电梯设计计算书

1、THJ3000/1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 1传动校验计算本计算是以 THJ3000/载货电梯为依据，电梯的主要技术参数为：额定载重量：Q=3000kg；额定速度：V=0.5m/s；根据这二个参数，选择曳引机型号为，其减速比为 曳引轮直径为 D=760mm，电动机型号 JTD-560，其功率 19kw，电机 6 极/24 极双速电机 曳引比为 2:1，电机额定转速 960r/min。1.1 轿厢额定速度校验根据 GB7588-1995 中条款，计算轿厢速度时，轿厢载荷取额定载荷的一半， 因此电动机上的转矩接近零，并依据电机额定转速 n=960r/min 验轿厢转 速。

2、轿厢速度 v =d n/I22=30.56 m/min=0.509m/s误差 = / 100% = +%GB7588-1995 中条款规定厢速度误差在-8%+5%围内是合适的,故本电梯速 度,符合要求.12电动机功率验算 式中: P-电动机轴功率(Kw); k-电梯平衡系数,取 k=; -电梯机械总效率,取=将各参数代入公式得:p = / = ( 故电动机功率选取 19Kw 是合适的.13曳引力校验根据 GB7588 要求验算下列二种情况时的曳引力。情一厢载有125%额定载荷,且位于最低层站。情况(二)：轿厢空载且位于最高层站。曳引条件为： T /T C C ef1 2 1 2式中 : T /

3、T -曳引轮两边钢丝绳中较大静拉力与较小静拉力之比。 1 2C -与加减速度有关的系数.取 C 1 1C -与绳槽形状因磨损而发生改变有关的系数。取 =。 2 2f-钢丝绳在绳槽中的当量磨擦系数。f =4 1 - sin (B/2) -sin =-曳引钢丝绳对曳引轮的包角。 如右图所示=180= rad于是,曳引条件可以写成:曳引轮对重轮轿顶轮 T2 T1T /T 11 2即 T /T 1 2下面就情况(一)及情况(二)进行校验情况(一)时:T /T = (W + Q/2 + )/W2/2 1 2 1 1情况(二)时:T /T = (W /2+ )/(W /2 + ) 1 2 2 1 1 2式

4、中: W -轿厢自重 W =2300kg1 1Q-额定载重量 Q=3000kgW -对重重量 W =3650kg2 2 -曳引钢丝绳重量(kg)1 -随行电缆重量(kg)2提升高度为 T =15.5mr则: = (T +0H)S1 1 r式中: -16 钢丝绳重量,取 =0.899kg/m 1 1OH-电梯顶层高度,取 0H=5mS -钢丝绳根数,取 S=5各参数代入 式得: =+5)5=102.5kg1 = T /22 3 R式中: -扁电缆重量,取 =2.6kg/m 3 3各参数代入式得: =2=20.15kg2将各参数代入、式得:情况(一)时:T /T = (w + Q)/2 + / w

5、 /21 2 1 1 2=( 2300+3000)/2+/3650/2=情况(二)时:2:1绕T /T = w /2+ / W /2+ 1 2 2 1 1 2=3650/2+/2300/2+=与曳引条件(2)式比较,可见在情况(一)情况(二)时均符合要求。14曳引轮绳槽比压验算计算时按 T= w +Q/2+11= 2300+3000/2+=2752.5kg 工况计算。许用比压:=+4V/1+V=+4/1+=2=计算比压:=T/ndD 8cos(/2)/-sin= 58/ ()/(180)=(8/ =239507/=12显然,钢丝绳强度足够.3. 承重梁校验A.O轿厢中心 对重架中心 曳引机组重

6、心 曳引轮中心E 、B、H 、F：钢丝绳中心承重梁由五根梁组成,各梁采用的型钢型号及参数如下:梁号型钢号I (cmX4)w (cmX3)F(cm2) 25a 36b 36b33701265212652270703703各受力点的负载如下:B 和 H：对重侧的钢丝绳涨力 P = P = W /2=3650/2=1825kgB H 2G:梁 I 和在梁上的支反力 P =18251422-492/1422=539.6kgGE 和 F：轿厢侧的钢丝绳涨力 P = P =w +/2=2300+3000/2E F 1=3025kgC：曳引机组重量 : P =2200kgC由于受力情况复杂,为了便于计算,假

7、定 P 由梁和梁来承受, 由梁承受,B G而 P 、PHE、P , 和 P 2/3 则由梁来承受,(这样计算偏于安全)。 F C3.1 梁和的强度和挠度计算pB930 4921422R1R2R =1825492/1422=631kg1R =1825-631=1194kg2Mmax=pab/L=182593/142=58806kg-cm= s/n =1150kg/cm2max=Mmax/2wx =58806/2270=103.34kg/cm2 Ymax梁和的强度和挠度均符合设计要求。3.2 梁的强度和挠度计算R =+1825)+3025+2200(325-102)+3025 /33252 /3

8、= 708198+676088+490600+152763/325 2/3 =62392/3=4159kgR = +1825+3025+2200+3025-6239 2/34=43762/3=2917kgMmax=4159(325-102)-3025=927457-521813=405644kg-cmmax= Mmax/wx=405644/703=577kg/cm2Y1/2所以, 梁的强度和挠度均符合设计要求。3.3 梁 和 的强度和挠度计算由于梁已足够能单独承受总负载的 2/3,以对梁 和 强度和挠度计 算从略。4. 240 型限速器设计计算4.1 绳轮直径和轮槽形状4.1.1绳轮直径 D根

9、据 之 条规定，240 限速器钢丝绳直径选用 由 GB7588 之条规定.D/d30D30d=240取 D=2404.1.2绳轮槽形状240 型限速器轮槽形状如右图所示取 =70=h=94.2 钢丝绳拉拔力计算如下图所示,制动瓦的正压力 及簧压力 钢丝绳涨力的相互关系由 下面二式表示T /2fA=e1fA=F L /(L +L ) A 2 1 3其中 L =36，L =97，L =1 2 3=168/180=, =代入 、 式得T =1限速器动作时,压簧实际受到的压力为 F 800N因此 T =A 1与 240 限速器配套的安全钳的动作力为 320N显 T 2320，因此钢丝绳拉拔1力符合 G

10、B7588 之 9.9.4 条规定。限速器钢丝绳的破断负荷为 21560N，因此其强度安全系数为n=21560/ T =21560/ =81显然符合 GB7588 之 9.9.6.2 条规定。5. 滑动导靴的强度验算5.1 施加在导靴上的力分析，导靴受力如下图所示：正面向侧面向其中:为导靴与导轨之间的摩擦系数作用在导靴上的力主要是由偏载荷引起，计算时考虑二个极限偏载位置。位置 X=AA/8,Y=0 X=0 Y=BB/82假设此时载荷为满载式中:AA-轿厢内宽尺寸,AA=2330mm BB-轿厢内深尺寸,BB=2460mm5.2 导靴的允许表面压力1导靴的允许表面压力 P 应同时满足:Pcm2导

11、靴靴衬尺寸PV9800N/min 本电梯 V=30m/min，所以只要满足 pcm2 可。导靴实际受压面积：正面方向 28cm2，侧面方向 2。 表面允许载荷为： 正面方向F=28= N侧面方向:p=49=导靴受力计算5.3.1 正面方向的受力Fmax= (XQ+18)/H （N）式中:H=444cm 表示上、下导靴间距。18 表示由轿厢自身的不平衡引起的导靴支反力（ 于时 Fmax=（AA/8 Q+18）/H=(233/8 3000+18) /444 =1929(N)5.2.1侧面方向的受力Pmax=（BB/8Q）+18 /2H =3000(BB/8)+18 /2H =3000246/8+1

12、8 /2444 =92268/888=(N)5.3 结论由于 Fmax=1929(N)F=(N)Pmax=(N)P=(N)所以靴衬强度设计符合要求。6. 导轨校核计算6.1 导轨截面几何特性本厂使用的 3000kg 货梯导轨为 T127-2/B其截面尺寸如下图所示：YX X6.1.1截面总面积 F 确定：根据 JG/电梯 T 型导轨标准查得 T127-2/B 导轨的 F=28.90cm26.1.2形心位置的确定：截面对 x -x ,轴取静矩1 1由查表得 Y =2.46cm CX =0C6.1.3惯性矩确定：(1)对 X-X 轴：由查表得 Ix =200cm4(2)对 Y-Y 轴由查表得 Iy

13、=235cm46.1.4断面模数确定(1)对 X-X 轴：由查表得 Wx =31cm3(2)对 Y-Y 轴：由查表得 Wy=36.8cm36.2 计算初参数及许用应力的确定 (1) 厢尺寸：宽深=24002700 (2) 厢自重：2300kg载 重 量：3000kg上下导靴中心距：(5) 用应力的确定：导轨的材料为 ， =4143kg/mmb2根据国内具体情况，确定导轨的安全系数 =所以= /n=4200/=1750kg/cmb2(6) : 度:Y=3mm Tb1 挠(7) 轨撑架间距：导轨安装取一导轨三支架,故 e=1667mm(8) 厢的运行速度:v=0.5m/s (9) 用柔度6.3 强

14、度及刚度验算(1)正常状态下已知: B=2700mm A=2400mm轿厢自重：W =2300kg1载重 Q=3000kg导靴中心距: H=4440mmq1 q2P Qq1P Qq2根据 L,T 齐菲尔重机械书推荐载荷沿轿厢宽度方向偏 ， 沿深度方向偏 B /6。则由于载荷偏心引起导靴对导轨的作用力。q =P A/6H=30002400/64440=270kg1 Xq =P B/6H=30002700/64440=304kg2 X上式中 q 导轨在轿厢深度方向所受的力左右两根导轨来承受载荷 2的偏心，使靠近载荷的那根导轨受力较大，其值为：q, =2/3 q =2/3304=203kg2 X 2

15、另一根导轨受力为: q, =1/3 q =1/3304=101.3kg2 X 1计算时取值较大的力,即取 q,2=203kg,q ,q1,2作用力的方向如下图所示XYY力 导轨产生的弯矩 ，当该力位于两导轨撑架的中间时,M 达到最大值,若将 导轨视为简支梁则 Mmax=qe/4，而实际上导轨为一多支点连续为计算方便计 我们取两撑架间的一段导轨作为简支梁考虑将其长度乘上一系 作为计算 长度即:e =5/6e=5/6250=208.3cm所以:Mxmax=/4=2704=14060kg-cmMymax= q/4=2034=10571kg-cm弯应力 =M /w =14060/31=453.5kg/

16、cm x Xmax x2 = Myymax/W =70571/=287kg/cmy2合成弯应力 = x2max+y2= +2872 = 205662+82369= 288031 = =1750kg/cm2导轨的最大变形发生在 1/2e 处,导轨的弹性模量 6kg/cm2由力 q，1使导轨产生的挠度:fq =q e3 1 1/48EI =270X3/48106200=0.121cm=1.21 mm由力 q1 使导轨产生的挠度: 2f q2=q e31/48EI = 203Y3/48106235=203106/23688106=0.078cm=0.78mm合成挠度:f = fq 2+f 2 = +

17、 = = 1.439mmf=3mm max 1 q2(2)紧急状态下:当电梯曳引钢丝绳断裂或轿厢运行速度超过 额定速度的 140%时,安全钳即起作用，将轿厢制 停在导轨上，安全钳制动力的方向与重力的方向 相反,制动力的大小可按牛顿定律 F=ma 求得F制P QR/RR/R即：F 制=P+Q/g .a+(P+Q) = (P+Q)(1+a/g)式中:P载重量 P=3000kg Q -轿厢自重, Q=2300kg1 g=重力加速度 g=9.81m/s2a=制动时轿厢的减速度，对载重量为 3000kg 交流货梯所使用之双楔安全钳，属于瞬时式安全钳，其减速度取 a=2g将以上值代入公式得： F 制=（3

18、000+2300）=53003=15900kg由于载荷的偏心制动力在左右两导轨处的分配是不相等的 TBI”一书推荐，其分配比为 5/8 和 3/8。则安全钳对一根导轨的最大作用力 R=5/8F =5/815900=9937.5kg该作用力在一般情况下是接近于导轨头部，根据结构确定取 L=15mm 力 R 距形心位置的距离 a=49.3mm 由制动力 所造成的弯矩(对 X-X 轴)， MR= =48981.88kg-cm由前面计算知,由于 q 引起对 X-X 轴的最大2Y弯应力为:Rm =q/4=10571kg-cmxmaxXX其合成弯矩应力:M 合=MR/2+/4=2+10571=35062k

19、g/cm导轨在复合抗力作用下所产生的压应力, 可由下式求得:Y压=M 合/Wx+R/F 式中:M 合=35062kg/cm1Wx=31cm3R=9937.5kgF=28.9cm2压杆稳定的折减系数,它由柔度决定 由材料力学知:M2M R=e/r式中:e为计算长度,由前述知,e=208.3cmr导轨截面的回转半径r= I /F = 200/ =2.63cmX所以:=由武汉水电学院编“工程力学与工程结构”一书中 表 9-2 中查得: =所以: =M /W +r/F=35062/31+压 合 x=1131+=1597kg/cm2=1750kg/cm2导轨的柔度验算:由公式=e/r ,e为定值:欲使出

20、现最大值时,则回转半径 定是最小 值.且由公式 r=I/F ,截面积 F 为定值,只有当截面惯性矩 现最小值时,r 是 最小值。由前面计算可知:Imin=I =235cm4Y则: rmin= Imin/F = 235/=2.85cm所以: max=e/ rmin=1207. 轿厢架的设计计算7.1 计算方法及依据上梁直梁斜拉杆（4根）下梁THJ30-JXW 型电梯轿厢示意图THJ30-JXW 型电梯轿厢架是轿厢部分的主要受力部 它由上梁、直梁、下 梁、斜拉杆以及联接它们的若干紧固件组成。根据美国“1972 年电梯安全规程”中介绍的计算方法，视上、下梁均为简 支梁，其中上梁作用载荷为电梯额定起重

21、量，轿厢净重（包括附件重量 之和作用在上梁中央梁则假定 5/8 的额定载重量和轿厢净重的总和均布 于下梁上，再加上电缆重量集中作用于下梁中央。上梁均需进行强度和刚度计算，而直梁则进行强度，细长比和惯性矩计 算。7.2 基本参数与代号1 -电梯额定载重量的倍与轿厢净重之和1对本电梯 Q = W +=2300+3000=6050kg1 12 -曳引钢丝绳和电缆重量之和2对本电梯 Q = + =+=118kg2 1 23 上、下梁跨度对本电梯 L=259cm4 W -单根槽钢对 轴抗弯矩X对本电梯上梁 （25 W =282.4cmX3下梁 （20 W =191.4cmX35 J-根槽钢对 轴惯性矩对

22、本电梯上梁(25J =3530cm4 下梁(20J =1913.7cm46 E-料弹性模量对钢材 E=2106kg-cm27 许用正应力=s / n 式中 n=2s-材料屈服极限=2300kg/cm2对直梁=1150kg/cm28 y-下梁许用挠度对本电梯y=L/960=259/960=0.2697cmAA9 -直梁许用细长比=160 具有拉条,且连接点高度不超过直梁自由段长度的 2/3 时 =120 其他情况7.3 轿架计算7.3.1上梁计算上梁为二根25 组合而成,将上梁简化为下图形式Q +QYXMM =(Q +Q )L/4 1 2M由材料力学可知最大弯矩及最大挠度均发生在上梁中央剖面上

23、其值为: Mmax= (Q + Q )L/41 2Ymax= (Q + Q )L1 23/96EJ最大正应力max= Mmax/2Wx=( Q + Q )L/8Wx1 2max=6168259/8=707(kg-cm2) =1150kg-cm2Ymax=61682593/9621063530=0.158cmy=0.2697cm所以:上梁强度与刚度足够7.3.2下梁计算下梁为二根20 组合而成,将下梁简化为下图形式其中 q 为 5/8Q 均布作用于下梁而引起的载荷集度 q=5/8Q/L=56050/8259=14.59kg-cm由材料力学可知,考虑 q 单独作用时下梁的最大弯矩与最大挠度分别为

24、M max=qL2/8, Y max = 5qL4/768EJx1 1考虑 Q 独作用时,下梁的最大弯矩与最大挠度分别为:2M max=Q L/4, Y max=Q L 2 2 2 23/96EJx根据弯矩与变形的迭加原理:下梁最大弯矩: Mmax= M max+ M max=qL2/8+Q L/41 2 2所以，最大正应力max= Mmax/2Wx= ql2/16Wx+Q L/8Wx=qL22+2Q L/16Wx2代入数据：max = 2592+2118259/16=1039836/= 339.6kg/cm2=1150kg/cm所以,下梁强度足够2Ymax=Y max +Y max=5qL1

25、 24/768EJ+Q L23/96EJ=L3/96EJ (5qL/8+Q ) 2代入数据: Ymax=2593/962106(5259/8+118)=1010=0.117cmy=0.2697cm 所以,下梁刚度足够7.3.3直梁THJ30-JXW 电梯轿厢直梁为两根 20,分别布置于轿厢两侧 由于截荷在轿厢内 分布不均匀及直梁与上性结点特征拉伸与弯曲的组合作用。Q -电梯额定载重量 B-轿厢内净宽L-直梁自由长度H两导靴间垂直中心距对本电梯 Q=3000kg 对本电梯 B=233.0cm 对本电梯 L=333.5cm 对本电梯 H=444.0cmF-单根槽钢横截面面积R-单根槽钢对 Y-Y

26、轴的惯性半径 Wy-单根槽钢对 Y-Y 轴的抗弯矩对 20 F=32.83cm对 20 R=2.09cm对 20 Wy=25.88cm32Iy单根槽钢对 Y-Y 轴的惯性矩 7.3.3.1 度校核对 20 Iy=143.6cm4最大正应力max=/2Wy+(Q +Q )/2F1 2其中为附加弯矩,由下式决定:=PBL/16H=3000243/16444=34223kg-cm所以=+=755.1kg-cm2221.5cm故许用细长比=160实际细长比=L/R=细长比计算值比许用值略小一些,故细长比合格。7.3.3.3 性矩校核根据美“1972 年电梯安全规程”规定，直梁惯性矩不得小于2/9EL2

27、/9E=3422392106=根据直梁布置持征,直梁惯性矩应为对 Y-Y 轴的惯性矩 IY=所以 IYL2/9E=7.3.3.4 接螺栓计算:本电梯直梁与上、下梁间采用 M20 栓连,其中直梁与上梁和下梁连接的螺 栓总个数均为 24 个。根据美“ 年电梯安全规程”视上、下梁为简支梁后对螺栓进行剪切强度计 算，其中上梁受载为额定载重量，轿厢净重和电缆重量之 下梁则考虑冲底时情形,下梁连接螺栓受力为上梁 3 倍.由上可知,对本电梯轿架，只需验算下梁螺栓的剪切强度。 根据许镇宁著“机械零件”(1965 年):许用剪应力=s=2400=720kg/cm2其中s 为材料屈服强度,对 Q235 钢,取s=

28、2400kg/cm2M20 栓有效横截面积 /4=2.35cm2由材料力学可知,下梁螺栓在考虑冲底时的剪应力数值 =3(Q +Q )/241 2=36168/24=393.7kg/cm2式中为考虑螺栓受力不匀的比例系数。因为,=720kg/cm2,所以,螺检剪切强度足够。7.4 斜拉杆强度计算当电梯轿厢空载时 基本处于平衡状态 此时斜拉杆仅受螺栓予紧力作 但当 轿厢内负载处于图示最不利位置时，则 R 处所承受倾侧附加力为最大,假定此力全部由一根斜拉杆承受(这样假设是偏于安全的)。现取M0=则 R =3000/=750kgM16 螺栓采用 Q23516 之钢制造,此时其最小截面积 R2=1.504cm2斜拉杆强度max=KR/S式中 k 为考虑螺杆予紧力和轿厢本身可能不平衡的系数取 k=代入各参数得max=750/=598.4kg/cm2=1150kg/cm2所以,斜拉杆强度足够。8. 绳头组合强度验算:根据钢丝绳绳头组合的结 它有绳头螺杆和锥套二部份组合而成，其强度与 其各段截面积大小有关，因此，仅需验算截面最小处的强度即可。绳头