无机房交流变压变频调速乘客电梯设计计算书

目录

一.电梯的工况和受力分析…………………………………………………1 二.主要技术参数……………………………………………………………3 三.电动机静功率的计算……………………………………………………4 四.曳引能力验算……………………………………………………………4 1.轿厢平层时钢丝绳不打滑的计算…………………………………….5 2.轿厢滞留工况钢丝绳打滑的验算…………………………………….6 3.电梯导向轮与钢丝绳直径比校核…………………………………….6 4.电梯曳引力矩的计算………………………………………………….6 五. 电梯运行速度验算…………………………………………………….7 六. 钢丝绳强度计算……………………………………………………….7 七. 绳头装置锥套强度计算……………………………………………….7 八. 钢丝绳在绳槽中的比压计算………………………………………….8 九. 轿厢架的强度计算…………………………………………………….9 1.上梁的强度、刚度计算………………………………………………10 2.下托梁的强度、刚度计算……………………………………………11 3.下梁的强度、刚度计算………………………………………………11 4.斜拉杆的强度计算……………………………………………………12 5.拉杆座的强度计算……………………………………………………13 十. 轿厢面积校核…………………………………………………………14 十一.顶层及底坑有效空间的校核……………………………………….14 十二．轿厢上、下部位通风孔的计算……………………………………14 十三.电梯导轨的计算…………………………………………………….14 1．轿厢偏载时导轨的计算…………………………………………….15 2．安全钳动作时导轨的计算………………………………………….17 十四.导轨支架强度的计算、刚度……………………………………….19 1．轿厢导轨支架的强度、刚度计算………………………………….19 2．组合导轨支架的强度、刚度计算………………………………….21 十五. 限速器的选用计算…………………………………………………22 1.限速器选用论证………………………………………………………22 2.限速器钢丝绳不打滑条件计算………………………………………23 十六.安全钳的选用计算………………………………………………….23 1.电梯各种工况的制停减速度校核……………………………………24 2.轿厢制停距离的计算…………………………………………………25 十七. 缓冲器的选用计算…………………………………………………26 十八.无机房承重梁的计算……………………………………………….26

1.轿厢承重梁的强度、刚度的计算……………………………………27 2.曳引机搁机大梁的强度、刚度的计算………………………………28 十九.电气计算…………………………………………………………….29 1.变频器容量的选型计算………………………………………………29 2.制动电阻的选型计算…………………………………………………30 3.主接触器的选型和计算………………………………………………30 4.主电源开关的选型和计算……………………………………………38

参考文献……………………………………………………………………32

一．电梯的工况和受力分析

电梯在正常运行时，以不大于额定载荷的载重量在额定运行速度的条件下工作，曳引电动机的转速为一衡等值，此时曳引钢丝绳两端受的力相等。设曳引机左转电梯上行，则曳引机右转电梯下行。由于曳引机在电梯平层时起、制动的需要，曳引电动机出现了加、减速运转，此时曳引钢丝绳两端出现了不平衡的力。

电梯加、减速运行时的工况如下(见右下图)：

1．当轿厢载有额定载荷起动上行或以额定速度下行制动时， ①重边力在轿厢侧：

a

SX＝S1=（G+Q）（1+ ） g

②轻边力在对重侧：

a

Sd＝S2=（Wd）（1- ） g

2．当轿厢载有额定载荷起动下行 或以额定速度上行制动时，

①重边力在对重侧：

a

Sd＝S1=（Wd）（1+ ） g

②轻边力在轿厢侧：

a

SX＝S2=（G+Q）（1- ） g

3．当轿厢空载起动上行或以额定速度下行制动时， ①重边力在轿厢侧：

a

Sx＝S1=（G）（1+ ） g

②轻边力在对重侧：

a

Sd＝S2=（Wd）（1- ） g

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4．当轿厢空载起动下行或以额定速度上行制动时， ①重边力在对重侧：

a

Sd＝S1=（Wd）（1+ ） g

②轻边力在轿厢侧：

a

Sx＝S2=（G）（1- ） g

式中：G—轿厢自重N

Q—额定载重量N

Wd—对重装臵重量N Wd=G+kQ 其中：k—对重平衡系数 k=0.45～0.5 2：1客梯取k= 0.45

a—电梯起、制动加速度m/s2

根据GB7588-1995《电梯制造与安装安全规范》第9章注释之公式中的：

g+a

C1= 变形为: C1a+a= C1g+g g-a

当 0≤v≤0.63时 C1=1.10 a=0.467

当0.63≤v≤1.0时 C1=1.15 a=0.684 当1.0≤v≤1.6时 C1=1.20 a=0.892 当1.6≤v≤2.5时 C1=1.25 a=1.09

0.467

当2.5＜v时 C1≥1.25 a≥=1.09=1.09+ v

式中：V—额定运行速度m/s 本梯V＝1.0m/s 取a=0.684

g—重力加速度m/s2 北京、上海g=9.81 SX—轿厢侧边力N Sz—对重侧边力N S1—钢丝绳重边力N

Sz—钢丝绳轻边力N

电梯属于起重机电设备，同时又是轨道运行器，具有超载、超速运行的可能，GB7588-2003第D2篇规定了超载试验时载重量为125％额定载重量；第9.9章规定了限速器允许运行速度不小115%额定速度。在以下的强

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度计算中以此为依据。除此以外，一般的机械强度计算取安全系数≮1.1。

另外，当机械零部受力时，由于结构的不均匀、力的不稳定及受力点的偏差，结构内部会产生剪力、弯矩、甚至扭矩等一系列的复合内应力来平衡外力，计算必须考虑这些复合应力。本电梯的受力构件所用的材料不低于Q235-A，具有较大的强度屈服极限。按照莫氏强度理论和现代张力场梁理论及有限元强度理论计算可以得到轻便合理的结构和充分发挥材料的综合强度。除GB7588强制性规定的计算方法外，一般计算零部件的强度计算按第四强度理论计算综合强度，其理论公式为：

λ=σS/σd或=σ0。2/σd＞1

式中：λ—强度储备系数 取λ=1.1～1.5为合理

σd—当量应力MPa √2τ+σ+σn 式中：τ—剪应力Mpa τ=[Q max]/A min σ—正应力Mpa σ=[M max]/W min σn—扭应力Mpa σn =[Mn max]/W min

其中：[Q]—剪切力N，[M]—弯矩N〃m，[Mn]—扭矩N〃m

2 2 2二.主要技术参数

轿厢自重 GX＝960+258（轿底梁）1218=kg 轿门重 GM=138kg (包括门、门机 ) 附加重 GF=31kg(包括平层、极限、操纵箱、挂线架等) 轿厢重量 G= GX + GM + GF =1218+138+31=1387kg 额定载重量 Q＝1000kg 曳引机 永磁同步无齿轮型

提升高度 以井道总高度80m（22层22站）为参照依据 钢丝绳重量 Ws=0.347×148×5=257kg (5-φ10) 随行电缆重量 WD=0.862×121=104kg (1-60×0.75mm) 补偿链重量 WL=2×1.25×75=187kg 曳引轮直径 φ400mm 轿底轮直径 φ400mm 曳引比 i=2:1 平衡系数 k=0.45

对重重量 Wd=G+0.45Q=1387+45×1000=1837kg

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电动机功率 P=6kW

电动机转速 n=95r/min

额定运行速度 V＝1m/s=60m/min

电梯运行机械效率 η=0.68

安全钳型式 AQ1(AQZ-Ⅲ)渐进式 缓冲器型式 YH4/270油压式

三. 电动机功率计算

根据《电梯与自动扶梯》介绍的计算公式，电机静功率： PV＝Q〃V〃k/6120η

＝1000×60×0.475/6120×0.85 ＝5.479kW

式中: η—曳引机效率

蜗轮蜗杆传动η＝0.5～0.6，无齿轮传动η＝0.8～0.9。本梯为2:1无齿轮传动,取η＝0.85。

提升高度80m时，曳引机若选用杭州西子孚信GETM12P60（A）永磁同步无齿轮曳引机，其额定载重1000kg,曳引轮φ400-5×10,连续工作制条件下额定输出功率6kW,额定电流16A,电动机转速95r/min；根据需要也选用宁波申菱WYJ103-02.3永磁同步无齿轮曳引机，其额定载重1000kg,曳引轮φ400-5×10,连续工作制条件下额定输出功率6.7kW,额定电流15A,电动机转速95.5r/min；或选用常熟通润WYT-S1.0D1永磁同步无齿轮曳引机，其额定载重1000kg,曳引轮φ400-5×10,连续工作制条件下额定输出功率6.7kW,额定电流15.6A,电动机转速96r/min。按GETM12P60（A）计：其功率储备系数λ=6/5.479=1.095

结论：选用曳引机合适

四.曳引能力验算

曳引条件的验算按GB7588-2003第9.3章有以下三个要求：1. 当载有125％额定载荷的轿厢平层时不打滑；2.轿厢不是管空载还是满载，紧急制进动时的减速度不应超过缓冲器作用时的减速度值；3.对重压在缓冲器时轿厢不能上行(即对重滞留时钢丝绳应打滑) ，槽口参数见图2。

1. 轿厢平层时钢丝绳不打滑的计算

载荷为Q′=1.25〃Q＝1250kg

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