K\'gn(QXQ+PXp)

x~而

=899.3N

MY="«=337235.3Nmm

16

o-=」=»2MPa

y%

b)由导向力引起的X轴上的弯曲应力

LjPYp)

y_h

=1614.12^

5o1轿厢导轨计

算

轿闹导轨选用

T127—2/B.

技术参数：

S=28.90cm2

=4

lxx200o00cm

3

Wxx=31o00cm

ixx=2o68cm

"尸235.00cm4

3

Wyy=36080cm

iy『2.86cm

c)压弯和弯曲应力

a.\r=<J»k*+rfl=Ab.ASMPa<crItli=205MPa

(4)挠度

48E/y

=0.218〃z〃z<［3/=5mm

FI3

心,=0.7—^―

48£/A.

=0.455〃"〃<［心］=5mm

2.正常使用运行工况

挠度满足。

(1)弯曲应力

a)由导向力引起的Y轴上的弯曲应力。

MY=-----

*16

=605294.12N•加

Mx

CTy=K/QXQ+PX》

叭

=195Mp。'nh

=484.24N

(2)压弯应力

rF廊俨+0)

K-n

=40180N

zrFKYD

◎k=-------MY=——

A16

=20.6MPa=181588.2N-mm

。=My

(4='=74.6,1.48)<7v=---

i叫

(3)复合应力=4.93MP。

a)弯曲应力

am=o-x+(JY=282MPa<(Jperm=205MPa

b)弯曲和压缩应

力

凡

er=aHl+—=42.6MPa<(Jf,J,cerrHml=205MPa

A/_W

MY=------

A16

=404682.35N•加

Mx

%=-%-，

=13.05MPa

3.正常使用装载工况

(1)弯曲应力

%=+by=17.98/WPQ<o3rm=165Mpa

a)由导向力引起的Y轴上的弯曲应力

£0.7

48E/v

=0.312〃?〃?<©,]=5mm

b)由导向力引起

的X轴上的弯

曲应力.

PK血(”。+尸乙)

>―h

二1079.15N

(2)复合应力

(3)挠度

F尸

3x=0.7-^—

48EZr

=0.11Smm<［瓦］=5mm

b)由导向力引起

的X轴上的弯

曲应力。

F_g."+&匕

，一h

=0

(Tv=0

(2)复合应力

(

(7,"=(7V+TY=6.8MPa<exp“m=\65MPa

(3)挠度K/GXG

Fx=

nh

=113.2W

…皤挠度满足

=0.16mm<[b、]=5mm

的Y轴上的弯曲应力

MA,y=——

}16

=42454.93N〃〃〃

My

CTy=­-

匕

=3.6MPa

b)由导向力引起的X轴上的弯曲应力

K2g„GYG

,nh

=484.43N

5.2对重导轨计

算

对重导轨选用

T90/B

1.技术参数

P-

=0.7^—

S=17o20cm248M.

=0.124mm<[SJ=5mm

lxx=102.20cm'

3

Wxx=20o90cm

ixx=2o5cm

。=0.7^—

448EI\

lyy=52000cm

=0.271/77???<[6、.]=5mm

3

Wyy=11.90cm

iyy=1o76cm

2.正常使用运行

工况

(1)弯曲应力

a)由导向力引起

6o安全部

件计算

强度满足

,,_3F/

MY=----r-

*16

=181662.8N•加机

M

<Tv=^Lx

外

=S.7MPa

(2)复合应力

(r=<7V+(7v=\2.3MPa<02m=165Mpa

m〃I人JJ/cZHi

3.挠度挠度满足

m

2o对重缓冲器选用二只油压缓冲器

（1）型号：YH2/420（河北东方机械厂）

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