超级电梯的设计计算书

1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3.2曳引机电动机功率计算3.3曳引机负载转矩计算3.4曳引包角计算3.5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3.9曳引力、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4.主要结构部件机械强度计算4.1轿厢架计算4.2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4.6绳头板强度计算24.7机房承重梁计算4.8补偿链计算5.导轨计算5.1轿厢导轨计算5.2对重导轨计算6.安全部件计算6.1缓冲器的计算、选用6.2限速器的计算、选用6.3安全钳的计算、选用7.轿厢有效面积校核8.轿厢通风面积校核9.层门、轿门门扇撞击能量计算10.井道结构受力计算10.1底坑预埋件受力计算10.2层门侧井道壁受力计算10.3机房承重处土建承受力计算10.4机房吊钩受力计算11.井道顶层空间和底坑计算11.1顶层空间计算11.2底坑计算12.引用标准和参考资料31.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2.1额定载重量：Q=1600kg2.2空载轿厢重量：P1=2500kg2.3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60m计。2.4额定速度：v=2.5m/s2.5平衡系数：=0.52.6曳引包角：=310.172.7绕绳倍率：i=22.8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）2.11钢丝绳规格：819S+NF—12—1500（单）右交2.12钢丝绳重量：P3=700kg2.13对重重量：G=3300kg2.14曳引机型号：GTN2-162P5（常熟市电梯曳引机厂有限公司）43.传动系统的计算3.1曳引机的选用曳引机选用常熟市电梯曳引机厂有限公司产品。型号：GTN2-162P5（复绕）曳引机主要参数：规格：GTN2-162P5（外加支撑）额定载重：Q=1600kg轿厢额定速度：V=2.5m/s曳引轮直径：D=480绳槽：12×5转速：199rpm额定转矩：1200N·m额定功率：27.5kW悬挂比：2：1最大轴负荷：8000kg曳引机自重：1150kg3.2曳引机电动机功率计算=24.5kW选用电动机功率：27.5kW。摘自《电梯与自动扶梯》P40选用合适iQVN102)1(28.0102)5.01(5160053.3曳引机负载转矩计算1.起动总转矩计算M=MS+MD+Mf=1176+896+102.9=1651.8N•m式中：M——起动总转矩，N·m；MS——静不平衡力矩，N·m；MD——加速转矩，N·m；Mf——摩擦转矩，N·m；D——曳引轮直径，D=0.48m；η——效率，η=0.8；J——总转动惯量；J=J1+J2=91.84kg·m2J1——直线运动部件计算转动惯量，J1=54.84kg•m2J2——旋转体转动惯量，J2=37kg•m2ε——曳引轮圆周处切向角加速度，ε=9.756rad/s2;μ——摩擦系数，μ=0.1R——轴承上总载荷，N；r——轴承处轴半径，m；RrJgDGQP14)(62.电机容量计算=681N·m曳引机标定值：Me=682N·m3.转矩比计算M/Me=2.42[2.5]2.额定速度转矩校核：MS=652.925N·mMe=682N·m3.4曳引包角计算：α=180°+90°+arctg650/770=310.17°3.5放绳角计算1.曳引轮与导向轮之间的放绳角计算=0.007940.03起动转矩满足额定速度运行转矩满足满足要求nNMee9555227706508tg72.曳引轮与轿顶轮3.6轮径比计算：3.7曳引轮主轴负荷计算：=4400kgkgPKPK5280∑PK=5280kg[P]=8000kg式中：∑P——实际静载，kg；∑PK——实际动载，kg；K——动载系数，K=1.2；[P]——主轴允许静载；3.8额定速度验算实际额定速度应符合下式：92%VV实105%V=2.5117m/s式中：n——电动机额定转速；D——曳引轮直径，mm；i——绕绳比；满足要求符合GB7588第9.2.1条主轴载荷满足03.00104.0385040tg]40[4012480dD2/)(321QPPPGPiDn4106V实892%V=2.3m/s105%V=2.625m/s92%V=2.3m/sV实=2.5117m/s105%V=2.625m/s3.9曳引力计算1.技术参数1)额定载重量：Q=1600kg2)轿厢自重：P1=2500kg3)平衡系数：0.504)对重重量：G=3300kg5)补偿链、电缆重量：P2=700kg6)曳引轮直径：D=4807)选用钢丝绳及根数：5×Φ128)轿顶轮、对重轮直径：DP=6009)额定速度：V=2.5m/s10)悬挂比：2：111)曳引轮轮槽角：γ=30°12)曳引包角：α=310.17°13)钢丝绳重量：700kg2.曳引力计算（1）轿厢装载工况额定速度符合GB7588，第12.6条9（2）紧急制动工况（取制动减速度a=0.5m/s2）a）空载轿厢在井道上部上行装载工况曳引绳不打滑空载轿厢在井道上部上行时，紧急制动，曳引绳不打滑1239.0sinsin)2sin2(cos4rf95567.1feNgMgQPTnSRcarn28910)25.1(195567.1475.119600212fnCRcwtncwteTTNgMgMT564.139.15.20738)()(5.14921)())((12112111fcwtriPcwtPcwtDPnSRcwtncwtcariPcarPcarnTravCRcareTTNrFRaimarmargMragMTNrFRaimragMMQPT564.10826.0sinsin)2sin2(cos40667.01011.0fefV10b)满载轿厢在井道下部下行时：(3)轿厢滞留工况3.比压计算：式中：P——比压，MPa;d——曳引绳直径，mm；D——曳引轮直径，mm;满载轿厢在井道下部下行，紧急制动，曳引绳不打滑。轿厢滞留工况，曳引绳能打滑。564.1334.175.18637)()()(5.24853)()())((21112111fcwtiPcwtPcwtDPnCRcwtncwtcariPcarPcarnSRcarneTTNrFRaimarmragMragMTNrFRaimargMragQPT825.357.4343015680)(825.32478.0sinsin)2sin2(cos42121fnSRcwtnTravCRcarfeTTNgMTNrgMMPTefMpaDdnTP1.2sin)2cos(811n——曳引绳根数；T——轿厢以额定载重量停靠在最低层站时，在曳引轮水平面上，轿厢一侧的曳引绳静拉力，N；式中：[P]——许用比压，MPa;VC——对应于轿厢额定速度的曳引绳速度，m/sP=2.1MPa[P]=5.4167MPa比压满足。MPaVVPCC4167.5145.12][123.10悬挂绳安全系数计算Nequiv=Nequiv(t)+Nequiv(p)=2+1.873=3.873式中：Nequiv——等效滑轮数量；Nequiv(t)——曳引轮的等效数量；Nequiv(p)——导向轮的等效数量；Nequiv(p)=KP（Nps+4Npr）=0.6243×（3+0）=1.873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式中：Dt——曳引轮直径，mm;Dp——除曳引轮外的所有滑轮的平均直径，mm式中：Dt——曳引轮直径，mm;6243.0)540480()(44ptPDDK4012480drDt13dr——钢丝绳直径，mm查图N1得：Sf=133.11钢丝绳端接装置结合处承受负荷计算钢丝绳与其端接装置的结合处按照GB7588第9.2.3条的规定，至少应能承受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。内径d1=13.835中径d2=14.701H=1.732mm其中：d3=d1-H/6=13.546螺纹性能等级为6.8级，σS=480MPa式中：SP——保证载荷，N；σS——屈服极限，MPa;AS——螺纹公称应力截面积，mm2;8×19S+NF—12—1500（单）右交悬挂绳安全系数满足摘自《机械设计手册》第3卷P21—6、P21—45GB3089.1表31346.132/8.9)16007002500(6330052/)(21fnSgQPPNnS2232666.156)2(4mmddASNASSSP7.6843191.014最小破断载荷：F=63.3kN80%F=50640NSP=68431.7N80%F=50640N钢丝绳端接装置符合GB7588第9.2.3条154.主要结构部件机械强度计算4.1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164.1.2上梁计算上梁选用[22/Q2354.1.3下梁计算下梁选用[16/Q235（1)正常工况下的载荷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。Mmax=(1631×1020-1281×510)×9.8=9901038N·mm上梁强度满足下梁强度满足MPaMPaWLgQPn48][474)(MPaMPaWMx48][4.422max17（2)非正常工况下，当电梯失控撞底，轿厢碰到缓冲器时，缓冲器的反作用使下梁承受冲击载荷。式中：L0——两轿厢导轨之间的距离。l0——两缓冲器之间距离。Zn——下梁的抗弯截面模量。4.1.4轿厢立柱计算立柱选用[18/Q235（1）立柱应力计算（2）立柱一端相对于另一端变形计算式中：δ——由于偏载引起端点转角θ，立柱一端相对于另一端的变形，mm。强度满足立柱强度满足立柱变形量满足MPaMPaZlLgQPn96][74.5011680024)9002080(8.9)16007500(4)()(00MPaMPaAgQPHWLMmmNHLMMHLMMMMNHMFNHMRmmNbQML48][6.422)(45.7688964/2/065.4492/3.899/382200080000010mmmmHEJLM20][6.6243018（3）立柱细长比计算l/IC=2800/19.5=143.6[160]注：拉点位置小于2/3L。4.2轿底应力计算4.2.1