1. 踏板线速度计算 1.1 参数电机额定速度N m =960rpm 减速机速比 i b =24.5:1 主驱动小链轮齿数Z 1=23 主驱动大链轮齿数Z 2=65 踏板曳引链轮齿数Z 3=16踏板曳引链轮节圆直径D 1=683.41mm=0.68341m1.2 主轴转速N s =b m i N ×21Z Z =24.5960×6523=13.865rpm 1.3 踏板运行速度V t =60N s×πD 1=6013.865×3.14×0.68341=0.4959m/s2. 扶手带线速度计算 2.1 参数主轴转速N s =13.865rpm 扶手传动小链轮齿数Z 4=30 扶手传动大链轮齿数Z 5=26 扶手带包轮直径D 2=0.587m 扶手带厚度δ=0.012m2.2 扶手带线速度计算扶手带传动链轮速比i f =45Z Z =3026=0.866667 V f =fs60i N ×πD 2=0.8666676013.865⨯×3.14×(0.587+0.012)= 0.5015m/s1.02V t =1.02×0.4959=0.5058 m/s ∴V t <V f <1.02V t 扶手带速度合格。
3. 理论输送能力计算 3.1 参数踏板名义速度V n =0.5m/s 系数K=2(按梯级1000mm,取K=2)3.2 理论输送能力C t =4.0V n ×3600×K=4.00.5×3600×2=9000(人/小时)4. 电机功率计算:带踏板链的踏板重量W=75.82Kg/m ; 踏板链的张紧力T =300Kg/条; 踏板宽度B=1.004米踏板链前进侧摩擦系数 µ1 =0.02; 踏模式板链返回侧摩擦系数 µ2 =0.01; 乘客负荷效率为 β=0.75; 人行道速度ν=30m/min; 减速机效率η=0.95乘客负荷)/(31.20375.0004.1270270:m kg B p p =⨯⨯=⨯⨯=β 电机的功率P 与踏板的运行阻力f p 和扶手带的运行阻力f H 有关:νηθθμθθθμθθθθνη⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯-⨯-⨯+⨯+=⨯⨯⨯+=601022)25tan 65.1(}cos )cos (sin tan )cos (sin tan )cos {(6010221H H W H W p f f p HP当提升高度H=3m 时:3095.0601022)2512tan 365.1(}12cos )01.012cos 12(sin 12tan 382.75)02.012cos 12(sin 12tan 3)12cos 82.7520331{(601022)25tan 65.1(}cos )cos (sin tan )cos (sin tan )cos {(21⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯-⨯-⨯+⨯+=⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯-⨯-⨯+⨯+=νηθθμθθθμθθθθH HW H W p p)5.53(1.4KW ,m H KW 功率为时取≤=同理: H ≤5m 时,功率为7.5KW; H ≤8m 时,功率为11KW5. 踏板链、驱动链、扶手带链条强度校核:乘客载荷Q=5000N/㎡=510㎏/㎡(以下其余参数代号同上) (1)踏板链安全系数踏板链在踏板的两侧各使用一条,因此每一条承受二分之一的负载5][≥=FF 踏板链的保证破断力安全系数{21=F 2)}cos (sin tan cos )cos (sin tan )cos (21T H W H W Q +⨯-⨯-⨯++μθθθθμθθθθ① 当提升高度H=5m)(57.15552300)}01.012cos 12(sin 12tan 512cos 82.75)02.012cos 12(sin 12tan 5)12cos 82.75510{(2100000000kg F =+⨯-⨯-⨯++=当使用C-10V 的踏板链,其保证破断力为10204kg 100000N [F]== 则安全系数56.657.155510204][>===F F 踏板链的保证破断力② 当提升高度H=8mkgF 7.24002300)}01.012cos 12(sin 12tan 812cos 82.75)02.012cos 12(sin 12tan 8)12cos 82.75510{(2100000000=+⨯-⨯-⨯++=当使用C-13V 的踏板链, 其保证破断力为kg 32651130000N [F]==则安全系数55.57.240013265][>===F F 踏板链的保证破断力则H ≤5m 时,踏板链用C-10V; 5m<H ≤8m 时,踏板链用C-13T.(2)驱动链安全系数 5][≥=FF 驱动链的保证破断力安全系数驱动链张力F:{21=F 2121)}cos (sin tan cos )cos (sin tan )cos (r r H W H W Q ⨯⨯-⨯-⨯++μθθθθμθθθθ1)提升高度H=6m 驱动链的张紧力F :)(52.28761.38418.327)}01.012cos 12(sin 12tan 612cos 82.75)02.012cos 12(sin 12tan 6)12cos 82.75510{(21kg F =⨯-⨯-⨯++= (其中r1:踏板链轮半径;r1=327.18mm; r2:驱动链轮半径;r2=384.1mm)当使用80-2的驱动链,其保证破断力[F]=166600N=17000kg 则安全系数59.552.287617000][>===F F 驱动链的保证破断力2) 当提升高度H =8m驱动链(#100-2)的张紧力F :)(9.38841.37918.327)}01.012cos 12(sin 12tan 812cos 82.75)02.012cos 12(sin 12tan 8)12cos 82.75510{(210kg F =⨯-⨯-⨯++= (其中r1:踏板链轮半径;r1=327.18mm; r2:驱动链轮半径;r2=379.1mm) 当使用80-2的驱动链,其保证破断力[F]=216000N=22040.82kg则安全系数567.59.388482.22040][>===F F 驱动链的保证破断力则H ≤6m 时驱动链用#80-2; 6m<H ≤8m 时,驱动链用#100-2.(3)扶手带链条强度校核:按国标GB16899-1997 “12.3.2”要求,链条在5000N/㎡的乘客载荷下,安全系数应不小于5.扶手带运行阻力最大为120kgf,扶手带驱动链的安全率:驱动链在扶手带最大运行阻力下的拉力:)(85.158513.106141120kgf F =⨯=安全率为591.1385.1582210>==F S 链条理论破断强度6. 制动距离计算按国标GB16899-1997“12.4.4.4” 要求,在每0.4m 长度制动载荷为100kgf 的情况下,制动距离在0.2~1.0m .(1) 上行:g D GDLT GDR TF TL TB ⨯⨯+++=2//)(11ηηε;其中,2)(电机链轮直径减速机链轮直径电机⨯=GD GRD ;平衡轮皮带电机电机GD GD GD GD ++=; (2) 下行:TL<TF, g D GDLT GDR TF TL TB ⨯⨯⨯+⨯--=2)(11ηηε;TL>TF, g D GDLT GDR TF TL TB ⨯⨯⨯+⨯--=2)(22ηηε;等效链轮直径:MTGZ ZDVTGPCD D λ⨯⨯=;踏板速度: V=30m/min: 制动距离: 05.0125.030+=εL ;满载时:设计符合要求.7.金属珩架刚度、强度的刚度计算7.1自动人行道金属骨架的相关数据:提升高度 4.7M倾角 12°梯级宽度 1M扶梯水平跨距 13M7.2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),将自动人行道金属骨架的梁横截面预设为8种。
网络划分为0.1M,网格图见图2。
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。
7.3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1/750。
金属骨架受乘客载荷作用的受力图,如图37.4分析结果水平方向位移 0.73垂直方向位移 4.278矢量和 4.342从附图4中可知,自动人行道在乘客载荷的作用下,最大总位移为4.342mm。
4.342/13000=1/2994<1/750所以,金属骨架符合标准要求。