设计计算书TKJ(1350/1.75-JXW)目录1设计的目的2 主要技术参数3电机功率的计算4电梯运行速度的计算5电梯曳引能力的计算6悬挂绳或链安全系数计算7绳头组合的验算8轿厢及对重导轨强度和变形计算9轿厢架的受力强度和刚度的计算10搁机梁受力强度和刚度的计算11安全钳的选型计算12限速器的选型计算与限速器绳的计算13缓冲器的选型计算14轿厢和门系统计算说明15井道顶层和底坑空间的计算16轿厢上行超速保护装置的选型计算17盘车力的计算18操作维修区域的空间计算19电气选型计算20机械防护的设计和说明21主要参考文献1设计的目的TKJ(1350/1.75-JXW-VVVF)型客梯,是一种集选控制的、交流调频调压调速的乘客电梯,额定载重1350Kg,额定运行速度1.75m/s。
本客梯采用先进的永磁同步无齿轮曳引机进行驱动,曳引比为2:1,绕绳方式为单绕,采用2导轨结构,用一个主轿架承受轿厢,在曳引绳的牵动下沿着2根主导轨上下运行,以达到垂直运输乘客和医疗设备的目的。
本客梯的轿厢内净尺寸为宽2100mm*深1600mm,内净面积为 3.36M2,完全符合GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的要求。
本计算书按照GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的要求进行计算,以验证设计是否满足GB7588-2003标准和型式试验细则的要求。
本计算书验算的电梯为本公司标准的1350kg乘客电梯,主要参数如下:额定速度1.75m/s额定载重量1350kg提升高度43.5m 层站数15层15站轿厢内净尺寸2100mm*1600mm 开门尺寸1100mm*2100mm开门方式为中分式本电梯对以下主要部件进行计算:(一)曳引机、承重部分和运载部分曳引机永磁同步无齿轮曳引机,GETM6.0H型,15 Kw,绕绳比2:1,单绕,曳引轮节径450 mm,速度1.75m/s搁机大梁主梁25#工字钢轿厢2100mm*1600mm,2导轨钢丝绳7-φ10,2∶1曳引方式导轨轿厢主导轨T89/B(二)安全部件计算及声明安全钳渐进式AQ11B型,总容许质量3500kg,额定速度1.75m/s限速器LOG03型,额定速度1.75m/s缓冲器YH68-210型油压缓冲器,额定速度1.0~1.75m/s,总容许质量800-3500 kg,行程210 mm,总高675mm2主要技术参数3电机功率的计算对于交流电梯,功率按下列公式计算:N=(1- K )QV1 / 102ηi (kW)式中:K—平衡系数,K=0.4;Q—额定载荷,Q=1350KgV1—曳引机节径线速度,V1=3.5m/sη—电梯传动的总效率,η=0.90i —曳引比,i= 2将各参数代入上式:N=(1-0.4)*1350*3.5/(102*0.90*2)=15.49kW考虑到轿厢运行产生的附加阻力、满载起动工况及电机温升等情况,选用型,电机功率,可以满足设计要求。
图1曳引系统示意图4电梯运行速度的计算电梯的运行速度V=π*D* n1 / 60*i式中:D—曳引轮节园直径,D=0.45mn1—电机的额定转速,n1=149rpmi —曳引比,i =2将各参数代入:V=3.142*0.45*149 / (60*2)=1.756 m/s对于VVVF控制的电梯,只要V大于等于额定速度1.756m/s,就可以通过改变电机的输入频率和电压来调节电梯的运行速度,使之在(0.92~1.05)* 额定速度的范围内,从而满足要求。
5电梯曳引能力的计算根据GB7588—2003的要求,电梯曳引力的计算分别按轿厢装载、紧急制动、轿厢滞留3种工况进行。
5.1 基本参数5.1.1 选用的型曳引机,其曳引轮的槽型为半圆槽,槽形的几何参数为:槽的角度γ=35o=0.611 rad下部切口角度β=95o=1.658 rad5.1.2 当量摩擦系数的计算根据GB7588—2003的要求,当量摩擦系数按下式计算:f =μ*4* ( cos (γ/ 2 )- sin (β/ 2 ) ) /(π-β-γ-sinβ+ sin γ)式中:μ—摩擦系数,对应3种工况分别为:装载工况μ=0.1紧急制停工况μ=0.1 / (1 + V1 / 10 )=0.1 / (1 +3.5 / 10 )=0.074轿厢滞留工况μ=0.2将各参数代入可得3种工况下的当量摩擦系数:1) 装载工况f =0.1*4* ( cos (35o / 2 )- sin (95 / 2 ) ) /(π-1.658-0.611-sin95 + sin 35o)=0.1922) 紧急制停工况f =0.074*4*( cos (35o / 2 )- sin (95o / 2 ) ) /(π-1.658-0.611-sin95 + sin 35o)=0.1423) 轿厢滞留工况f =0.2*4*( cos (35o / 2 )- sin (95o / 2 ) ) /(π-1.658-0.611-sin95 + sin 35o)= 0.3845.2 轿厢装载工况根据GB7588—2003的要求,按照载有125%额定载荷的轿厢在底层平层位置时最不利情况进行计算,此时应满足:T1/ T2≤e fα式中:T1/ T2—曳引轮两边曳引绳的较大静拉力与较小静拉力的比值e —自然对数的底,e=2.718α—曳引绳在曳引轮上的包角,α=155o =2.706 rad将相关参数代入可得:T1=(P+1.25*Q+W1)g/i=(1400+1.25*1350+51) *9.8/2=15379NT2=(G+W3)g/i=(2008+0)*9.8 /2=9839 NT1/ T2= 15379/9839=1.563e fα= e 0.185 *2.706=1.681因为T1/T2 =1.563≤e fα=1.681所以满足曳引条件。
5.3 紧急制停工况根据GB7588—2003的要求,按照空载轿厢在顶层平层位置时最不利情况进行计算,此时应满足:T1/ T2≤e fα将相关参数代入可得:T1=G*(g+a max) /i+ W1*(g+ i*a max)=2008*(9.8+0.5)/2+51*(9.8+2*0.5)=10892 NT2=(P+W2+W3)* (g-a max) /i =(1400+17.85+110)*(9.8-0.5)/2=7105 NT1/ T2=10892/7105=1.533e fα= e 0.142 *2.706=1.573因为T1/T2 =1.533≤e fα=1.573所以满足曳引条件。
5.4 轿厢滞留工况根据GB7588—2003的要求,按照空载轿厢在顶层位置、对重压实在对重缓冲器上时最不利情况进行计算,此时应满足:T1/ T2≥e fα将相关参数代入可得:T1=(P+W2+W3)*g /i =(1400+17.85+110)*9.8/2=7486 NT2= W1*g=51*9.8=499.8 NT1/ T2=7486/499.8=14.98e fα= e 0.384 *2.706=2.826因为T1/T2 =14.98≥e fα=2.826所以满足曳引条件。
6曳引绳的安全计算6.1曳引绳的直径要求根据GB7588—2003的要求,曳引轮的节径D与曳引绳的直径d之比不应小于40。
在本系统中,D=450mm,d=10mm,则D/d= 450/10= 45≥40,满足标准要求。
6.2曳引绳的安全系数计算根据GB7588—2003的要求,当装有额定载荷的轿厢停靠在最低层站时,曳引绳的实际安全系数S应不小于按标准附录N规定的安全系数计算值S f ,即S≥S f ,并不小于12。
6.2.1 实际安全系数S的计算S=nF /((P+Q)/i+ W1)g式中:F-单根曳引绳的最小破断载荷,F=44 KN将相关参数代入可得:S=7*44*1000/(((1400+1350)/2+51)*9.8)=22.046.2.2 标准规定的安全系数S f的计算根据GB7588—2003标准附录N的规定,本系统中滑轮的等效数量Nequiv为:Nequiv = Nequiv(t) + Nequiv(p)式中:Nequiv(t) -曳引轮的等效数量,Nequiv(t)=6.7Nequiv(p) -导向轮的等效数量Nequiv(p)= K P* (Nps +4 * Npr )根据标准的规定和曳引系统示意图(图1)可得:K P=( D/D1)4=(450/520)4=0.56Nps=3Npr=0则Nequiv(p)= 0.56* (3 +4 *0 )=1.68Nequiv =6.7+1.68=8.38因为S f =10XX=2.6834-X1/X2X1= log ( (695.85 * 10 6 * Nequiv ) / (D / d) 8.567 )= log ( (695.85 * 10 6 *8.38) / 45 8.567 )= - 4.397X2= log ( (77.09 * (D / d ) –2.894)= log ( 77.09 * 45–2.894)= - 2.897X=2.6834-X1/X2=2.6834- 4.397/2.897=1.1656所以S f =10X =101.1656=14.642从以上计算可得:S=22.04≥S f =14.642,即实际安全系数S大于标准规定的安全系数S f 并不小于12,所以曳引绳的安全系数满足标准要求。
7绳头组合的验算采用专业厂生产的Φ10mm型楔块式绳头组合,其型式试验的破断力为44kN,大于每根钢丝绳最小破断载荷的80%,即44*80%=35.2,满足GB7588-2003的规定,绳头组合的强度足够。
8轿厢及对重导轨的计算选用标准JG/T5072.1-1996《电梯T型导轨》规定的T89/B型导轨作为轿厢主导轨。
根据标准,相应的主要技术参数如下:主导轨数量n=2 翼缘厚度C=10mm 截面积A=1570mm惯性半径ix=19.8mm iy=18.4mm惯性距Jx=597000mm4Jy=530000mm4抗弯模量Wx=14500mm3Wy=11900mm3抗拉强度Rm =370 N/mm2弹性模量E=2.1*105 N/mm2许用应力:正常使用时[σ1]=165 N/mm2,安全钳动作时[σ2]=205 N/mm2许用变形[δ]=5mm导轨支架间距l=2500 mm 细长比λ=l / ix =2500 / 19.8=126弯曲系数(查GB7588-2003 附录G表G3) :ω=2.68轿厢尺寸:宽Dx=2000 mm,深Dy=1750mm,高Dz=2400mm轿厢上下导靴之间距离h=3550mm导轨受力主要有3种工况:1、安全钳动作时工况,2、装卸载工况,3、运行工况。