电梯设计计算书

THJ3000/0.5-JXW载货电梯

设计计算书

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目 录

1、 传动校验计算---------------------------------------------------------------2 2、 曳引钢丝绳强度校验-------------------------------------------------5 3、 承重梁校验-------------------------------------------------------------------5 4、 240型限速器计算------------------------------------------------------8

5、 滑动导靴的强度验算------------------------------------------------9 6、 导轨校核计算------------------------------------------------------------10 7、 轿厢架的设计计算---------------------------------------------------15 8、 绳头组合强度验算---------------------------------------------------20 9、 反绳轮计算-----------------------------------------------------------------21

1

1． 传动校验计算

本计算是以THJ3000/0.5-JXW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J1.1J，其减速比为I=75/2=37.5，曳引轮直径为D=760mm，电动机型号为JTD-560，其功率为19kw，电机为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12.6，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校验轿厢转速。

轿厢速度v = πd n/I 2

= π×0.76×969/37.5 2

=30.56 m/min =0.509m/s

误差 δ= [0.509-0.5] / 0.5×100% = +1.8%

GB7588-1995中条款12.6规定，轿厢速度误差在-8%~+5%范围内是合适的,故本电梯速度,符合要求. 1．2 电动机功率验算

P= (1-k)QV(Kw) 102η

式中: P---电动机轴功率(Kw); k---电梯平衡系数,取k=0.45; η---电梯机械总效率,取η=0.5 将各参数代入公式得:

2

p = [(1-0.45)×3000×0.5] / 102×0.5 =16.18 ( Kw)

故电动机功率选取19Kw是合适的. 1．3 曳引力校验

根据GB7588要求，应验算下列二种情况时的曳引力。情况(一)：轿厢载有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： T1/T2×C1×C2≤e

fθ

①

式中 : T1/T2----曳引轮两边钢丝绳中较大静拉力与较小静拉力之比。 C1----与加减速度有关的系数.取C1=1.1

C2----与绳槽形状因磨损而发生改变有关的系数。取C2=1.0。 f----钢丝绳在绳槽中的当量磨擦系数。

[1 - sin (B/2) ] f = 4μ π-β-sin β

= 0.2178

θ---曳引钢丝绳对曳引轮的包角。 如右图所示θ=180°=3.142 rad 于是,曳引条件可以写成:

曳引轮 T1/T2×1.1×1≤e0.2178×3.142

即T1/T2≤1.80 ② 下面就情况(一)及情况(二)进行校验 情况(一)时:

T1/T2= (W1+1.25 Q/2 +ω1)/W2/2 ③ 情况(二)时:

T1/T2= (W2/2+ω1)/(W1/2 +ω2) ④ 式中: W1----轿厢自重 W1=2300kg Q----额定载重量 Q=3000kg W2----对重重量 W2=3650kg ω1----曳引钢丝绳重量(kg) ω2----随行电缆重量(kg) 提升高度为Tr=15.5m

2：1饶法对重轮(T1) T2(T2) T1轿顶轮2:1绕法 3

则: ω1=ρ1(Tr +0H)×S ⑤

式中: ρ1---υ16钢丝绳重量,取ρ1=0.899kg/m OH---电梯顶层高度,取0H=5m S ---钢丝绳根数,取S=5 各参数代入 ⑤式得:

ω1=0.899(15.5+5)×5=102.5kg

ω2=ρ3 ×TR /2 ⑥

式中: ρ3---扁电缆重量,取ρ3=2.6kg/m

各参数代入⑥式得:

ω2=2.6×15.5/2=20.15kg

将各参数代入③、④式得: 情况(一)时:

T1/T2 = [ (w1+1.25 Q)/2 + ω1]/ w2/2

=[( 2300+1.25×3000)/2+102.5]/3650/2 =1.714

情况(二)时:

T1/T2 = [w2/2+ω1]/[ W1/2+ω2]

=[3650/2+102.5]/[2300/2+20.15] =1.647

与曳引条件(2)式比较,可见在情况(一)和情况(二)时均符合要求。

1．4 曳引轮绳槽比压验算 计算时按T= [w1+Q]/2+ω1

= [2300+3000]/2+102.5 =2752.5kg工况计算。 许用比压:

[ρ]=[12.5+4V]/[1+V]=[12.5+4×1.0]/[1+1.0]=16.05/2=8.25Mpa 计算比压:

ρ=T/ndD × 8cos(β/2)/[π-β-sinβ]

=2752.5/ [5×0.016×0.76]×[8×cos48.6°]/[ (π-97.2°)/(180×π

4

-sin97.2°)]

=2752.5/0.0608×(8×0.66131)/(3.14-1.697-0.9988) =239507/0.4442

=5.416Mpa<[ρ]=8.25Mpa 故曳引轮槽比压验算合格。 2.曳引钢丝绳强度校验

该电梯采用5根直径为16mm的曳引钢丝绳，每根钢丝绳的破断载荷为113kN。当轿厢满载加速上升时，轿厢侧的钢丝绳涨力达到最大值Tmax，验算此时的安全系数。 2.1 Tmax计算

Tmax,= [(w1+Q)/2+ω2] (a+g)

=[(2300+3000)/2+20.15]×(1.5+9.8) =2670.5×11.03 =29456(N)

2.2 安全系数计算 n=[113000×5 ]/29456 =19.2>12

显然,钢丝绳强度足够. 3. 承重梁校验 A.

轿厢中心

O 对重架中心 C 曳引机组重心 D 曳引轮中心 E 、B、H 、F：

5

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 ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 型钢号 ［ 25a ［ 36b ［ 36b IX (cm4) 3370 12652 12652 wX (cm3) 270 703 703 F(cm2) 34.9 68.1 68.1 各受力点的负载如下:

B和H：对重侧的钢丝绳涨力 PB= PH= W2 /2=3650/2=1825kg G:梁I和Ⅱ在梁Ⅲ上的支反力 PG=1825×[1422-492]/1422=539.6kg E和F：轿厢侧的钢丝绳涨力 PE= PF=[w1+1.25Q]/2=[2300+1.25×3000]/2 =3025kg C：曳引机组重量 : PC=2200kg

由于受力情况复杂,为了便于计算,假定PB由梁Ⅰ和梁Ⅱ来承受, PG由梁Ⅲ承受, 而PH、PE、 PF, 和PC的2/3则由梁Ⅲ来承受,(这样计算偏于安全)。 3.1 梁Ⅰ和Ⅱ的强度和挠度计算 pB 930 492

1422 R1 R2 R1=1825×492/1422=631kg R2=1825-631=1194kg

Mmax=pab/L=[1825×93×49.2]/142 =58806kg-cm

[σ]= σs/n =1150kg/cm2

σmax=Mmax/2wx =58806/2×270=103.34kg/cm2<[σ] Ymax= pb/9EIxL [(a2+2ab)3]/3

=1825×49.2/[9×2.1×106×2×3370×142] [932+2×93×49.2] 3/3

=89790/[1809×1010 ] (8649+9151)3/3

6

=49.64/1010 133.4×106/3 =49.64×6.67×106/1010 =0.0331cm

[Y] =e/960 =110/960=0.115cm> Ymax 梁Ⅰ和Ⅱ的强度和挠度均符合设计要求。 3.2 梁Ⅲ的强度和挠度计算

R3=[(539.6+1825)(325-25.5)+3025(325-76-25.5)+2200(325-102)+3025×50.5] /

325×2 /3 = [708198+676088+490600+152763]/325 ×2/3 =6239×2/3 =4159kg

R4= [539.6+1825+3025+2200+3025-6239] ×2/3 =4376×2/3 =2917kg

Mmax=4159(325-102)-3025(325-102-50.5) =927457-521813 =405644kg-cm

σmax= Mmax/wx=405644/703 =577kg/cm2< [σ] 用叠加法求梁中点的挠度 Y1/2 = ∑pb/48EJx(3L2-4b2)×2/3

=1/[48×2.1×106+12652]×[(539.6+1825)×25.5×(3×3252-4×25.52)+3025×1015×(3×3252-4×101.52)×2200×102×(3×3252-4×1022)+3205×50.5×(3×3252-4×50.52)]×2/3 =24.05×1010/[48×2.1×106×12652]

7

=0.188cm

[Y] =L/960= 325/960=0.339cm>Y1/2

所以, 梁Ⅲ的强度和挠度均符合设计要求。 3.3 梁Ⅳ 和 Ⅴ的强度和挠度计算

由于梁Ⅲ已足够能单独承受总负载的2/3,所以对梁Ⅳ 和 Ⅴ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

根据GB7588之9.9.6.3条规定，240型限速器钢丝绳直径选用d=8mm,则由GB7588之9.9.6.4条规定. D/d≥30

D≥30d=ф240 取D=ф240 4.1.2 绳轮槽形状

240型限速器轮槽形状如右图所示 取 β=70° γ=4.3 h=9

4.2 钢丝绳拉拔力计算

如下图所示,制动瓦的正压力fA及压簧压力fA与钢丝绳涨力的相互关系由下面二式表示 T1/2μfA=e

μθ

①

fA=FAL2/(L1+μL3) ② 其中L1=36，L2=97，L3=18.5 θ=168×л/180=2.93, μ=0.17 代入 ① 、② 式得 T1=1.87fA

限速器动作时,压簧实际受到的压力为FA800N，因此T1=1109.6N

与240限速器配套的安全钳的动作力为320N。显然T1>2×320，因此钢丝绳拉

8

拔力符合GB7588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/ T1=21560/1109.6 =19.4>8 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：

其中:μ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① X=AA/8,Y=0

② X=0 Y=BB/8 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=2460mm 5.2 导靴的允许表面压力

导靴的允许表面压力P 应同时满足:P≤68.6N/cm2 PV≤9800N/cm2.m/min 本电梯V=30m/min， 所以只要满足p≤68.6N/cm2即可。 导靴实际受压面积：正面方向28cm2，侧面方向49cm2。 表面允许载荷为： 正面方向[F]=68.6×28=2030.6 N 侧面方向:[p]=68.6×49=3553.5N

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YF-正面方向?fP-侧面方向21X导靴靴衬尺寸

5.3 导靴受力计算 5.3.1正面方向的受力

Fmax= (X×Q+18)/H ×9.8（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（18KG）。 于时Fmax=（AA/8× Q+18）/H×9.8 =(233/8 ×3000+18) /444 ×9.8 =1929(N) 5.2.1 侧面方向的受力

Pmax=[（BB/8×Q）+18] /2H ×9.8 =[3000(BB/8)+18] /2H×9.8 =[3000×246/8+18] /2×444×9.8 =92268/888×9.8 =1018.3(N) 5.3 结论

由于Fmax=1929(N)<[F]=2030.6(N) Pmax=1018.3(N)<[P]=3553.5(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： YXX1YXX16.1.1 截面总面积F确定： 根据JG/T5072.1-1996电梯T型导轨标准查得T127-2/B型导轨的F=28.90cm2 10

6.1.2 形心位置的确定： 截面对x1-x1,轴取静矩 由查表得YC=2.46cm XC=0

6.1.3 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=235cm4 6.1.4 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=36.8cm3 6.2 计算初参数及许用应力的确定 (1) 轿厢尺寸：宽×深=2400×2700 (2) 轿厢自重：2300kg (3) 载 重 量：3000kg

(4) 上下导靴中心距：H=444cm

(5) 许用应力的确定：导轨的材料为Q235，σb=41~43kg/mm2 根据国内具体情况，确定导轨的安全系数n =2.4 所以[σ]= σb/n=4200/2.4=1750kg/cm2

(6) 许用挠度的确定: 参照苏联”λμυTb1”一书推荐取许用挠度:[Y]=3mm (7) 导轨撑架间距： 导轨安装取一导轨三支架,故e=1667mm (8) 轿厢的运行速度:v=0.5m/s (9) 许用柔度[λ]=120 6.3 强度及刚度验算 (1) 正常状态下

已知: B=2700mm A=2400mm 轿厢自重：W1=2300kg 载重Q=3000kg 导靴中心距: H=4440mm

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q1q2q1PQPQq2根据L,T齐菲尔著“起重机械”一书推荐，假设载荷沿轿厢宽度方向偏A/6，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。 q1=PXA/6H=[3000×2400]/[6×4440]=270kg q2=PXB/6H=[3000×2700]/[6×4440]=304kg 上式中q2为导轨在轿厢深度方向所受的力，它由左右两根导轨来承受，由于载荷的偏心，使靠近载荷的那根导轨受力较大，其值为： q2=2/3Xq2=2/3×304=203kg 另一根导轨受力为: q,2=1/3Xq1=1/3×304=101.3kg 计算时取值较大的力,即取q,2=203kg,q1,q,2作用力的方向如下图所示: , 力q对导轨产生的弯矩M，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梁,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,将其长度乘上一系数5/6,作为计算q1YXq2 XY12 长度

即:e’ =5/6e=5/6×250=208.3cm

所以:Mxmax=q1.e’/4=270×208.3/4=14060kg-cm M′

ymax = q2.e’/4=203×208.3/4=10571kg-cm 弯应力σ2x =MXmax/wx=14060/31=453.5kg/cm σy= Mymax/Wy=70571/36.8=287kg/cm2 合成弯应力σ

2max

= σx2+σy2= 453.5+2872 = 205662+82369 = 288031 = 536.7<[σ]=1750kg/cm2

导轨的最大变形发生在1/2e处,导轨的弹性模量E=2.1×106kg/cm2 由力q，

1使导轨产生的挠度:

fq1=q1e’3/48EIX =[270×(208.3)3]/[48×2.1×106×200]=0.121cm=1.21 mm 由力q12使导轨产生的挠度:

f q’32=q’1e’/48EIY = [203×(208.3)3]/[48×2.1×106×235] =[203×9.04×106]/[23688×106]=0.078cm=0.78mm 合成挠度: f22 22max= fq1+fq2= 1.21+0.78 = 2.072 = 1.439mm<[f]=3mm (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 F制额定速度的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 即：F制=[P+Q]/g .a+(P+Q) = (P+Q)(1+a/g) 式中:P—载重量P=3000kg P PQQ Q1-轿厢自重, Q=2300kg g=重力加速度 g=9.81m/s2 a=制动时轿厢的减速度，对载重量为3000kg的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=（3000+2300）（1+2g/g）=5300×3=15900kg

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由于载荷的偏心，安全钳的制动力在左右两导轨处的分配是不相等的，根据苏“INυTBI”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制=5/8×15900=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=88.9-24.6-15=49.3mm,由制动力R所造成的弯矩(对X-X轴)，为MR=R.a=9937.5×4.93=48981.88kg-cm 由前面计算知,由于q2所引起对X-X轴的最大 弯应力为:

mxmax=q’2.e’/4=10571kg-cm 其合成弯矩应力: M合=MR/2+q.e’/4=48981.88/2+10571 =35062kg/cm 导轨在复合抗力作用下所产生的压应力, 可由下式求得: σ压=M合/Wx+R/ψF 式中:M合=35062kg/cm Wx=31cm3 R=9937.5kg F=28.9cm2

ψ—压杆稳定的折减系数,它由柔度λ决定, 由材料力学知: λ=e’/r

式中:e’为计算长度,由前述知,e’=208.3cm r—导轨截面的回转半径 r= IX/F = 200/28.9 =2.63cm 所以:λ=208.3/2.63=79.2 由武汉水电学院编“工程力学与工程结构”一书中P298表9-2中查得: ψ=0.738

所以:σ压=M合/Wx+r/ψF=35062/31+9937.5/0.738×28.9

qqˊ1L 44 YRXYXq1MRMR/2MR=R*a 14

=1131+465.9=1597kg/cm2<[σ]=1750kg/cm2 导轨的柔度λ验算:

由公式λ=e’/r知,e’为定值:欲使λ出现最大值时,则回转半径r必定是最小值. 且由公式r=I/F知,截面积F 为定值,只有当截面惯性矩I出现最小值时,r也是最小值。

由前面计算可知:Imin=IY=235cm4

则: rmin= Imin/F = 235/28.9=2.85cm 所以: λmax=e’/ rmin=208.9/2.85=73.3<[λ]=120 7. 轿厢架的设计计算 7.1 计算方法及依据 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件,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量，轿厢净重（包括附件），电缆重量之和，并作用在上梁中央；下梁则假定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、下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。

上梁直梁斜拉杆（4根）下梁 15

7.2 基本参数与代号

1． Q1---电梯额定载重量的1.25倍与轿厢净重之和. 对本电梯Q1= W1+1.25Q=2300+3000×1.25=6050kg 2． Q2---曳引钢丝绳和电缆重量之和 对本电梯Q2=ω1+ω2=102.5+15.5=118kg 3． L—上、下梁跨度 对本电梯L=259cm

4． WX---单根槽钢对X-X轴抗弯矩 对本电梯 上梁 （[25 WX=282.4cm3 下梁 （[20 WX =191.4cm3 5． J---单根槽钢对X-X轴惯性矩 对本电梯 上梁([25]J×=3530cm4 下梁([20]J×=1913.7cm4 6． E---材料弹性模量 对钢材E=2×106kg-cm2 7． [σ]—许用正应力=σs / n 式中n=2

σs---材料屈服极限=2300kg/cm2 对直梁[σ]=1150kg/cm2 8． [y]---上下梁许用挠度

对本电梯[y]=L/960=259/960=0.2697cm 9． [λ]---直梁许用细长比

[λ]=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[λ]=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

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MMAX=(Q1+Q2)L/4YMAX Q1+Q2 M 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, 其值为: Mmax= (Q1+ Q2)L/4 Ymax= (Q31+ Q2)L/96EJ 最大正应力σmax= Mmax/2Wx=( Q1+ Q2)L/8Wx σmax=6168×259/[8×282.4]=707(kg-cm2)<[ σ]=1150kg-cm2 Ymax=[6168×2593]/[96×2×106×3530]=0.158cm<[y]=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 q M1 M2 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=5×6050/8×259 =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: M241max=qL/8, Y1 max = 5qL/768EJx 考虑Q2单独作用时,下梁的最大弯矩与最大挠度分别为:

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M2max==Q2L/4, Y2max==Q2L3/96EJx 根据弯矩与变形的迭加原理:

下梁最大弯矩: Mmax== M1max+ M2max=qL2/8+Q2L/4

所以，最大正应力σmax= Mmax/2Wx= ql/16Wx+Q2L/8Wx=qL+2Q2L/16Wx 代入数据：σmax = [14.59×2592+2×118×259]/[16×191.4] =1039836/3062.4

= 339.6kg/cm2<[σ]=1150kg/cm2

所以,下梁强度足够

Ymax=Y1max +Y2max=5qL4/768EJ+[Q2L3/96EJ] =L/96EJ×(5qL/8+Q2)

代入数据: Ymax=2593/[96×2×106×1913.7](5×14.59×259/8+118)

=17373979×2465.2/36.743×1010 =0.117cm<[y]=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、下梁为刚性结点特征，直梁受到拉伸与弯曲的组合作用。 Q ---电梯额定载重量 对本电梯Q=3000kg B---轿厢内净宽 对本电梯B=233.0cm L---直梁自由长度 对本电梯L=333.5cm H—两导靴间垂直中心距 对本电梯H=444.0cm F---单根槽钢横截面面积 对[ 20 F=32.83cm2 R---单根槽钢对Y-Y轴的惯性半径 对 [20 R=2.09cm Wy---单根槽钢对Y-Y轴的抗弯矩 对 [20 Wy=25.88cm3 Iy—单根槽钢对Y-Y轴的惯性矩 对 [20 Iy=143.6cm4 7.3.3.1 强度校核

最大正应力σmax=μ/2Wy+(Q1+Q2)/2F 其中μ为附加弯矩,由下式决定:

μ=PBL/16H=[3000×243×333.5]/[16×444]=34223kg-cm

3

2

2

18

所以

σmax=34223/[2×25.88]+6168/[2×32.83] =661.2+93.9 =755.1kg-cm<[σ] =1150kg/cm2

7.3.3.2 细长比较核

对本电梯，斜拉杆连接点至直梁下端距为>221.5cm(以自由段计算)。 因为,2/3×L=2/3×333.5=222.3cm>221.5cm 故许用细长比[λ]=160

实际细长比λ=L/R=333.5/2.09=159.6

细长比计算值比许用值略小一些,故细长比合格。 7.3.3.3 惯性矩校核

根据美“1972年电梯安全规程”规定，直梁惯性矩不得小于μL2/9E μL2/9E=34223×333.52/[9×2×106]=211.5

根据直梁布置持征,直梁惯性矩应为对Y-Y轴的惯性矩IY IY=143.6 所以IY<μL/9E=211.5 7.3.3.4 联接螺栓计算:

本电梯直梁与上、下梁间采用M20螺栓连接,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“1972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和,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[τ]=0.3σs=0.3×2400=720kg/cm2

其中σs为材料屈服强度,对Q235钢,取σs=2400kg/cm2 M20 螺栓有效横截面积S=π/4×17.32=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, τ=[1.2×3(Q1+Q2)]/[24×2.35]

2

2

19

=[1.2×3×6168]/24×2.35 =393.7kg/cm2

式中1.2为考虑螺栓受力不匀的比例系数。 因为,τ<[ι]=720kg/cm,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用,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=451.6Q-1806.24R=0

则R =[451.6×3000]/1806.24=750kg M16螺栓采用Q235υ16之钢制造,此时其最小截面积S=лR2=3.1416×0.6922=1.504cm2 斜拉杆强度σmax=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=1.2代入各参数得 σmax=1.2×750/1.504=598.4kg/cm2<[σ]=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构,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。 绳头螺杆的最小截面在 M24处,其截面积为F1

F1=1/4лd12=1/4×3.1416×20.7522 =338.2mm2

式中 d1—M24螺纹的内径,d1=20.752mm

绳头锥套的最小截面在缺口处,(见右图所示)其截面积为F2 图中c=2 h(2r-R) =41.2mm 2

20

L=46.17 L=0.01745rα°=46.17mm F2=2×1/2[rL-c(r-h)] =2×1/2[27×46.17-41.95(27-10)] =2×0.5[1246.6-713.2] =733.4mm2 绳头锥套截面 从最小截面积计算结果,F1=338.2mm2

THJ3000/0.5-JXW电梯绳轮直径为Ф640,该绳轮配Ф16钢丝绳,故绳轮直径D满足D≥40×16=640mm要求,绳轮设计合理。 9.2 轴承的寿命计算 9.2.1主要参数

对重装置重量: W2=3650kg 轴承型号:42312(2只)

对重轮的转速n: n=2v×60/лD =2×0.5×60/3.1416×0.64 =29.84(转/分) 轴承额定动负荷c=11300kg 9.2.2 轴承的寿命

Ln= 106/[60×n ]×(c/w2/2)=106/[60×29.84]×(11300/3650/2)

2

2

21

=106/1790.4×38.338=558.534×38.338=21413(小时) 轴承计算寿命Ln=21413(小时)>3000(小时),故符合要求。 9.3 轴的强度计算 ?60W22W22 A?69 BRARB A和B处的支反力显然 为RA=RB=W2/2=3650/2=1825kg 为方便计算起见,将该轴简化为ф60等直径轴( 这样计算偏于安全)且其合力W2作用在轴中间,这样, MA = MB =17.8/2×W2=8.9×3650×9.8=318353(N.cm) 轴采用45#钢制造,材质经调质处理,其拉伸强度=7000kg/cm=68600(N/cm) 其许用强度为:[σ]=7000/4=1750kg/cm2=17150N/cm2 截面参数: RA = RB=лD3/32=3.1416×63/32=21.21cm2 这样A处和B处的最大应力为: σmaX22A=σmaxB= MB/ WB =318353/21.21=15010N/cm2<[σ]=17150N/cm2 故对重轮轴的强度足够 9.4 轴的刚度计算 WA42B44按轴径D=ф60计算，I=πD/64=3.1416×6/64=63.62cm A和B处的支反力RA = RB= W2 /2=3650/2=1825kg 22 根据轴为简支梁情况,认为当最大载荷在梁中间作用时,则所产生的最大挠度为f=pL3/48E

式中: L=轴受力点与支承间长度,L=8.9cm E---材料弹性模量,E=2.1×106

kg/cm2

参数代入公式得:

f=[1825×8.93]/[48×2.1×106×63.62]=0.002cm=0.02mm [f]=L/178=8.9/178=0.05cm=0.5mm 由于f<[f]故轴的刚度足够.

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附加说明:

1．由于本电梯所采用的曳引机、安全钳、缓冲器均系外购，故计算省略。 2．计算参考资料

（1） 机械设计手册（上册）

（2） 机械工程手册（第1、5、12卷） （3） 美国“1972年电梯安全规程” （4） L，Г齐菲尔著“起重机械”

（5） GB7588-1995电梯制造与安装安全规范 （6） JG/T 5072.1-1996电梯T型导轨 （7） GB8903-88电梯用钢丝绳

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/dezw.html