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文档简介
1、自动扶梯设计计算书.速度计算:(1) 梯级运行速度校核:电动机转速n=960r/min减速机输出转速ni=39.18r/min梯级运行速度V= n d(Zi X nZ2)+ 60=3.14 X 0.683(23X 39.18/65)+ 60 =0.495(m /s)与额定速度偏差0.495 0.50.0050.5%5%0.5满足标准(GB16899-1997第12.2.3条要求)(2) 扶手带运行速度校核:16FsdcPFhd3Z2683d=683.4梯级链轮Z=16 主机链轮Z1=23/Fd_lZ4;Z3d1 0"d2Z1d1=233d2=657.2d3=243d4=210.7驱动
2、链轮Z2=65 小链轮Z3=30 扶手轴链轮Z4=26 摩擦轮直径d5=287扶手带速度 Vf= n (d5+10)(Z1X n X Z3/Z2 X Z4) - 60=3.14X (587+10)(23X 39.18X30/65)- 60=0.499(m 与额定速度偏差0.499 0.4950.0040.4%2%0.495满足标准(GB16899-1997第7.1条要求)二. 功率计算:(1) 乘客载荷:每节梯级载荷: Wi=1200N承载梯级数量:H/Xi=9.9 X 1000/200=49.5因此 W=1200 X 49.5=59400N(2) 由运动部件的摩擦所引起的能量损耗系数n1:当
3、 a =30° 时,n 1=0.12(3) 电动机效率n =0.83,满载系数© =1P=FV/(1- n 1)Xn=Vw © sin30° /(1- n 1)Xn=20.33(KW)考虑扶手带消耗功率1.6KW选用11X 2=22(KW) 双驱动三. 梯级链及驱动链安全系数计算:梯级链与驱动链破断载荷为180KN梯级链涨紧装置的弹簧涨紧力为 2600N(单侧1300N)(1)梯级链安全系数计算根据EN115;1995第9.1.2条规定计算链条安全系数的乘客载荷为:W=5000ZH/tg30 ° (Z=1m、H=9.9m)=5000X 1X 9
4、.9/ tg30=85736(N)梯级链条所受拉力:Fs=Wsi n30° +2600=85736X 0.5+2600 =45468(N)梯级链条的安全系数:fs=180000/(Fs/2)=7.92>5满足标准(GB16899-1997第9.1.2条要求)(2)驱动链安全系数计算设定在驱动扶手带消耗功率为1.6KW因此P扶手二FhX V则Fh=P扶手N=1.6 102 9.8(16 20.105)/60=4548(N)驱动链所受拉力:Fd=(Fs d+Fh d3)/d2=(45468X 0.683+4548X 0.243)/0.657=48950(N)驱动链安全系数:fd=1
5、80000 X 2/F d=7.35>5满足标准(GB16899-1997第9.1.2条要求)四. 传动轴强度计算:(1)轴管的强度计算:扭矩:T maxFs?d2Fh ?d3245468 0.6834548 0.2432 21345755314010(N.m)轴管要求强度:d 空=17 宀 34(d 空=159mm)140101 (遁亍(竺)315917.217.7(N/mm2)根据Q235-A机械设计手册化学工业出版社第3版Q235-A的值在1825之间,满足要求。轴管的扭转角:d 空=9.3X4(d 空=159mm)14010 (9.3)(翳0.21( / mm2)0.25( /m
6、)(2)主轴的强度计算作用在主轴上的力有通过轴承传递的力及两端支反力组成B1150-NByNDy1077J5Q"1377严NbzNDzNEz,150BD一1077-1501377taB-NEyANayNby= : 1.077Fs/2+Fh(1.077-0.2475)-0.5Fd cos55°X 1.077 /1.077=:1.077X 45468/2+4548X (1.077-0.2475)-0.5X 48950X cos55°X 1.077 /1.077=(24485+3743-15119)/1.077=13109(N)Ndy= Fs+ Fh -( Nby+ F
7、d cos55 )=45468+4548-(13109+28077)=8830(N)Nbz = Ndz= Fd sin55 /2=48950X 0.819/2=20045(N)NAY=NBY(1.077+0.15)+0.15 NDY /1.377=(16085+1325)/1.377=12643(N)NEY= NBY NDY NAY=13109883012643=9296(N)NEZ=(1.227 NDZ+0.15 NBZ)/1.377=(1.227X 20045+0.15X 20045)/1.377=20045(N)Naz = Fd sin55 Nez=48950X0.81920045=20
8、045(N)作用在 A 点及 E 点合力:Na 合-Nay2 Naz2=.1264320045=23699(N)Ne 合= Ney22Nez=92962200452=22096(N)作用在主轴上的力矩:BD3555N.m3314N.m(合成后)(合成后)M b= Na 合 X 0.15=23699 X 0.15 =3555(N.m)M d= N e 合X 0.15=22096 X 0.15=3314(N.m)轴的强度校核:根据Ss=s、:(Mb/Z)Mb/Z=2253.14 73355532=2.13(一般轴在1.21.5之间)五. 自动扶梯制动器计算1、参数电机额定转速Nm 960r.p.m
9、主轴转速Ns 13.86r.p.m自动扶梯额定速度V 0.495m/s自动扶梯制动距离S 0.21.0m2、飞轮矩的计算a) 上部梯级链轮以后的飞轮矩CD2144H200(kgm2)b) 换算到制动器轴上20.0417(kgm )CD; CD:(山)2(144H200)(鱼86)20.03HNm960C)上部梯级链轮以后的载荷折算飞轮矩CD kqQ2(纠2Nm"(386)20.40896020.008H(kgm )d)上部梯级链轮以前的折算飞轮矩CD m 1kgm2e)总飞轮矩的计算空载总折算飞轮矩:CD12 CD; CD;0.03 H 1.0417( kgm2)满载总折算飞轮矩:C
10、D; CD: CDKq CD;0.038H1.0417(kgm2)7.3乘客保持的扭矩TpTp 竺 77 sin30 匹0.408213.860.7779600.434H (kgm)7.4制动器设定制动扭矩设定制动扭矩Tb 60N.m7.5制动停止距离计算空载向上制停距离S Vnt21 2 nm CD1V n2 60 49Tb式中t为动作延迟时间取t0.15sS 0.495 0.15 丄 0.495 -2960 CD;60 49TbCD 20.508 匕 0.0743Tb0.5080.0743(m)T B当H=9.9m时S 0.508 °.°3 99 仙76.00.0743
11、0.22(m)满载向下制停距离计算21 2 nm CD2S Vntm 2 60 49仃 b Tp)0.038 H 1.04170.5080.0743(m)Tb 0.434H0.508CD;Tb Tp0.0743当H=9.9m时S 0.508 (0.038X 9.9+1.417) /(6.00.434X 9.9) +0.0743 =0.61(m)即制动距离均在0.21.0m范围内,合格。提升高度 9.9 米自动扶梯金属骨架刚度的 Ansys 应用分析金属骨架的有限元分析1自动扶梯金属骨架的相关数据:提升高度9.9M倾角30梯级宽度1M扶梯水平跨距24.072M中间支撑弹簧刚度5.67E6 N/M
12、2金属骨架建模和划分网格建模和计算都使用 Ansys 软件进行。模型图见图1。金属骨架采用梁单位( beam-189 )进行网络划分,金 属骨架腹板采用壳单元( shell-93 ),将自动扶梯金属骨 架的梁横截面预设为 4 种。网络划分为 0.1M 。弹簧单元采用 C0MBIN14单元,刚度系数设为5.67E6 <在金属骨架材料特性中,设定弹性模量为 210E9 Pa, 泊松比为 0.29 。3受力分析GB16899-1997自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范规定的乘客载荷(其值为5000N/m2) , 标准要求扶梯在乘客载荷下变形不大于 1/1000 。金属骨架受乘客载荷作用的
13、受力图,如图 25 分析结果1.106mm水平方向位移垂直方向位移4.619mm矢量和4.75mm从附图3、4、5中可知,自动扶梯在乘客载荷的作 用下,最大总位移为4.75mm。4.75/24072=1/5068<1/1000所以,金属骨架符合标准要求。ANAN冃IIAN5YS/.I Ann ?7?nn?Q9:37:33NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB 二 1 TIME-1SEQV IM® PnwerGrnphltfl EFACCT-1 AVTIESMnl rmxSMN =.199E4»5SMX-b243E*08 .199E-05 270E+07 539E*07 .UU9E1U7 J QBE I Illi J3SEI08 J62E>0e .1B9E4-0Q .2I6E+08 243E*08n二二=一 ANSYS 5.?.1 APR ? PDI" 09;378 riODAl HOI L»TION STEPIEl 川=1 PME-1SEOV |AVG PowerG rap hiesLr2T AVHES-Mat )MX-.D0d75 bMN -.IJlUt US SMX - 243C+00 05 .270E*07 .丸时诃了 .SO 91:+。了 .1 ii m-ton J35E+05 J
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