電梯轎廂架設(shè)計(jì)

1、裝訂線畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12正文1 引言隨著社會發(fā)展和物質(zhì)生活水平的提高，電梯成為人們?nèi)粘９ぷ?、生活中必不可少的樓宇交通工具，而電梯轎廂正是乘客了解電梯性能、感受電梯品質(zhì)、品評電梯檔次的最直接環(huán)節(jié)。而電梯轎廂的設(shè)計(jì)也必須走向一個嶄新的時代，必須著眼于未來，致力于讓我們的日常生活不斷發(fā)生驚喜的變化，致力于創(chuàng)造更理想的生活方式、創(chuàng)造更完善的生活空間，彰顯豐富多彩的電梯文化，倡導(dǎo)電梯轎廂設(shè)計(jì)的最新理念，探討電梯轎廂設(shè)計(jì)的未來發(fā)展方向。這就是本次課題所研究的作用和意義所在。本次課題的研究就主要是針對電梯轎廂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，力求能在設(shè)計(jì)過程中突出設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性、科學(xué)性和實(shí)用性。有以下幾個結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行設(shè)計(jì)：電

2、梯的工況和受力分析以及主要技術(shù)參數(shù)，曳引能力、鋼絲繩、轎架、廂體、導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算以及一些輔助部分設(shè)計(jì)。如上就是本課題主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容,除了基本的計(jì)算設(shè)計(jì)和圖紙外，也將會用到如AutoCAD、SOLIDWORKS平面三維設(shè)計(jì)軟件，以求達(dá)到更好的設(shè)計(jì)效果和更直觀的作品感受。由于本人能力及學(xué)識有限，在設(shè)計(jì)中尚存在一些缺陷，望老師們能給予批評以及指導(dǎo)。2 設(shè)計(jì)計(jì)算說明2.1 電梯的工況和受力分析電梯在正常運(yùn)行時，以不大于額定載荷的載重量在額定運(yùn)行速度的條件下工作，曳引電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為一衡等值，此時曳引鋼絲繩兩端受的力相等。設(shè)曳引機(jī)左轉(zhuǎn)電梯上行，則曳引機(jī)右轉(zhuǎn)電梯下行。由于曳引機(jī)在電梯平層時起、制動的需要

3、，曳引電動機(jī)出現(xiàn)了加、減速運(yùn)轉(zhuǎn)，此時曳引鋼絲繩兩端出現(xiàn)了不平衡的力。電梯加、減速運(yùn)行時的工況如下：（見圖2-1)：1) 當(dāng)轎廂載有額定載荷起動上行或以額定速度下行制動時： 重邊力在轎廂側(cè)：輕邊力在對重側(cè)：2) 當(dāng)轎廂載有額定載荷起動下行或以額定速度上行制動時： 重邊力在對重側(cè)： 輕邊力在轎廂側(cè)：3) 當(dāng)轎廂空載起動上行或以額定速度下行制動時，重邊力在轎廂側(cè)：輕邊力在對重側(cè)：4) 當(dāng)轎廂空載起動下行或以額定速度上行制動時，重邊力在對重側(cè)：輕邊力在轎廂側(cè)：式中：G轎廂自重N Q額定載重量N Wd對重裝置重量N Wd=G+kQ其中：k對重平衡系數(shù) k=0.450.5 ,客梯取k= 0.45A電梯起、

4、制動加速度m/s2根據(jù)GB7588-1995電梯制造與安裝安全規(guī)范第9章注釋之公式中：變形為: C1a+a= C1g+g 當(dāng)0V0.63時 C1=1.10 a=0.467當(dāng)0.63V1.0時 C1=1.15 a=0.684當(dāng)1.0V1.6時 C1=1.20 a=0.892當(dāng)1.6V2.5時 C1=1.25 a=1.09當(dāng)2.5V時 C11.25 式中：V額定運(yùn)行速度m/s 本梯V1.0m/s取a=0.684G重力加速度m/s2 上海g=9.81SX轎廂側(cè)邊力N Sz對重側(cè)邊力N S1鋼絲繩重邊力N Sz鋼絲繩輕邊力N 電梯屬于起重機(jī)電設(shè)備，同時又是軌道運(yùn)行器，具有超載、超速運(yùn)行的可能，GB75

5、88-2003第D2篇規(guī)定了超載試驗(yàn)時載重量為125額定載重量；第9.9章規(guī)定了限速器允許運(yùn)行速度不小115%額定速度。在以下的強(qiáng)度計(jì)算中以此為依據(jù)。除此以外，一般的機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算取安全系數(shù)1.1另外，當(dāng)機(jī)械零部受力時，由于結(jié)構(gòu)的不均勻、力的不穩(wěn)定及受力點(diǎn)的偏差，結(jié)構(gòu)內(nèi)部會產(chǎn)生剪力、彎矩、甚至扭矩等一系列的復(fù)合內(nèi)應(yīng)力來平衡外力，計(jì)算必須考慮這些復(fù)合應(yīng)力。本電梯的受力構(gòu)件所用的材料不低于Q235-A，具有較大的強(qiáng)度屈服極限。按照莫氏強(qiáng)度理論和現(xiàn)代張力場梁理論及有限元強(qiáng)度理論計(jì)算可以得到輕便合理的結(jié)構(gòu)和充分發(fā)揮材料的綜合強(qiáng)度。除GB7588強(qiáng)制性規(guī)定的計(jì)算方法外，一般計(jì)算零部件的強(qiáng)度計(jì)算按第四強(qiáng)度理

6、論計(jì)算綜合強(qiáng)度，其理論公式為： =S/d或 =0。2/d1式中: 強(qiáng)度儲備系數(shù) 取=1.11.5為合理d當(dāng)量應(yīng)力MPa 式中：剪應(yīng)力Mpa =Q max/A min 正應(yīng)力Mpa =M max/W min n扭應(yīng)力Mpa n =Mn max/W min其中：Q剪切力N，M彎矩N·m，Mn扭矩N·m2.2 主要技術(shù)參數(shù)轎廂自重 GX=960+258（轎底梁）=1218kg轎門重 GM=138kg (包括門、門機(jī) )附加重 GF=31kg(包括平層、極限、操縱箱、掛線架等)轎廂重量 G=GX + GM + GF =1218+138+31=1387kg額定載重量 Q=1000kg

7、曳引機(jī) 永磁同步無齒輪型提升高度 以井道總高度80m（22層22站）為參照依據(jù)鋼絲繩重量 Ws=0.347×148×5=257kg (5-10)隨行電纜重量 WD=0.862×121=104kg (1-60×0.75mm2 ) 補(bǔ)償鏈重量 WL=2×1.25×75=187kg曳引輪直徑 400mm轎底輪直徑 400mm曳引比 i=2:1平衡系數(shù) k=0.45對重重量 Wd=G+0.45Q=1387+45×1000=1837kg電動機(jī)功率 P=5.479kw電動機(jī)轉(zhuǎn)速 n=95r/min額定運(yùn)行速度 V1m/s=60m/min

8、電梯運(yùn)行機(jī)械效率 =0.682.3 電動機(jī)功率計(jì)算根據(jù)電梯與自動扶梯介紹的計(jì)算公式，電機(jī)靜功率：PVQ·V·k/61201000×60×0.475/6120×0.855.479kW式中: 曳引機(jī)效率蝸輪蝸桿傳動0.50.6，無齒輪傳動0.80.9。本梯為2:1無齒輪傳動,取0.85。2.4 曳引能力驗(yàn)算曳引條件的驗(yàn)算按GB7588-2003第9.3章有以下三個要求：1. 當(dāng)載有125額定載荷的轎廂平層時不打滑；2.轎廂不是管空載還是滿載，緊急制進(jìn)動時的減速度不應(yīng)超過緩沖器作用時的減速度值；3.對重壓在緩沖器時轎廂不能上行(即對重滯留時鋼絲繩應(yīng)打

9、滑)，槽口參數(shù)見圖2-1。11.11.21.31.42.4.1 轎廂平層時鋼絲繩不打滑的計(jì)算載荷為Q=1.25·Q1250kg 圖2-2 曳引槽型鋼絲繩在曳引輪槽中不打滑條件按GB7588-1995計(jì)算,即轎廂載有125額定載荷位于最低層站及轎廂空載位于最高層站兩種不利情況來計(jì)算。其計(jì)算公式為：式中：S1重邊力, S2輕邊力C1轎廂的起、制動加減速度系數(shù)(GB7588-1995)C2與繩輪槽摩擦系數(shù) sin96.5°的切口槽C20.993 e自然對數(shù)的底數(shù)f鋼絲繩在繩槽中的當(dāng)量摩擦系數(shù)鋼絲繩在鑄鐵繩輪中的摩擦系數(shù)0.1曳引輪槽切口角度96.5/1801.684弧度(見圖2-

10、1)1) 當(dāng)載有125額定載荷的轎廂位于最高層站平層時，重邊力S1 在轎廂側(cè)，輕邊力S2在對重側(cè)：S1(1)=(GQWDWL)·/2=(1387125038+187)×9.81/2=14038N(合力)S2(1)(Wd +Ws)·/2=(1837+257)×9.81/210271N(合力)2) 當(dāng)空載轎廂位于最低層站平層時，重邊力S1對重側(cè), 輕邊力S2在轎廂側(cè)：S1(2)(WdWDWL)·/2(1837+38+187)×9.81/210114NS2(2)(GWs)·/2(1218+257)×9.81/27235N

11、3) 曳引系數(shù)計(jì)算:efe0.2191.9897 曳引輪包角 180°4) 曳引能力的計(jì)算:當(dāng)載有125額定載荷的轎廂位于最高最層站時 (S1(1)/ S2(1) ).C1.C2(14038/10271)×1.145×0.9931.554 當(dāng)空載轎廂在最低層站時 (S2(2) / S2(1) ).C1.C2(10114/7235)×1.145×0.9931.589結(jié)論：重力比值小于曳引系數(shù)ef。即（S1/S2）×C1×C2efa鋼絲繩在曳引輪槽中不打滑。 能滿足鋼絲繩在曳引輪槽中不打滑條件,符合GB7588-2003第9.3

12、a)條的要求，保證電梯正常運(yùn)行。2.4.2 轎廂滯留工況鋼絲繩打滑的驗(yàn)算按GB7588-2003第M2提供的公式:（S1/S2）.C2efa，因?qū)χ貕涸诰彌_器上,而曳引輪還在轉(zhuǎn)動。此時重邊力S1在轎廂側(cè):S1 =（G+Q+ Ws）·g/2=（1387+1250257）×9.81/2=14195N輕邊力S2在對重側(cè)S2 =(Wd + WLWD)·g/2=（0+38+187）×9.81/2=1014N（S2/S1）.C2=(14195/1014) ×1.145×0.993=15.917efa 結(jié)論：重力比值小于曳引系數(shù)ef。即（S1/S2

13、）×C1×C2efa鋼絲繩在曳引輪槽中打滑。能滿足鋼絲繩在曳引輪槽中打滑條件,符合GB7588-2003第9.3c)條要求，保證轎廂蹲底時電梯不能運(yùn)行。2.4.3 電梯導(dǎo)向輪與鋼絲繩直徑比校核 要求D/d40 D/d=400/10=40式中：D導(dǎo)向輪直徑400mm i2鋼絲繩直徑10mm 結(jié)論：符合GB7588-2003第9.2.1條的要求2.4.4 電梯曳引力矩的計(jì)算：式中：D曳引輪直徑（m）iY曳引比 iY=2曳引機(jī)額定力矩： 式中：i1-齒輪比 無齒輪為1 -電梯曳引效率 2:1無齒曳引=0.91 曳引力矩儲備系數(shù)=587.885/539.550=1.089結(jié)論：電梯

14、曳引能力足夠2.5 電梯運(yùn)行速度驗(yàn)算結(jié)論：通過調(diào)頻電梯運(yùn)行速度在1.0m/s正負(fù)0.01m/s,完全與額定運(yùn)行速度一致。2.6 曳引鋼絲繩強(qiáng)度計(jì)算本電梯選用鋼絲繩5根，GB8903-88，驗(yàn)算鋼絲繩強(qiáng)度按GB7588-2003要求的安全公式：SS/S1K式中：SS鋼絲繩的最小破斷載荷 TS=44.0 kNS1天然纖維芯單根鋼絲繩所受的最大拉力 強(qiáng)度儲備系數(shù)=44000/250517.565結(jié)論：符合GB7588-2003第9.2.2條的要求，鋼絲繩強(qiáng)度足夠。2.7 繩頭裝置錐套強(qiáng)度計(jì)算受力分析：當(dāng)鋼絲繩以拉力的型式將S1傳給鋼絲繩錐套時，錐套的螺紋段以拉應(yīng)力= S1/AL的方式來平衡，而錐套的

15、錐端部分則以張力Z= S1/AZ的方式來平衡，見圖2-3所示:(10錐套桿15×1.5)：q=P/Aq= S1max/Aq ，Z · AZ= q·Aq 。式中：q張力MPa Aq錐端部分截面積mm2其中：ALd2/4=×13.3762/4=140.521 mm 2螺紋為M15×1.5,小徑13.376mm1) 螺紋段的拉應(yīng)力為：S1/A2505/140.52117.827 Mpa其中錐套螺桿采用Q235D，并經(jīng)鍛打，抗拉強(qiáng)度可達(dá)b=460Mpa,在此只用屈服極限(0.2)280 Mpa來衡量。強(qiáng)度儲備系數(shù)=280/17.82715.707結(jié)論：

16、鋼絲繩錐套螺紋段強(qiáng)度足夠2) 錐套錐端部分的張力為：ZS1 cos 5.15°/2L2505×cos5.15°/2×4×506.237MPa式中:5.15°錐端斜角2錐端的兩個面錐端有效厚度 =4mmL錐端部分有效高度 L=50mm材料為ZG200-400，MPa0.2=200Mpa 圖2-3 錐套端部力平衡圖強(qiáng)度儲備系數(shù)=200/6.23732.066結(jié)論：鋼絲繩錐套錐端部分強(qiáng)度足夠3) 螺紋段焊接部位的剪應(yīng)力為：S1/AL2050/154.51013.268Mpa鍛鋼材料=0.8=0.85×280=238MPa其中：Ad

17、2/4=×14.0262/4=154.510 mm 2螺紋為M15×1.5,中徑14.026mm強(qiáng)度儲備系數(shù)=200/13.26815.074結(jié)論：鋼絲繩錐套螺紋段焊接部位部分強(qiáng)度足夠,符合GB7588-2003第9.2.3條不小于錐套桿部80強(qiáng)度的要求,所選用的鋼絲繩錐套符合要求。2.8 鋼絲繩在繩槽中的比壓計(jì)算設(shè)定本曳引輪配備的是5-10帶切口的半圓槽，其計(jì)算公式：式中：S1 -轎廂有125%額定負(fù)載停靠在最高層站平層時鋼繩中的靜拉力為：已知：S114038Nn鋼絲繩根數(shù) n=5d鋼繩直徑 d=10mm D曳引輪直徑 D400mm繩槽切口角 96.5°則容許比

18、壓： Vc與轎廂速度相對應(yīng)的曳引鋼繩速度 PP結(jié)論：負(fù)載比壓是容許比壓6.899/7.091=0.973倍，符合GB7588-1995第9章“注2.”的要求2.9 轎廂架的強(qiáng)度計(jì)算轎廂架的受力分析:轎廂架結(jié)構(gòu)見圖2-4所示。轎廂架是轎廂的主要受力部件，它與轎底、轎壁、轎頂和轎廂連接件自轎廂內(nèi)的載荷及自身重量造成的力，其中轎底承受來自轎廂內(nèi)的可變載荷，轎頂承受安裝維修時的活動載荷，轎壁維持外形和承受轎頂、門機(jī)等固定設(shè)備的重量和傳遞來自轎頂?shù)妮d荷。來自轎廂的力（G+Q）由轎底傳給下梁，其中一部分偏置載荷通過斜拉桿的拉力直接傳給立柱，再由斜拉桿傳給下梁。下梁用剪力、彎矩的型式將力傳給下托梁。 再由下

19、托梁用剪力、彎矩的型式傳給鋼絲繩，以束力S1的形式來平衡（G+Q）。因此，轎廂架的強(qiáng)度計(jì)算可把它看作由桿件組成的靜定框架結(jié)構(gòu)。將來自鋼絲繩的拉力S1由下托梁、下梁用剪力、彎矩的形式來承受，立柱上梁不參加受力。122.12.22.32.42.52.62.72.82.92.9.1 下托梁的強(qiáng)度、剛度計(jì)算下托梁由兩根180×75×20×5的冷彎槽鋼組成(剖面見圖2-5，剪力彎矩圖見圖2-6)：圖2-5 剖面圖 圖2-6 剪力彎矩圖下托梁的外力：（1387+1000）（9.81+0.684）= 25049N給每根下托梁的力：F1=P·L1/L1+L2=25049

20、×860/860+719=13642N F2=P·L2/L1+L2=25049×719/860+719=11407N下托梁的截面積：A=Ai=2×(180×75-170×65-140×5)=3500mm2 下托梁的y方向形心坐標(biāo)：yC=dA dyC /A=H/2=90mm 下托梁的慣性矩：JXdA dy2=2×(75×1803-65×1703-5×1403)/12=17389167 mm4下托梁的抗彎模數(shù):WXJX/ymax = 17389167/90=193213mm3下托梁的剪力：

21、Qmax=F1=13462N下托梁的彎矩：M=F2·L2=13462×860=11577320N·mm 剪應(yīng)力: 最大正應(yīng)力: 當(dāng)量應(yīng)力: 強(qiáng)度儲備系數(shù)=235/60.1663.905結(jié)論: 下托梁強(qiáng)度足夠下托梁撓度的計(jì)算：機(jī)械工程手冊第12卷第8章2.3條要求梁撓度不大于1/960結(jié)論：下托梁剛度足夠2.9.2 下梁的強(qiáng)度、剛度計(jì)算轎廂的自重和額定載荷呈均布載荷(q)作用于下梁上,其值為 =（1387+1000）（9.81+0.684）/1550= 16.161N下梁由192(340)×160×80×30×6的冷彎型鋼加加

22、強(qiáng)板組成 (剖面見圖2-7，剪力彎矩圖見圖2-8) 圖2-7 下梁剖面圖 圖2-8 下梁內(nèi)外力圖下梁的截面積：A=Ai=192×6+2×(148×6+8×6+24×6)=4176mm2下梁的y方向形心坐標(biāo)：yC=dA dyC /A=192×6×3+2×6×（148×80+80×157+24×142）=30.737mm下梁的慣性矩：JXdA dy2=192×6×77.7372+2×6×(74.737×37.3692+73.263

23、×36.6322+80×76.2632+24×61.2632)=17134985mm4下梁的抗彎模數(shù):WminJX/ymax= 17134985/80.737=212232mm3下梁的剪力：QmaxqB/2=16.161×1550/2=12524N下梁的彎矩：Mmax= QB2/8=16.161×15502/8=4853350N·mm剪應(yīng)力: 最大正應(yīng)力: 當(dāng)量應(yīng)力: 強(qiáng)度儲備系數(shù)=235/23.25810.104結(jié)論: 下梁強(qiáng)度足夠下梁撓度的計(jì)算： 機(jī)械工程手冊第12卷第8章2.3條要求梁撓度不大于1/960 結(jié)論：下梁剛度足夠2.

24、9.3 斜拉桿的強(qiáng)度計(jì)算當(dāng)轎廂在裝載乘員時，由于人員的流動，造成電梯的偏載, 偏載時斜拉桿以受拉的形式平衡偏載力矩MP：F= (G/2+Q)(g+a)L/8偏載力P如下：偏載力矩MP如下：MP=P·Lq=10494×177.5=1862685N·m轎廂架斜拉桿及其外力見圖2-9所示。每側(cè)桿力為：=（609+1000）×（9.81+0.684）×177.5/706 =4245N假設(shè)轎底重量和額定載重的1/4由四根斜拉桿承受，則每側(cè)桿力：=(1218+1000) ×（9.81+0.684）/8=2909N選擇外力大的F1=4245N為計(jì)算

25、依據(jù)，又以每根斜拉桿能承受其中3/4的力為設(shè)計(jì)原則（受力不平衡），則一根斜拉桿 承擔(dān)的力為： F=4252×3/4=3189N 圖2-9 轎廂架斜拉桿斜拉桿直徑12mm，兩端螺紋小徑d=10.106mm。 截面積：A=d2/4=×10.1062/4=80.214mm2斜拉桿螺紋部分拉伸應(yīng)力為：強(qiáng)度儲備系數(shù)=235×39.7565.911結(jié)論：拉桿的螺紋部分強(qiáng)度足夠2.9.4 拉桿座的強(qiáng)度計(jì)算拉桿座M24, 螺紋小徑d=22.752mm, 截面積：A=d2/4=406.561mm擠壓應(yīng)力: 強(qiáng)度儲備系數(shù)=235×14.91115.760結(jié)論：拉桿座螺栓強(qiáng)度

26、足夠2.10 轎廂面積校核根據(jù)GB/T 7025.1-1997規(guī)定的類電梯(非住宅樓電梯)的參數(shù)、尺寸,1000kg的乘客乘員13人，電梯轎廂尺寸為:1600×1400，面積2.240m2。說明：本次設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)無機(jī)房1000kg乘客電梯轎廂尺寸為:1550×1420，面積2.201m2，符合GB7588-2003第8.2.1條的要求，比GB/T 7025.1-1997的2.240 m2,小0.039 m2(1.625)，符合GB7588-2003第8.2.3b)之最小有效面積不小于2.15 m2的要求。 結(jié)論：轎廂面積符合GB7588-2003第8.2.3條的要求2.11

27、電梯導(dǎo)軌的計(jì)算電梯在運(yùn)行時，由于懸掛點(diǎn)及載荷偏離轎廂形心形成偏載力矩，因此造成側(cè)向力作用于導(dǎo)軌上；另，當(dāng)電梯失控限速器動作拉動安全鉗夾緊導(dǎo)軌使電梯停止運(yùn)行，因此造成壓力作用于導(dǎo)軌上。使導(dǎo)軌受剪、 受壓及受彎而變形。設(shè)懸掛點(diǎn)在C，轎廂重心在G，載重重心在Q。本電梯使用T89/B導(dǎo)軌主要技術(shù)參數(shù)有:截面積A15.70cm2慣性矩Jx59.70cm4 Jy53.00cm4抗彎模量 Wx14.50cm3 Wy11.90cm3慣性半徑 ix1.98cm iy1.84cm 122.12.22.32.42.52.62.72.82.92.102.112.11.1 轎廂偏載時導(dǎo)軌的計(jì)算 電梯轎廂使用極限狀況如圖

28、2-10所示：轎廂內(nèi)凈尺寸為B×H=1550×1420，轎廂重心線（導(dǎo)軌軸線）在深度方向處于600處(與轎廂形心軸線重合)為XX軸；在寬度方向處于轎廂的對稱軸線處(與轎廂形心軸線重合)為YY軸。導(dǎo)靴受力點(diǎn)距離H=3270mm, 導(dǎo)軌長度L=5000，導(dǎo)軌支架間距 L2400mm。按GB7588-2003第10.1.2條來計(jì)算許用應(yīng)力和變形。偏載按GB7588-2003第G7.2.1.1b項(xiàng)規(guī)定，偏載距等于轎廂尺寸的1/8，得XX軸距177.50, YY軸距193.75, (圖10中C轎廂形心，G轎廂重心,Q載荷重心)。1) 導(dǎo)軌正面偏載力矩 =1218×(9.81

29、+0.684)×0+1000×(9.81+0.684)×9.81×193.75=2033213N-m導(dǎo)軌正面壓力 2) 導(dǎo)軌側(cè)面偏載力矩 =1218×(9.81+0.684)×0+1000×(9.81+0.684)×9.81×177.50=1191042N-mm導(dǎo)軌側(cè)面壓力 式中：b-載荷Q偏離轎廂Y-Y軸的偏載距 b=193.75mmc-載荷Q偏離轎廂X-X軸的偏載距 c=177.5mmH-轎廂架上下兩個導(dǎo)靴之間中心距離，H3270mm假設(shè)導(dǎo)軌中間受力，且按靜定梁模式計(jì)算，即L=2400，此時，導(dǎo)軌的剖

30、面見圖2-11，剪力彎矩圖見圖2-12。 圖2-11 導(dǎo)軌剖面圖 圖2-12 導(dǎo)軌剪力彎矩圖導(dǎo)軌支撐條件假定為簡支梁，當(dāng)外力作用于兩個導(dǎo)軌支架中間時，導(dǎo)軌的支反力：Fza=Fzb=Pz/2=614/2=307N Fca=Fcb=Pc/2=364/2=182N導(dǎo)軌的剪力：Qz=Fza=Fzb=307NQc=Fca=Fcb=182N導(dǎo)軌的彎矩：Mz=Fz·L/2=614×1200=736800N·mmMc=Fc·L/2=364×1200=436800N·mm剪應(yīng)力: 合力: 最大正應(yīng)力: 合力: 當(dāng)量應(yīng)力: JG/T5072.1-1996

31、規(guī)定材料b=370520,按S20計(jì)：截面尺寸小于100mm時,b=400520,0.2=230 強(qiáng)度儲備系數(shù)=230/62.6863.669結(jié)論：導(dǎo)軌強(qiáng)度符合要求導(dǎo)軌撓度的計(jì)算：復(fù)合變形: GB7588-2003第10.1.2.2條要求安全鉗不動作時導(dǎo)軌撓度不超10mm結(jié)論：導(dǎo)軌剛度符合要求 2.11.2 安全鉗動作時導(dǎo)軌的計(jì)算當(dāng)轎廂載有額定載荷以115額定速度向下運(yùn)動時，限速器動作，鋼絲繩提起安全鉗拉桿，安全鉗楔塊夾住導(dǎo)軌，此力壓到導(dǎo)軌上，其壓力為： 式中：n導(dǎo)軌根數(shù) 本梯n=2a Z安全鉗制停減速度，按GB7588-2003第10.4.3.3項(xiàng)規(guī)定緩沖器平均減速度不應(yīng)大于1g，即限速器動

32、作時平均減速度aZpj=9.81 m/s2。1) 按GB7588-2003第G7.1.1.1項(xiàng)提供的方法計(jì)算彎曲應(yīng)力a. 導(dǎo)軌的正面壓力為：式中：k1安全鉗動作時的沖擊系數(shù)，查GB7588-2003表G2 k1=2 xQ載荷偏離轎廂Y-Y軸的偏載距 xQ = b=193.75mm xG 轎廂重心偏離轎廂Y-Y軸的偏載距 xG =0導(dǎo)軌的正面壓力引起內(nèi)外力為： 式中：L導(dǎo)軌支架距 L=2400mmb. 導(dǎo)軌的側(cè)面壓力為：式中：yQ 載荷偏離轎廂X-X軸的偏載距 yQ = c=177.5mm yG 轎廂重心轎廂X-X軸的重心距yG = 0c. 導(dǎo)軌的側(cè)面壓力引起內(nèi)外力為：2) 按GB7588-20

33、03第G7.1.1.2項(xiàng)提供的方法計(jì)算壓彎應(yīng)力式中：k3附加裝置在安全鉗動作時沖擊系數(shù)，導(dǎo)軌上無附加裝置Gy，故k3=0安全鉗動作時的導(dǎo)軌柔度系數(shù)，按GB7588-2003第G5.3章中提供的方法本梯導(dǎo)軌L/imin=2400/18.4=130.435,查表G3得=3.053) 按GB7588-2003第G7.1.1.4項(xiàng)提供的方法計(jì)算翼緣彎曲應(yīng)力：式中：c導(dǎo)軌凸緣腳厚 c=104) 當(dāng)量應(yīng)力: 強(qiáng)度儲備系數(shù)=230/62.1913.698結(jié)論：導(dǎo)軌強(qiáng)度足夠5) 按GB7588-2003第G7.1.1.5項(xiàng)提供的方法計(jì)算導(dǎo)軌的撓度GB7588-2003第10.1.2.2項(xiàng)的要求，安全鉗動作時導(dǎo)

34、軌的最大計(jì)算允許變形 5mm,本梯每根導(dǎo)軌長5m,支架距2.4m,為三支點(diǎn)一度超靜定梁，計(jì)算中按雙支點(diǎn)靜定梁模式，變形不超過國標(biāo)規(guī)定。結(jié)論：導(dǎo)軌剛度足夠附注：對重導(dǎo)軌用的是TK5A空心導(dǎo)軌，對重裝置為全對稱結(jié)構(gòu)，平衡鏈懸掛點(diǎn)在重心處，且無安全鉗，因此不作計(jì)算。2.12 導(dǎo)軌支架強(qiáng)度、剛度的計(jì)算122.12.22.32.42.52.62.72.82.92.102.112.122.12.1 轎廂導(dǎo)軌支架的強(qiáng)度、剛度計(jì)算支架由三根50×5的角鋼焊接而成，計(jì)算時將焊接剛架拆為一組獨(dú)立的梁。同時，支架立柱視為兩根平均受力的獨(dú)立固支梁。50×5的角鋼的主要技術(shù)參數(shù)有：截面積A4.803

35、cm2慣性矩Jx11.21cm4抗彎模量 Wx3.18cm3慣性半徑 ix1.53cm1) 轎廂導(dǎo)軌支架橫梁的強(qiáng)度和剛度計(jì)算根據(jù)導(dǎo)軌受力計(jì)算可知，轎廂偏載時支架橫梁受力為大，導(dǎo)軌支架在轎廂偏載時的剪力彎矩見圖2-13所示。支架橫梁的最大外力為偏載時的PZ=614N，支反力Fa=Fb=307N 圖2-13 導(dǎo)軌支架剪力彎矩圖因此，支架橫梁的最大內(nèi)力為：Q=Fa=Fb=307N Mmax=F·L/2=307×125=38375N·mm a. 橫梁的強(qiáng)度計(jì)算:最大剪應(yīng)力: 最大正應(yīng)力: 當(dāng)量應(yīng)力: 強(qiáng)度儲備系數(shù)=235/12.10119.419 結(jié)論：橫梁的強(qiáng)度足夠b.

36、 橫梁撓度的計(jì)算:結(jié)論：橫梁撓度小于導(dǎo)靴與導(dǎo)軌間隙1mm,符合電梯技術(shù)要求2) 轎廂導(dǎo)軌支架立柱的強(qiáng)度計(jì)算：支架立柱的最大外力為安全鉗動作時的PC計(jì), PC=1065N；安全鉗動作時導(dǎo)軌支架的內(nèi)外力見圖13所示。支反力按剛度分配法由兩根立柱分擔(dān)：FC=PC/2=1065/2=803N支架立柱的最大內(nèi)力：Q=FC=803NMmax=803×242=194326N·mma. 立柱的強(qiáng)度計(jì)算：最大剪應(yīng)力: 最大正應(yīng)力: 當(dāng)量應(yīng)力: 強(qiáng)度儲備系數(shù)=235/61.1553.843 結(jié)論：立柱的強(qiáng)度足夠b. 立柱撓度的計(jì)算：結(jié)論：立柱撓度小于導(dǎo)靴與導(dǎo)軌間隙1mm,符合電梯技術(shù)要求2.1

37、2.2 組合導(dǎo)軌支架的強(qiáng)度、剛度計(jì)算組合導(dǎo)軌支架由轎廂導(dǎo)軌支架和對重導(dǎo)軌支架組合而成，高度724，中心跨度940，導(dǎo)軌支架跨度175。根據(jù)導(dǎo)軌受力計(jì)算可知，轎廂偏載時組合導(dǎo)軌支架橫梁受力為大。組合導(dǎo)軌支架轎廂偏載時導(dǎo)軌支架的結(jié)構(gòu)和剪力彎矩見圖2-14所示。 圖2-14 導(dǎo)軌支架結(jié)構(gòu)和剪力彎矩圖支架由兩根63×5的角鋼焊接的轎廂導(dǎo)軌支架（單跨剛架）和一根63×5角鋼對重導(dǎo)軌支架組成。由圖可見，當(dāng)組合導(dǎo)軌支架受到來自導(dǎo)軌的側(cè)向力時，重導(dǎo)軌支架立柱是不參加受力的。組合導(dǎo)軌支架立柱的最大外力為安全鉗動作時的PC=1065N63×5的角鋼的主要技術(shù)參數(shù)有：截面積A6.143

38、cm2慣性矩Jx23.17cm4抗彎模量 Wx5.08cm3形心距 Z01.74cm 其中轎廂導(dǎo)軌支架（單跨剛架）的慣性矩為:Jx=2×6.143×72.4×8.752+2×17.5×2×6.143×4.3752=76333cm4這樣，轎廂支架立柱的最大內(nèi)力為Q=FC=1065/2=532.5NMmax=536.5×724=385530N·mm剪應(yīng)力: 最大正應(yīng)力: 當(dāng)量應(yīng)力: 強(qiáng)度儲備系數(shù)=235/75.9083.096 結(jié)論：立柱的強(qiáng)度足夠立柱撓度的計(jì)算： 結(jié)論：對重立柱撓度小于導(dǎo)靴與導(dǎo)軌間隙1mm,

39、符合電梯技術(shù)要求3 設(shè)計(jì)小結(jié)2010年11月，我開始了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，到目前為止設(shè)計(jì)已進(jìn)入尾聲。從剛上手時的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個設(shè)計(jì)過程艱難卻也富有樂趣。在整個過程中，我再一次領(lǐng)略到了作為一個機(jī)械設(shè)計(jì)工作者所需要面臨的挑戰(zhàn)。11月伊始，經(jīng)過一番選題，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是電梯轎廂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從那一刻開始我便立刻著手資料的收集工作，在經(jīng)過一番書籍的查閱和網(wǎng)絡(luò)的搜索，我將所有收集到的資料完整精確的整理成一套設(shè)計(jì)的大綱，我終于制定下了一套完整的設(shè)計(jì)方案，并在與導(dǎo)師的溝通下開始了正式的設(shè)計(jì)工作。1月初，資料已經(jīng)查找完畢了，我開始著手論文的寫作。在寫作過程中遇到困難我就及時和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流，請教專業(yè)課老師。在大家的幫助下，困難一個一個解決掉，論文也慢慢成型。1月底，整套轎廂設(shè)計(jì)的技術(shù)說明文件終于基本完成，在對整個轎廂內(nèi)外部件的校核過程中，我也把整個大學(xué)4年所學(xué)習(xí)到的知識又再一次融會貫通了起來，接下來的2月就開始進(jìn)行電梯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制定了。這也是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)所在。為了能夠完全把電梯轎廂的整體結(jié)構(gòu)完美的表現(xiàn)出來，我這次除了常規(guī)的平面圖紙的繪