扶梯設(shè)計計算書

1、扶梯計算說明書1. 梯級和扶手帶速度計算：1. 1已知數(shù)據(jù) 電 動 機(jī) KFT160M-VF6B 額定轉(zhuǎn)速 n電=960r/min主動鏈輪 z1=23 t=31.75被動鏈輪 z2=65 t=31.75 梯級曳引鏈輪 z3=16 t=133.33 d1=0.6341m扶手帶傳動鏈輪 z4=30 t=25.40扶手帶驅(qū)動鏈輪 z5=26 t=25.40扶手帶驅(qū)動膠輪 d2=0.5974m減 速 機(jī) i=24.51. 2梯級速度計算: 主傳動總傳動比i總 i總=i*z2/z1=24.5*65/23=69.24主軸轉(zhuǎn)速n主 n主=n電/i總=960/69.24=13.86r/min梯級運行速度v梯

2、v梯=n主/(60*d1)=(13.86/60)x3.14x0.68341=0.4958m/s1. 3扶手帶速度計算:扶手帶運行速度v扶 v扶=(n主/60)*(z4/z5)*d2(1-輪)=0.499m/s式中輪-膠輪打滑系數(shù) 1. 4扶手膠帶與梯級的同步率 (v扶-v梯)/v梯=(0.499-0.495)/0.499=0.8%2. 5自動扶梯的理論輸送能力 Ct=V/(0.4x3600xK) Ct理論輸送能力 人/h V額定速度 0.495m/s K系數(shù),梯級寬度為1000mm時 K=2 Ct=0.495/(0.4x3600x2)=8910人/h基本滿足每小時輸送9000人的要求.3. 自

3、動扶梯撓度及強(qiáng)度計算4. 1已知數(shù)據(jù)序 號代 號名 稱數(shù)據(jù)及說明1E彈性模量E=2x105N/mm22H提升高度H=5400m3傾斜角度=354V扶梯運行速度V=0.495x1035q梯梯路線載荷q梯=0.799N/mm6q人1m寬扶梯乘客載荷Q人=5N/mm7 Ct理論運載能力Ct=9000人/小時8Q主主動鏈輪重量Q主=2744N9Q架金屬骨架重量Q架=25917N10Q電電機(jī)重量Q電=1803N11Q減減速機(jī)重量Q減=1617N12Q扶扶手裝置重量Q扶=18966N13Q軌導(dǎo)軌重量Q軌=9410N14Q前梳齒前沿板重量Q前=4508N15Q控電器控制重量Q控=637N扶梯金屬骨架,組合截

4、面的轉(zhuǎn)動慣量主梁選用矩形管 (120x60x6)/201. 方鋼120x60x6的截面參數(shù):截面面積S=1971.2mm2 重心距離x0=19.2mm y0=41.4mm慣性矩 Ix0=3.12x106mm42. 組合截面的轉(zhuǎn)動慣量 橫截面如圖2-1 一根方鋼的轉(zhuǎn)動慣量Ix Ix = Ix0+a2 .S =3.12x106+(1000/2- y0)2x1971.2 =4.18x108mm4 組合截面的轉(zhuǎn)動慣量Ix Ix =4 Ix=4x4.18x108=1.67x109mm4=1.67x10-3m42.3受力分析 扶梯受力情況,如圖2-2所示均布載荷qa. 乘客給扶梯的均布載荷q人 按國際 q

5、人=5N/mmb. 梯路線載荷q梯 q梯=0.799N/mmc. 金屬構(gòu)件的線載荷q構(gòu)q構(gòu)= (Q架+ Q扶+ Q軌+ Q控)/l =(35917+18966+9410+637)/14613 =4.44N/mm均布載荷qq= q人+ q梯+ q構(gòu)=10.24N/mm2.3.2 電機(jī)、減速機(jī)重量Q動 Q動= Q電+ Q減=1803+1617=3420N2.4 撓度及強(qiáng)度計算 由受力圖分析，最大撓度和最大彎矩出現(xiàn)在F點，即：ymax=yFMmax=MF,下面計算從A點到B點各分力對F點的撓度和彎矩。2.4.1 Q前1對F點引起的撓度y1和彎矩M1 式中： a=928 b=13686 x=7306.

6、5 L=14613 y1=-( Q前a2b2/6EIL)*2(l-x)/b+(l-x)/a-x3/ab2 =-0.1663mm M1= Q前a(L-x)/l =2.09x106N.mm Q從對F點引起的撓度和彎距 式中： a=1062 b=13551 x=7307 l=14613 y2=-( Q人a2b2/6EIL)* 2(l-x)/b+(l-x)/a-x3/ab2 =-0.109mm M2=Q人a(L-x)/l =1.37x106N.mm 均布載荷q對F點引起的撓度和彎矩 y3=-5L4/384EI=-18.20mm M3=ql2/8=2.72x108N.mm2.4.4 Q主對F點引起的撓度

7、和彎矩 式中 a=13293 b=1320 x=7307 l=14613 y4=- Q主a2b2/(6EIL).2x/a+x/b-(b-x)3/a2b =-0.143mm M4= Q主bx/l=1.81x106N.mm2.4.5 Q前2對F點引起的撓度和彎矩 式中 a=13293 b=928 x=7307 l=14613 y5=- Q前2a2b2/(6EIL).2x/a+x/b-(b-x)3/a2b =-0.166mm M5= Q前bx/l=2.09x106N.mm2.4.6 Q動對F點引起的撓度和彎矩 式中 a=14143 b=470 x=7307 l=14613 y6=- Q動a2b2/(

8、6EIL).2x/a+x/b-(b-x)3/l =-0.064mm M6= Q動bx/l=8.04x106N.mm所以F點的撓度為： yF=y1+y2+y3+y4+y5+y6 =-18.55mm 即：最大撓度 ymax=18.55mm 扶梯跨距為14613mm，其允許撓度為1/750 所以 y=l/750=19.48mm18.55mm F點處的彎矩MF MF=M1+M2+M3+M4+M5+M6 =2.874x108N.mm所以最大應(yīng)力為max max = MF .y/Ix=2.874x108x500/1.67x109 =86.2N/mm2=8.62x107 N/m2允許應(yīng)力=2.7 x108

9、N/m2max =8.62x107 N/m2所以金屬骨架強(qiáng)度滿足要求3. 自動扶梯驅(qū)動功率計算4.1 梯路牽引計算4.1.1 已知數(shù)據(jù)序號代號含 義計算式及結(jié)果1Q級一個梯級的重量245N2t級梯級節(jié)距0.4064m3q鏈每米鏈條重量98N/m4q梯梯路線載荷q梯= Q級/ t級+2 q鏈=799N/mm5Q人每位乘客的重量600N6q人乘客的線載荷q人=n Q人/ t級=2643/mm7d級梯級主副輪軸徑1.7cm8級梯級輪軸承磨擦系數(shù)0.0159f梯級輪滾動磨擦系數(shù)0.110d梯級主副輪直徑7cm11鏈鏈條銷軸的磨擦系數(shù)0.312d鏈鏈條銷軸直徑1.43cm13R曲線段梯級主輪曲率半徑 1

10、.79m14輪鏈輪軸承處磨擦系數(shù)0.0115d輪鏈輪軸頸直徑0.7434m16D0鏈輪節(jié)圓直徑0.6834m17傾斜角度3518H提升高度 4500mm19N每個梯級上的人數(shù)220扶梯的滿載系數(shù)=(2-v)x0.6=0.859梯路各區(qū)段長度： L6-7=0.458m L7-8=0.602m L9-10=9.852m L11-12=0.459m L12-13=0.4m L0-1=1.271m L2-3=9.840m L4-5=0.620m直線段阻力系數(shù)C0C0=（級. d級+2f）/d. =(0.015x1.7+2x0.1)/8 =0.028式中為輪緣側(cè)面與導(dǎo)軌間可能出現(xiàn)磨擦系數(shù)，取=1曲線段阻

11、尼系數(shù)CRCR=1+C0 +(鏈d鏈)/R =1+/6x0.028+(0.3x0.0143/1.79) =1.017鏈輪上的阻尼系數(shù)C鏈C鏈=（鏈d鏈+輪d輪）/D0 =(0.3x0.0143+0.01x0.11)/0.777 =0.00694.1.2 滿載上升時各區(qū)段上張力計算 張緊端取彈簧張力A為4900NS6=S5（1+ 2C鏈）+ q梯D0 (1- C鏈) = S5 (1+2x0.0069)+799x0.777(1-0.0069) =1.0138 S5 +617A=1.2(S5+ S6)=4900 所以S5 =1721.3N S6=2362NS7= S6+ q梯 l6-7 C0=236

12、2+799x0.458x0.028=2372NS8= S7+( q梯+ q人) l7-8C0 =2372+(799+2643)x0.602x0.028=2430NS9= S8(CR+ 2C0) +( q梯+ q人)RC0 (1-COS) =2430x1.017-2(/6)x0.028+(799+2643)x1.79x(/6)x0.028- (1-COS35) =1665NS10= S9+( q梯+ q人) l9-10(SIN+C0 COS) =1665+(799+2643)x9.852x(SIN35+0.028COS35) =19443NS11= S10 CR +( q梯+ q人) RC0 +

13、(1-COS) =19443x1.017+(799+2643)x1.79(/6)x0.028+(1- COS35) =20689NS12= S11+( q梯+ q人) l11-12 C0 =20733NS13= S12+ q梯l12-13C0 =20742NS4= S5-q梯l4-5C0 = =1707NS 3= S4(CR-2鏈d鏈/R)+q梯R(1-COS)+C0 =1707x(1.017-2x0.3x0.0143/1.79+799x1.79x(1- COS35)+ (/6)x0.028=1940NS2= S3 +q梯l2-3(SIN-C0 COS) =1940+799x9.840x(SI

14、N35-0.028 COS35) =5680NS1= S2 (2-CR)+q梯R(1-COS)-C0 =5680x(2-1.017)+799x1.79x(1- COS35)-0.028x(/6) =5754NS0= S1 -q梯l0-1 C0 =5726N滿載上升時的圓周力P上 P上= S13 S0+( S13 + S0) C鏈- q梯De =14578N驅(qū)動梯級滿載上升時所需功率為N梯 N梯=SV/(102x9.8)=(14578x0.495)/(102x9.8) =7.21kw4.2 扶手牽引力計算4.2.1 已知數(shù)據(jù)序號代號含 義數(shù)據(jù)及說明1q人乘客對扶手帶的線載荷4.5N/m2Q扶每米

15、扶手帶的重量25N/m3驅(qū)驅(qū)動滑輪與扶手間磨擦系數(shù)0.54曲線段的包角圓弧段為，其它/6 5Fl1扶手膠帶對滑輪群滾動磨擦系數(shù)0.560滑輪承軸的磨擦系數(shù)0.017d1滑輪軸頸1.5cm8g扶手膠帶與扶手導(dǎo)軌間磨擦系數(shù)0.39D1滑輪群軸頸3.510fl2扶手膠帶對滑輪群的磨擦系數(shù)0.311d3托輥軸的直徑12cm12D3托輥的直徑7cm13fl3fl3=fl10.5cm L0-1=0.071m L1-2=10.652m L2-3=1.50m L4-5=1.084m L6-7=9.621m L8-9=1.417m L10-0=2.033m 扶手帶在曲線段的阻力系數(shù)CR(1) 扶手膠帶在導(dǎo)軌上滑

16、動時 =g+0.01=0.31 CR =l=l0.31x/6=1.17(2) 扶手膠帶在滑輪群上運動時 =(2f+0d1)/ D1+0=(2x0.5+0.01x1.5)/2+0.01=0.3 CR =l=l0.31x=2.57直線段阻力系數(shù)C0(1) 扶手膠帶在導(dǎo)軌上滑動時 C0=g=0.3(2) 扶手帶在托輥上運動時 C0=(2 fl3+0d1)/ D3=(2x0.5+0.01x1.5)/6=0.173.2.2 滿載上升時扶手系統(tǒng)各點張力計算（圓弧段R=0.352）根據(jù)結(jié) 構(gòu)可使 S2=0 S3= S2 +q扶L2-3g=0+25x1.5x0.3=11N S4= S3CR +q扶(1-COS

17、)=11x2.57+25x0.352x(1-COS35) =46N S5= S4+(q扶+ q人) L4-5 C0 =69N S6= S5CR +(q扶+ q人)R(1-COS) =69x1.17+(25+45)x2.2x(1-COS35) =101N S7= S6 +(q扶+ q人) L6-7(C0COS+SIN) =101+(25+45)x9.621x(0.3 COS32+ SIN35) =613N S8= S7CR +(q扶+ q人)R(1-COS) =613x1.17+(25+45)x2.2x(1-COS345) =737N S9= S8 +(q扶+ q人) L8-9C0 =767N

18、S10= S9CR -q扶R(1-COS) =767x2.57-25x0.352x(1-COS35) =1954N S0= S11 +q扶L10-0C0 =1969N S1= S2-q扶L1-12(C0COS-SIN) =0-25x10.652x(0.17x COS35- SIN35) =94N S1-0= S1-q扶L0-1C0 =93N4.2.2 滿載上升時驅(qū)動扶手帶所需功率N扶 扶手帶驅(qū)動處的圓周力S S=S0-S1-0=1969-93=1876N 滿載上升時驅(qū)動一條扶手帶所需功率為N1 N1=SV=1876x0.495=928w=0.928kw滿載上升時驅(qū)動兩條扶手帶所需功率N扶 N扶= 2N1 =1.856kw4.3 功率計算：由梯路和扶手所引起的在驅(qū)動主軸上的總功率為 N總=（N梯+ N扶/扶）/式中：扶驅(qū)動扶手帶的鏈傳動和磨擦傳動的效率 扶=鏈摩=0.97x0.98=0.951 電機(jī)Z1