THJW20000.5－JXW变频调速（无机房）载货电梯设计计算书.doc

THJW2000/0.5JXW 变频调速（无机房）载货电梯设计计算书安徽博士电梯有限公司一、 电梯的主要参数二、 曳引条件的计算三、 平衡系数的计算四、 限速器的选型计算五、 限速器绳的计算（直径、安全系数）六、 安全钳的选型（型式、动作所需提拉力、质量范围）七、 缓冲器的选型计算（型式、质量范围、行程）八、 轿厢上行超速保护装置的选型计算（类型、质量范围）九、 曳引机的选型计算（功率、输出扭矩、速度和主轴负荷）十、 曳引轮、滑轮节圆直径与钢丝绳直径的比值计算十一、 盘车力的计算十二、 悬挂绳或链安全系数计算十三、 机房地板受力要求，底坑地面受力要求，使用膨胀螺栓时对井道壁的要求，机房井道的其它要求十四、 导轨强度和变形计算十五、 轿厢和门系统计算说明十六、 轿厢面积、通风面积计算十七、 轿厢地坎和轿门至井道内表面的距离计算十八、 玻璃门和轿壁的计算（安装固定方式、玻璃轿壁上扶手固定方式的图示说明）十九、 轿顶护栏设计二十、 轿厢护脚板的安装和尺寸图二十一、 开锁区域的尺寸说明图示二十二、 轿架的受力强度计算和安全系数二十三、 井道顶层和底部空间的计算二十四、 操作维修区域的空间计算(主机、控制柜、限速器、盘车操作)二十五、 无机房电梯的特殊要求计算二十六、 工作区域空间设计说明二十七、 机械制停装置的设计说明（安装位置和强度校核）二十八、 动态测试和救援说明二十九、 电气选型计算（变频器的容量，应急电源容量、接触器、主开关、电缆计算）三十、 机械防护的设计和说明一、 电梯的主要参数额定载重量 ：Q=2000kg空载轿厢重量 ：P1=1800kg对重重量 :W=2800kg 随行电缆重量 ：P2=150kg额定速度 ：0.5m/s平衡系数 ：0.5曳引包角 ：180°曳引方式 ：4：1悬挂绳（曳引绳）根数：n=5电动机功率 ：6.0KW时机转速 ：n=95.5r/min曳引轮直径 ：D=400mm随行电缆根数 ：2根随行电缆单位长度质量：104kg/m提升高度 ：5000mm轿厢尺寸 ：2000×2300×2100mm（宽×深×高）限速器型号 ：OX-187宁波奥德普电梯配件有限公司安全钳型号 ：SAQ4佛山市南海区永恒电梯配件厂缓冲器型号 ：轿厢：ZDQ-A-12 沈阳祺盛机械有限公司 对重：ZDQ-A-13 沈阳祺盛机械有限公司钢丝绳规格 ：10NAT8×19S+FC1370/1770ZS 无锡通用导轨 ：轿厢：T89/B；长江润发电梯导轨有限公司：对重：TK5A；长江润发电梯导轨有限公司二、 曳引条件的计算电梯曳引必须满足下列条件：T1/T2×C1×C2ef式中T1/T2轿厢处于125%额定载荷下，轿厢位于最低层站及空载轿厢位于最高层站情况下，曳引轮两边曳引绳中的最大静拉力与最小静拉力之比。C1与电梯加速度、减速度及电梯特殊安装情况有关系数。C2是由于磨损导致曳引轮槽端面变化的影响系数。对半圆槽或带切口槽 C2=1曳引绳在曳引轮上的包角rad：180°=f 是曳引绳在曳引轮槽中的当量摩擦系数，对于半圆槽或切口槽f4µ（cos/2-sin/2）/（- -sin+sin）其中：曳引轮上带切口的绳槽或半圆槽的切口角rad=96° 角=35 ° µ 曳引绳与铸铁曳引轮之间的磨擦系数µ0.1 e自然对数底，e=2.71828f4×0.1（cos35/2-sin（96/2）/（- 1.675-0.6105-sin96+sin35）=0.4(0.9537-0.7431)/(3.14-2.2855-0.9945+0.5736)=0.08424/0.4336=0.19428即：efe0.19428e0.611.84轿厢装载静态工况（1） 轿厢125%额定负载在底层时T1（1.25QP1）/4m.q.H（1.25×20001800）/44×0.385×10.549=2150+16=1091kgT2（0.5QP1）/i（0.5×20001800+16）/4704kgT1/T2×C1×C21091/704×1.1×11.705T1/T2.C1.C2ef1.84工况（1）满足紧急制动动态工况（2）T1/T2×C1×C2ef空载轿厢在最高层站时，其中：按空载轿厢在顶层平衡系数为最大值时工况计算即可，T1（0.5QP）(gn+)/im.q.H(g+i)1800/4×(9.81.675)+16×(9.8+4) =5384.55(N)T2(P+m2q2H)(gn-)/i(N)(1800+16) ×(9.8-1.675)/41816×8.125/4=3688.75(N)T1/T2×C1×C25384.55/3688.75×1.1×11.61.6ef1.84工况（2）满足 轿厢滞留静态工况T1/T2×C1×C2ef T1=(P+m2q2H)/i×gn(N)T2= m2q2H.gn(N)=0.2，故f4×0.1（cos35/2-sin（96/2）/（- 1.675-0.6105-sin96+sin35）=0.8(0.9537-0.7431)/(3.14-2.2855-0.9945+0.5736)=0.389即：efe0.389e1.223.4T1/T2=(P+m2q2H)/i×gn(N)/ m2q2H.gn(N)=（1800+16）×9.8/4）/（16×9.8）=4449/156.8=28.37T1/T2×C1×C2=28.37×1.1×1=31.21ef3.4工况（3）满足三、 平衡系数的计算（QV102N·i）/ QV（2000×0.5102×11×0.5）/(2000×0.5)0.44满足规范要求四、 限速器的选型计算限速器选用宁波奥德普，其型号为OX-187技术参数：1 额定速度：0.25m/s1.0m/s2 绳张紧力：F800N3 钢丝绳直径：d=8mm4 绳轮节圆直径：D=200mm校核：(1)额定速度V0.5m/s 符合0.25m/s1.0m/s范围(2)钢丝绳张紧力校核当安全装置动作时，所需力为F250N（实测）则2F500N因选择张紧力为>800N满足五、 限速器绳的计算（直径、安全系数）钢丝绳安全系数的校核n钢丝绳最小破断拉力/限速器的张紧力14.24N/800N17.8n8(4)限速器钢丝绳直径校核限速器钢丝绳直径为8mm=d=8mm符合规范要求(5)轮径比校核D/d200/633.330限速器的选用合适六、 安全钳的选型（型式、动作所需提拉力、质量范围）安全钳选用广东佛山市永恒电梯部件厂 型号：SAQ4主要技术参数：(1)额定速度：0.63m/s(2)总允许重量：4174.87kg(3)导轨宽度：16mm校核：（1） 额定速度校核本货梯额定速度：V0.5m/s当安全钳动作时速度：1.15×v=0.58m/s<0.63m/s（2） 总容许质量校核PQ2000+1800+150=3950kg<4174.87kg（3）导轨宽度校核选用T82-3/B导轨宽度为16mm安全钳选用合适七、 缓冲器的选型计算（型式、质量范围、行程）本电梯轿厢和对重缓冲器选用沈阳祺盛型号：ZDQ-A-12（对重1只）,ZDQ-A-13缓冲(轿厢缓冲2只)技术参数：（对重）ZDQ-A-12:行程：H=109mm高度：H1=156mm额定速度：0.63m/s总容许质量：4500500kg（轿厢）ZDQ-A-13:行程：H=150mm高度：H1=200mm额定速度：0.63m/s总容许质量：60001600kg缓冲器校核（1） 速度校核本轿厢和对重速度为0.5m/s在0.63m/s以下（2） 总容许质量校核轿厢侧总质量：3950kg<6000kg对重侧总质量：2800kg=2800kg（3） 缓冲器行程校核缓冲器可触的总行程，应至少等于115%额定速度的重力制停距离为：S=0.067V2(m)=0.067×0.5752=0.022(m)=22mm<106mm所以缓冲器选用合适八、 轿厢上行超速保护装置的选型计算（类型、质量范围）1、本梯选用浙江西子富沃德电机有限公司的无齿轮同步曳引机。型号：GETM3.0F-100/1000额定载重量：1000kg电动机功率：6kw电动机转速：95.5r/min曳引轮节径：400mm减速箱减速比：1:1曳引轮绳槽：5×10 半圆形带切口，角=96 角=35 槽距=15主轴最大静载荷T：3000kg钢丝绳倍率：i22、本梯的额定载重量为：2000kg,因为悬挂比为4：1，所以曳引机的额定载重量1000kg，本梯的额定速度为：0.5m/s, 因为悬挂比为4：1,所以曳引机的额定速度为：1.0m/s，相对曳引机-系统总质量为：P+W=(1800+2800)/2=2300.00kg。3、按型式试验合格证：NO.TXF350-100056曳引机制动器（电梯轿厢上行超速保护装置）型号规格：DZD1-500，本证所阐述的结论覆盖以下型号规格产品：悬挂比为2：1时适用范围；制动动作时被制动部件的速度范围：1.45-8.88m/s（对应额定速度范围：0.5-2.5m/s）；额定载重量范围：550-1000kg，系统总质量范围：2410-4262kg。4、DZD1-500，曳引机制动器（电梯轿厢上行超速保护装置）-符合要求九、 曳引机的选型计算（功率、输出扭矩、速度和主轴负荷）1 传动系统示意图 1.对重架 2.对重轮 3.曳引钢丝绳 4.对重导向轮 5.曳引轮 6.轿厢7.轿底轮 8.轿厢导向轮 9.轿厢 10轿底轮 11.扁电缆2 电动机功率的计算：N= QV（1）/102=2000×（10.5）×0.5/102×0.9=5.44kw式中：N功率（KW）Q-额定载重量：2000kgV.电梯额定速度：0.5（m/s）电梯平衡系数：0.5电梯机械传动总效率：90%i钢丝绳绕绳倍率：2选用6kw电机3.曳引机的主要参数：选用浙江西子富沃德电机有限公司型号：GETM3.0F-100/1000额定载重量：1000kg电动机功率：6kw电动机转速：95.5r/min曳引轮节径：400mm减速箱减速比：无齿轮曳引轮绳槽：5×10 半圆形带切口，角=96 角=35 槽距=15主轴最大静载荷T：3000kg钢丝绳倍率：i22、 主轴最大静态载荷校核P=（QP1）/4P2G/4 （20001800）/41503000/41800则Pkk×P=1.2×1800=2160<3000kg 其中G为轿厢以额定重量停靠在最低层站时，在曳引轮水平面上轿厢一侧的曳引轮的静拉力P主轴实际静载Pk主轴实际动载 4、额定速度的校核实际额定速度应符合下列不等式：92%VV实105%V现曳引轮直径 D=400mm 电动机实际转速n=95.5r/min, r=4V实（D·n）/（60×r）（×0.4×95.5）/(60×4)0.4998m/s92%V0.5×0.920.46m/s105%V1.05×0.50.525m/s0.460.49980.525成本结论：上述条件满足（3）载重量校核选用GETM3.0H-100/1000曳引机载重量为1000kg，现采用绕绳倍率为4，可以承受2000kg载荷，结论：满足本货梯设计要求。（4）输出扭矩计算 A、 曳引轮输出额定扭矩：M出9550·N/n9550×(6/95.5)600N·m式中N为电机功率，n为电机转速 B、曳引轮实际运行扭矩M2按超载110%计算 M实=（1.1-）.Q.D.gn/2×r=(1-0.5)×2000×0.4×9.81/2×4=588.6NmM出 式中为平衡系数.Q为额定载重量.D为曳引轮直径.gn为重力加速度，r为钢丝绳倍率。 结论：符合要求十、 曳引轮、滑轮节圆直径与钢丝绳直径的比值计算 曳引轮节圆直径与钢丝绳直径的比值：400/10=40结论：符合要求2、 导向轮节圆直径与钢丝绳直径的比值：400/10=40结论：符合要求3、 轿底轮节圆直径与钢丝绳直径的比值：400/10=40结论：符合要求十一、 盘车力的计算本梯为无机房货梯，不需要盘车。十二、 悬挂绳安全系数计算1）主要技术参数：额定载荷：Q=1000kg钢丝绳数量：n=5根钢丝绳直径：d=10mm曳引轮直径：D1=400mm导向轮直径：D2=400mm轿底轮直径：D3=400mm轿厢至曳引轮悬挂绳长度：H=5.0+0.425+3.74+0.284=9.449m曳引比：m=4轿厢自重：P=1800kg单根绳质量:q=0.407重力加速度：gn=9.81钢丝绳最小破断载荷:T=44000-54000（N）2）校核步骤GB7588-2003对曳引系统悬挂绳安全系数校核可分三步完成A、求出给定曳引系统悬挂绳安全系数实际值SS=T.n.m/(P+Q+H.n.m.q).gn=44000×4×5/(1800+2000+9.449×5×4×0.407)×9.8=23.2B、按GB7588-2003的附录N计算出给定曳引系统钢丝绳许用安全系数计算值Sf.求出考虑了曳引轮绳槽形状、滑轮数量与弯曲情况，折合成等效的滑轮数量NequivNequiv=Nequiv(t)+Nequiv(p)式中：Nequiv(t)-曳引轮的等效数量Nequiv(p)-导向轮的等效数量表N1V型槽V型槽的角度值-35°36°38°40°42°45°Nequiv(t)-18.515.210.57.15.64.0U型/V型 带切口槽下部切口角度值75°80°85°90°95°100°105°Nequiv(t)2.53.03.85.06.710.015.2不带切口的U型槽Nequiv(t)1Nequiv(t)的数值从表N1查得，U型带切口曳引绳槽，=96°时，Nequiv(t)=6.7Nequiv(p)=Kp(Nps+4Npr)式中：Nps-引起简单弯折滑轮数量；本系统设置了4个动滑轮，即Nps=4Npr-引起反向弯折的滑轮数量：根据反向弯折在钢丝绳与两个连续的静滑轮的接触点之间的距离不超过绳直径的200倍时才考虑的规定，本梯连续2个静滑轮的距离为1240mm,钢丝绳直径为10mm 1240/10=124200,所以本系统不考虑反向弯曲，即Npr=0； Kp-跟曳引轮和滑轮直径有关系的系数。-曳引轮直径Dt=400; 除曳引轮外所有滑轮平均直径Dp=400mm; Kp=(Dt/Dp)². (Dt/Dp)²=1Nequiv(p)=Kp(Nps+4Npr)=1×（4+4×0）=4Nequiv=Nequiv(t)+Nequiv(p)=6.7+4=10.7曳引轮直径与悬挂绳直径的Dt/dr比值400/10=40, Nequiv=10.7 查图N1，得St=19Nequiv=10.7选取向上的最近线Nequiv=11曲线与横坐标Dt/dr=40交汇点，对应纵坐标Sf值）. 根据曳引轮直径与悬挂绳直径的Dt/dr比值、等效的滑轮数量Nequiv， 从图N1查得许用安全系数计算值Sf 曳引轮的直径Dt=400mm；悬挂绳直径dr=10mm，Dt/dr=400/10=40, Nequiv =10.7选取向上的最近线Nequiv =11。横坐标Dt/dr=40与Nequiv =11的曲线交汇点为19，即Sf=19附：根据曳引轮直径与悬挂绳直径的Dt/dr比值、等效的滑轮数量Nequiv，从以下图N1查得许用安全系数计算值Sf： 图N13）校核本系统曳引绳根数n=5，按GB7588-2003的9.2.2条款规定，曳引钢丝绳许用安全系数最小值Sm=12.；已查得许用安全系数计算值St=19；已求出安全系数实际值S=24.4即 SSf SSm ，曳引钢丝绳安全系数校核通过十三、 底坑地面受力要求，使用膨胀螺栓时对井道壁的要求，机房井道的其它要求1、轿厢导轨下面的底坑地面受力计算底坑地面的强度应能承受导轨自重和安全钳动作时的反作用力安全钳动作时作用力：30600.00N导轨每米质量：8.55kg/m导轨自重：2052N地面的总反作用力：32652.00N2、轿厢缓冲器下的底坑地面受力计算：底坑地面的强度应能承受4倍满载轿厢总质量的静态作用力。F=4gn(P+Q)=4×9.8×(1800+2000)=148960N3、对重缓冲器下的底坑地面受力计算底坑地面的强度应能承受4倍对重重量的静态作用力。F=4gn(P+Q)=4×9.8×(1800+0.5×2000)=109760N4、对重导轨下面的底坑地面受力计算底坑地面的强度应能承受导轨自重。导轨每米质量：4.85kg/m导轨自重：F=12.25×2×4.85=1164.00N5、1、使用膨胀螺栓时对井道壁的要求：1） 电梯井道隔墙为多孔砖墙时，不能用膨胀螺栓来固定预埋铁，应用穿墙螺栓来固定钢板。2） 使用膨胀螺栓的前提是井道壁为混凝土等坚固的墙体。3） 电梯井道壁为多孔砖墙时，采用穿墙螺栓，来固定钢板。2、井道结构符合国家建筑规范的要求，并至少能承受下述载荷：1）主机施加的；轿厢偏载情况下安全钳动作瞬间经导轨施加的；缓冲器动作产生的；由防跳装置作用的，以及轿厢装卸载所产生的载荷等。2）井道壁的强度为保证电梯的安全运行，井道壁应具有下列的机械强度，即用一个300N的力，均匀分布在5cm2的圆形或方形面积上，垂直作用在井道壁的任一点上，均为：a) 无永久变形；b) 弹性变形不大于15mm。电梯驱动主机旋转部件的上方应有不小于0.30m的垂直净空距离。本台电梯的井道为钢筋混凝土，符合上面的机械强度。十四、 导轨强度和变形计算采用T89-/B导轨，其主要参数：Wxx=12.98cm3 x轴的截面积Wyy=9.32cm3 y轴的截面积A13.91cm2 导轨的截面积Ixx=56.93cm4 x轴的截面惯性矩Iyy=38.23cm4 y轴的截面惯性矩ixx=2.02cm x轴的回转半径iyy=1.66cm y轴的回转半径E=209000Mpa 弹性模量=1.55perm=165Mpa 正常使用时许用应力perm=205Mpa 安全钳作用时许用应力perm=5mm 最大允许变形量c=10mm 导轨连接部分宽度L=2000mm 导轨支架的最大间距n=2 导轨的数量Rm=370Mpa 导轨抗拉强度A512% 导轨延伸率K1=2.0 安全钳动作时冲击系数K2=1.2 正常运行时冲击系数K3=1.1 附加系数附加装置作用于一根导轨上的力M： 0 N安全钳类型 安全钳装载类型 非叉车装载载荷：空载轿厢质量 P=1800kg额定载荷 Q=2000kg附加装置作用于导轨的载荷M=20kg 作用于地坎的力:Fs=0.4gQ=7840N 小于2500kg，不用叉车装载轿厢尺寸:轿厢外深度: 2300mm轿厢外宽度: 2000mm轿厢中心与导轨的距离 Xc:1427mm轿厢中心与导轨的距离 Yc:850mm轿厢重心至轿厢中心的距离: Xcp:65mm轿厢重心至轿厢中心的距离: Ycp:0mm轿厢悬挂点至导轨的距离: Xs:620mm轿厢悬挂点至导轨的距离: Ys:0轿厢重心至导轨的距离: Xp:0mm轿厢重心至导轨的距离: Yp:0mm装载力至导轨的距离: X1:1350mm装载力至导轨的距离： Y1:850mm上下导靴的间距: h1:3880mm7.1安全钳装置动作载荷分布第一种情况：相对于x轴（见下图）Dy=2000YXYXy1=Dy/2XqX1=Dx/2PQDx=2300Xq=Xc+Dx/8=0+2300/8=287.5mmYq=Yc=Yq=Ys=0mm第二种情况：相对于y轴（见图3）Dx=2300Dy=2000YXYXy1=Dy/2X1=Dx/2PQYqYq=Dy/8=250mmXc=Xq=417.5mm7.1.1弯曲应力7.1.1.1由导向力引起的y轴上的弯曲应力为：Fx=Klg(QXq+PXp)/nh=2×9.8×(2000×287.5+1800×65)/2×3880=1811NMy=3Fxl/16=3×1811×2000/16=679125N.mmy=My/Wy=679125/9320=73MPa7.1.1.2由导向力引起的X轴上的弯曲应力为：Fy=Klg(Qyq+Pyp)/nh=2×9.8×（2000×417.5+1800×65）/2×3880=2404NMy=3Fyl/16=3×2404×2000/16=901500N.mmy=My/Wy=901500/9320=96.8MPaFx=Klg(Qxq+Pxp)/nh=2×9.8×（2000×250+1800×0）/2×3880=2334NMx=3Fxl/16=3×2334×2000/16=875250N.mmx=Mx/Wx=875250/12980=67.5MPa7.1.1.3压弯应力为：Fk=2Klg(Q+P)/n=2×9.8×3800/2=37240N其中部分随动电缆及悬吊于轿厢上的总质量和为G其它=76kg,导轨支架间距Lk=2000mm，因为本梯使用T82-3/B导轨其截面积：A=1391mm2,回转半径：20mm。细长比=Lk/r=2000/20=100k=(Fk+k3M)/A=（37240+1.1×20）×1.55/1391=42 MPa7.1.1.4复合应力：perm=165Mpa 正常使用时许用应力perm=205Mpa 安全钳作用时许用应力应力校验：m=x+y=96.8+67.5=164.3 MPaperm=205Mpa=m +(Fk+k3M)/A=164.3+（37240+1.1×20）/1391=191.1 MPaperm=205Mpac=k+0.9m=42+0.9×164.3=196.62MPaperm=205Mpa7.1.1.5翼缘弯曲:f=1.85Fx/C²=1.85×2258/100=41.77 MPa7.1.1.6挠度：x=0.7Fxl³/48EIy=0.7×1811×2000³/48×209000×382300=2.6mmperm=5mmy=0.7Fyl³/48EIx=0.7×2404×2000³/48×209000×569300=2.36mmperm=5mm7.2正常使用，运行7.2.1弯曲应力第一种情况：相对于x轴Xq=Xc+Dx/8=0+337.5=337.5mmYp=Yc=Yq=Ys=0mm7.2.1.1由导向力引起的x轴上的弯曲应力为：Fx=K2g(QXq+PXp)/nh=1.2×9.8×2000×(300-0)+1800×(65-0)/2×3880=1087NMy=3Fxl/16=3×1087×2000/16=407625Ny=My/Wy=407625/9320=43.74 MPa因为Yp=Yc=Yq=Ys=0mmFy=0；Mx=0; x=07.2.1.2由导向力引起的Y轴上的弯曲应力为：第二种情况：相对于y轴Yq=Dy/8=2000/8=250mmXc=Xq=417.5mmFx=2K2g(QXq+PXp)/nh=1.2×9.8×2000×(417.5-0)+1800×(65-0) /2×3880=177NMy=3FXl/16=3×177×2000/16=66375N/mmy=My/Wy=66375/9320=7.12MPaFy=k1gn(Qyq-Ys)+P(Yp+-Ys) /nh=1.2×9.8×2000×(231-0)+1800×(0-0) /2/2×3880=1400NMx=3Fyl/16=3×1400×2000/16=525000N/mmy=Mx/Wx=525000/12980=40.45MPa7.2.2压弯应力在“正常使用，运行”工况下，不发生压弯情况。7.2.3复合应力perm=165Mpa 正常使用时许用应力m=x+y=7.12+40.45=48MPaperm=165Mpa=m +(Fk+k3M)/A=48+(1.1×20)/1391=48.02 Mpaperm=165Mpa7.2.4翼缘弯曲:f=1.85Fx/C²=1.85×177/100=3.27 Mpaperm=205Mpa7.2.5挠度：x=0.7Fxl³/48EIy=0.7×1087×2000³/(48×209000×382300)=1.59mmperm=5mmy=0.7Fyl³/48EIx=0.7×140