杂物电梯计算说明护书.docx
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杂物电梯计算说明护书
杂物电梯计算书
一、概况
1、项目名称:
XXXX电梯有限公司
2、电梯型号:
TWJ-300/
3、额定载重量:
Q=300kg
4、额定速度:
s
5、层、站:
2/2
6、提升高度:
3m
7、曳引比:
r=1:
1
8、曳引包角α=180°
9、轿厢净尺寸(宽×深×高)1000mm×1000mm×1200mm
10、层门、轿门开门尺寸1000mm×1250mm
11、开门形式:
上下直分
二、平衡系数及对重
1、轿厢自重:
P0=300kg,
2、额定载重:
Q=300kg,
3、平衡系数选:
q=,
4、对重质量W=P0+qQ=300+×300=450(kg)
三、曳引机选型计算
功率N=
QV(1-q)
102η
1、曳引电动机功率计算
选择有齿曳引机
式中:
v——额定速度,v=s
当曳引比r=1:
1时,η=
N=
300×(1-
=(kw
102×
2、选择曳引机
选用常熟鑫达生产的XD100型曳引机,其参数如下:
额定功率N0=3Kw,额定转速1440r/min,减速比i=62:
1=62,
主轴静载2000KG,额定转矩500Nm,
曳引轮节径D=325mm=,
曳引钢丝绳根数与直径n0×dr=3×φ8
绳轮槽形切口角β=°,γ=30°
3、校核
(1)功率N0=3kw>N=(kw),通过。
(2)电动机变频调定额定转速
n1=
60υir
=
60××61×1
πD
π×
=
(r/min)
电动机额定转速为1440r/min,通过。
(3)实际正常运行最大扭矩M按超载10%计算
M=
-q)QDgn
=
-0.5)×300××
=331(Nm)
2r
2×1
M=331Nm<额定转矩500Nm,通过。
(4)直径校核D/dr=325/8=,通过。
(5)主轴最大静载荷G
G=
1
(P0+)+
1
sin(α-90°)(P0+qQ)
2
2
G=
1
(300+×450)+
1
sin(180°-90°)(300+×450)
2
2
G=<主轴允许静载2000Kg,通过。
(6)满载轿厢盘车力F1的计算
F1=(1-q)QDgn/riηD1
式中:
D1——盘车轮直径,D1==550mm,
F1=(1-)×300××(2×9××=(N)
<400N
四、曳引条件计算
1、efα的计算
式中:
α——曳引包角,α=180°=π
f——当量摩擦系数
4(cos
γ
-sin
β
)
f=μ
2
2
=μfo
π-β-γ-sinβ+sinγ
式中:
μ——摩擦系数,β=°,γ=30°
4(cos
30°
-sin
°
)
f0=
2
2
=
π-°-30°-°+sin30°
(1)装载工况时,μ=
f=μf0=×=
efα=e×π=≈
(2)紧急制停工况时,
μ=
=
=
1+v/10
1+10
f=μf0=×=
efα=eπ=
(3)滞留工况时,μ=
f=μf0=×=
efα=eπ=
2、装载工况
1.25倍的载重量,轿厢位于最低层。
此时,制动减速度a=0,井道摩擦力FR≈0
T1=(1/r)(P0++MTrav)gn+MsRcargn
式中
MTrav——随行电缆的实际质量,轿厢位于最低层时,MTrav=0,
MsRcar——轿厢侧曳引钢丝绳的实际质量,轿厢位于最低层时,MsRcar=(1/2)Q1=(1/2)×387=(kg)
T1=(1/2)(1600+×1350+0)×+×=(N)
T2=(1/2)(Mcwt+MCRcwt)gn+MSRcwtgn
式中,Mcwt——对重的实际质量,Mcwt=W=2275kg
MCRcwt=Q2=
MsRcwt——对重侧曳引钢丝绳的实际质量,轿厢位于最低层时,对重在最高层,此时MsRcwt=0。
T2=(1/2)×(2275+)×+0=(N)
T1
=
= T2 3、滞留工况时, 对重压在缓冲器上,空载轿厢在最高位置。 此时,制动减速度a=0,井道摩擦力FR≈0。 T1=(1/r)(P0+MCRcar+MTrav)gn+MsRcargn 式中: 轿厢在最高位置时, MCRcar=Q2=,MTrav=Q3=80kg,MsRcar=0 T1=(1/2)(1600++80)×+0=(N) T2=(1/r)Mcwtgn+MSRcwtgn 式中: 对重压在缓冲器上,Mcwt=0,MSRcwt=(1/2)Q1= T2=0+×=(N) T1 = =>efα=,通过。 T2 4、紧急制停工况 (1)额载轿厢位于最低层周围,上行工况时紧急制停。 此时,P0=1600kg,Q=1350kg,a=s2,FR≈0 T1= 1 (P0+Q+MCRcar+MTrav)(gn+a)+MsRcar(gn+2a)+MsRcara r2-2r r 2 +Mpcar2a 式中: 当轿厢位于最低层周围时,MCRcar=0,MTrav=0, MsRcar=(1/2)Q1= Mpcar——轿厢侧滑轮惯量的折算质量,Mpcar=60kg T1=(1600+1350+0)+/2++2×+0+60×2×=(N) T2= 1 [(Mcwt+MCRcwt)(gn-a)]+MsRcwt(gn-2a)-MsRcwta r2-2r -mpcwta 2 2 式中: 当轿厢在最低层周围,对重就在最高位置周围, Mcwt=W=2275kg,MCRcwt=Q2=,MSRcwt=0 mpcwt——对重侧滑轮惯量的折算质量,mpcwt=100kg T2=(1/2)×(2275+×-+0-0-60×=(N) T1 = =>efα= T2 (2)空轿厢位于最高位置周围,下行工况时,紧急制停。 此时,P0=1600kg,Q=0,a=s2,FR≈0,Mcwt=2275kg MSRcwt≈,mpcwt=60kg,MTrav=80kg, T1= 1 Mcwt(gn+a)+MsRcwt(gn+2a)+MsRswta r2-2r +Mpcwta r 2 MSRcwt≈0,Mpcar=60kg,MCRcar= T1=(1/2)×2275×++×+2×+0+60×=(N) T2= 1 (P0+MCRcar+MTrav)(gn-a)+MsRcar(gn-2a)-MsRcara r2-2r -Mpcar2a r 2 T2=(1/2)(1600++80)-+0-0-45×2×=(N) T1 = = T2 五、曳引钢丝绳安全系数的计算 Nequiv(t)=5, Kp=(750/560)4=,Nequiv(p)=2×1=2, Nequiv=5+2=7 D/dr=750/13=, 按公式: Log( ×106Nequiv ) Sf=10[- (D/dr) ] Log[(D/dr)–] 将Nequiv=7,D/dr=,代入上式,计算整理得: Sf= 实际安全系数S=S0n0/S1 式中,S0——单根钢丝绳的破断拉力,S0=92500N S1——钢丝绳上经受的最大拉力, S1=[(P0+Q)/r+]gn=[(1600+1350)/2+]× =(N) S=(92500×5)/=>Sf=,通过。 六、绳槽比压的计算 比压ε0= S1 × 8cos(β/2) ≤ +4v n0drD π-β-sinβ 1+v ε0= × 8cos°/2) = 5×13×750 π-°-° +4v = +4×2 = 1+v 1+2 ε0< +4v ,符合要求。 1+v 4、缓冲器 (1)选择耗能型缓冲器,其行程应 >=×=(m)= 选用HYF275A油压缓冲器,轿厢用1个,对重用1个。 其技术参数为: 最大冲击速度: v≤s 缓冲器行程: 275mm 最大缓冲质量: 3500kg,最小缓冲质量: 860kg (2)校核: 电梯额定速度v=s 缓冲器行程: <275mm,通过; 轿厢缓冲质量: P0+Q=1600+1350=2950kg<3500kg,通过。 对重缓冲质量: P0+qQ=1600+×1350=22750kg>860kg,通过。 七、轿厢导轨的选择和验算 轿厢导轨选择T89型电梯导轨,其主要参数: 截面积A=1570mm2,弹性模量E=200×103Mpa, Wx=14500mm3,Wy=11900mm3,Ix=597000mm4,Iy=530000mm4,i=, 轿厢载荷散布如下: O为轿厢导轨直角坐标系的坐标原点, S为轿厢悬挂点,Xs=20mm,ys=0,(悬挂点实际在2个反绳轮上,S为悬挂受力合成点) P为轿厢质量中心,Xp=-60mm,yp=0, P=P0+60=1600+60=1660(kg), Q为载荷质量中心,XQ=235mm,yQ=200mm,Q=1350kg f为装卸载时,作用于轿厢上的力,Xf=-845mm, yf=0,f=gnQ=××1350=(N) C为轿厢几何中心。 ②压弯应力εk的计算 Fk= K1gn(P+Q) = 2××(1660+1350) =(N) n 2 εk=Fkω/A,ω与入值有关,λ=L/i=2500/= 查表得,ω= εk= × =(Mpa)<εperm 1570 ③复合应力 ε≈εm+εk=+=(Mpa)<εperm=205Mpa,符合要求。 4翼缘弯曲 εf=Fx/C2,式中C=10mm εf=×567/102=(Mpa)<εperm,符合要求。 5挠度 δx= FxL3 = ×567×25003 =(mm) 48EIy 48×200×103×530000 δy= FyL3 = ×1394×25003 =(mm) 48EIx 48×200×103×597000 许用挠度δperm=5mm,δx<δperm,δy<δperm,符合要求。 2、正常利用,运行 1弯曲应力 Fx= K2gn[Q(XQ-Xs)+P(XP-Xs)] nh 式中K2= Fx= ××[1350(235-20)+1660(-60-20)] =(N)≈248N 2×3800 My= 3FxL = 3×248×2500 =116250(Nmm) 16 16 εy= My = 116250 =(Mpa)≈10Mpa Wy 11900 Fy= K2gn[Q(YQ-Ys)+P(YP-Ys)] = ×[1350(200-0)+1660(0-0)] (n/2)h (2/2)×3800 ==(N) Mx= 3FyL = 3××2500 =(Nmm) 16 16 εx= Mx = =(Mpa) Wx 14500 εm=εx+εy=+10=(Mpa)<εperm 2压弯应力 “正常利用,运行”工况,εk=0 3复合应力 ε=εm+εk=εm<εperm,符合要求。 ④翼缘弯曲 εF= = ×248 =(Mpa)<εperm C2 102 符合要求。 ⑤挠度 δx= FxL3 = ×248×25003 =(mm)<δperm 48EIy 48×200×103×530000 符 合符合要求。 δy= FyL3 = ××25003 =(mm)<δperm 48EIx 48×200×103×597000 符 合符合要求。 3、正常利用,装卸载 Fx= gnP(XP-Xs)+f(Xf-Xs) = ×1660(-60-20)+3924(-845-20) nh 2×3800 1弯曲应力 =-(N) 取Fx为正值,则Fx= My= 3FxL = 3××2500 =(Nmm) 16 16 εy= My = =(Mpa) Wy 11900 Fy= gnP(yP-ys)+f(yf-ys) = gnP(0-0)+7848(0-0) =0(N) (n/2)h (2/2)3800 εx=0 2压弯应力 εk=0。 3复合应力 ε=εx+εy+εk=εy=<εperm,符合要求。 4翼缘弯曲 εF= = × =(Mpa)<εperm C2 102 符合要求。 5挠度 δx= FxL3 = ××25003 =(mm)<δperm 48EIy 48×200×103×530000 通过。 δy=0,通过。 上述三种工况下,导轨都能知足利用要求。 电梯轿厢选用T89型导轨是安全的。 轿厢导轨支架连接螺栓的选择、计算 由上述轿厢导轨计算得出,安全钳动作时,轿厢导轨受力最大。 导向力Fx=567N,Fy=1394N,压弯力Fk=, 导轨所受的最大等效作使劲 F 取F=31195N,并规定力F作用在导轨两相邻支撑点的中间。 设导轨相邻上、下两个支架的连接螺栓的受力(单个螺栓受力)为R,则R=(1/4)F=(1/4)×31195=(N)。 (1)单个螺栓所需预紧力 PT= KnR m’u’ 式中: Kn——靠得住性系数,Kn=, m’——摩擦面的数量,m’=1 u’——结合面间的摩擦因数,u’= PT= × =31195(N) 1× 导轨所受的最大等效作使劲F,由各个螺栓的预紧力PT所产生的摩擦力来平衡。 d≥√ PT εLp (2)螺栓直径 式中,εLp=εS/,选螺栓性能品级为,其εS=640(Mpa) εLp= 640 =457(Mpa) d≥√ ×31195 =(mm) 457 取d=16mm,则AS= (3)校核 εL= PT = ×31195 =(Mpa)<εLp=457Mpa,通过。 AS εSAS=×640×=(N)>PT=31195N 螺栓的预紧力是合理的。 八、轿架的强度计算 1、上梁计算 (1)上梁采用Q235—A钢,εS=235Mpa, 其主要参数: Ix=cm4Wx=E=2×107N/cm2 (2)上梁最大应力 上梁受力在中间反绳轮上,简化合成为中间一个集中载荷(P0+Q+Q1),其中Q1= εmax= (P0+Q+Q1)L0gn 4Wx 式中,L0——上梁支承距,L0=2100mm=210cm εmax= (1600+1350+)×210× =(N/cm2)= 4× 安全系数n= εS = 235 = εmax (3)上梁最大挠度 Ymax= (P0+Q+Q1)L03gn 48EIx = (1600+1350+)×2103× 48×2×107× =(cm)= 许用挠度[Y]= L0 = 2100 =(cm) 960 960 Ymax=<[Y]=,符合要求。 2、下梁计算 (1)下梁采用Q235A钢,εS=235Mpa: 其主要参数: E=2×107N/cm2,Ix=cm4,Wx=cm3 (2)最大弯矩和最大应力 Mmax=ApL12/8+Q1gnL1/4 Ap= 5(P0+Q)gn 8L1 式中, L1——下梁支承距,L1=2100mm=210cm Ap= 5(1600+1350) =(N/cm) 8×210 Mmax= ×2102 + ×210× =(Ncm) 8 4 εmax= Mmax = =(N/cm2)= Wx 安全系数n= εS = 235 = εmax (3)下梁最大挠度 Ymax= 5ApL14 + Q1gnL13 384EIx 48EIx = 5××2104 + ×2103× 384×2×107× 48×2×107× =(cm)= 许用挠度[Y]= L1 = 2100 =(mm) 960 960 Ymax=<[Y]=,符合要求。 3、直梁计算 (1)直梁采用Q235A钢,εS=235Mpa,: 其主要参数: 截面积S=,Iy=,Wy=,Ry= (2)直梁受的最大应力 轿厢直梁为2根,别离置于轿厢双侧,在最不利条件下,轿厢内载荷不均匀,直梁受的附加弯矩u=QBLAgn/16h 式中: B——轿厢净宽,B=2000mm=200cm LA——直梁自由长度,LA=3200mm=320cm h——轿厢两导靴间中心距,h=3800mm=380cm u=1350×200×320×(16×380)=(Ncm) 直梁受的最大应力: εmax= u + (P0+Q+Q1)gn 2Wy 2S = + (1600+1350+)× 2× 2× =(N/cm2)= 安全系数n= εS = 235 = εmax (3)直梁细长比 λ=LA/Ry<[λ]=160 λ=320/=<[λ]=160,符合要求。 (4)校核直梁Iy uLA2 9E uLA2 = ×3202 =(cm4) 9E 9×2×107 符合要求。 九、曳引机承重梁计算 1、曳引机承重梁由Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号、Ⅳ号共四根工字钢组成,受力点为A、B、C三个点,其中A点为曳引轮中心位置。 计算作用载荷时,电梯垂直方向动载荷重量应乘以系数2。 (1)A点受力, PA=2[(P0+Q+387)/2+(P0+Qq+)/2]+PW =2P0+(1+q)Q++800 =2×1600+(1+)×1350++800 =(kg) (PW为曳引机及底架自重,PW=800kg) PA散布在承重梁上的等效作使劲为Pa1、Pa2, Pa1=(243/405)PA=(243/405)×=(kg) Pa2=PA-Pa1=-=(kg) (2)B点受力, PB=2×(P0+Q+387)/2=P0+Q+387=1600+1350+387=3337(kg) 散布在承重梁上的等效作使劲为Pb1、Pb2 Pb1=(243/405)PB=(243/405)×3337=(kg) Pb2=PB-Pb1=3337-=(kg) (3)C点受力, PC=2×(P0+qQ+)/2=P0+qQ+=1600+×1350+ =(kg) PC散布在Ⅰ号工字钢上的等效作使劲为Pc1(散布在Ⅳ、Ⅲ工字钢上的力在此不进行计算) Pc1=[(1038-238)/1038]×=(kg) 2、承重梁的强度和变形计算: Ⅰ号、Ⅱ号工字钢受力较大,Ⅲ号、Ⅳ号工字钢受力较小。 在Ⅰ号、Ⅱ号工字钢中,很明显,Ⅰ号工字钢受力最大,在此,仅计算Ⅰ号工字钢。 Ⅰ号工字钢采用30a工字钢,其技术参数为: εS=282Mpa, E=×107N/cm2=×105N/mm2, Ix=6020cm4=602×105mm4, Wx=482cm3=482000mm3, Ⅰ号工字钢受力为Pa1、Pb1、Pc1,其等效合力为ΣPI, ΣPI=Pa1+Pb1+Pc1=++=(kg)=76109N XI=(1950×+550×+350×)/ΣPI=(mm) M= ΣPI××(2300-) =.29(Nmm) 2300 εmax= M = .29 =(Mpa) Wx 482000 安全系数n= εS = 282 = εmax 最大挠度Ymax= ΣPI×(2300-)×√ [+2××()]3 9×√3×E×Ix×2300 将ΣPI=76109N,E=×105Mpa,Ix=602×105mm4代入上式, Ymax=(mm) 许用挠度[Y]= 2300 =(mm) 1500 Ymax<[Y]=,符合要求。 十、轿厢有效面积 S0=×=(m2),国家标准m2,符合要求。 十一、轿厢通风面积 轿厢上部通风孔面积 S’=40××80×2=35200(mm2)=m2, S’ = ==%,符合要求。 S0 轿厢下部通风面积 S’’=(2000+1560)×2×5=35600(mm2)=m2, S’’ = ==%,符合要求。 S0 十二、井道与机房的受力 1、轿厢缓冲器支座下的井道底坑地面受力[P1]: [P1]=4(P0+Q+)gn =4(1600+1350+)× =121205(N)= 2、对重缓冲器支座下的底坑地面受力[P2]: [P2]=4(P0+qQ+)gn =4×(1600+×1350+)×=94718(N)=95KN 3
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