XX寫字樓電梯主要構(gòu)件截面設(shè)計論文

XX寫字樓電梯主要構(gòu)件截面設(shè)計緒論在現(xiàn)代都市的寫字樓中，電梯作為連接不同樓層的垂直交通工具，其重要性不言而喻。尤其是在高峰時段，電梯需要承擔大量人員的運輸任務(wù)，這就對電梯的性能提出了更高的要求。電梯的主要構(gòu)件，包括轎廂、對重、導軌、驅(qū)動系統(tǒng)等，都需要具備足夠的強度、剛度和載重能力，以確保電梯的安全性和穩(wěn)定性。在現(xiàn)行的國家標準和相關(guān)規(guī)范體系中，對于電梯的安全性能和質(zhì)量要求有著嚴格的規(guī)定。例如，GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》為電梯的設(shè)計、制造、安裝以及維護提供了全面的安全指導；GB/T10060-2011《電梯安裝驗收規(guī)范》則確保了新裝電梯在交付使用前的質(zhì)量和安全性能達到預(yù)定標準；TSG/T7001-2009《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則：曳引與強制驅(qū)動電梯》針對在用電梯的監(jiān)督檢驗和定期檢驗制定了具體的執(zhí)行規(guī)則；而TSG/T7007-2016《電梯型式試驗規(guī)則》則是對新型電梯進行型式試驗時必須遵循的準則。然而，在這些詳盡的規(guī)定中，我們注意到一個特定領(lǐng)域的標準化要求尚未得到充分的明確化。具體來說，就是關(guān)于電梯轎架強度校核的部分。轎架作為承載乘客和貨物的重要結(jié)構(gòu)組件，其強度直接關(guān)系到乘坐者的安全。盡管現(xiàn)有的標準涵蓋了許多方面的內(nèi)容，但在如何精確校核轎架強度這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)上，目前還沒有一個統(tǒng)一且明確的技術(shù)規(guī)定出臺在現(xiàn)行的國家標準GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中，對于電梯關(guān)鍵組件的強度要求并未給出具體的計算方法，而是將這一責任委托給了制造商。一般貨梯和老式電梯采用梁式結(jié)構(gòu)，以相背的兩根槽鋼用連接板連接構(gòu)成。上面直接安裝轎底，兩端連接立柱?，F(xiàn)在客梯常用框式結(jié)構(gòu)，用型鋼或折彎鋼板焊成框架:，中間有加強的橫梁與立柱連接。轎底是通過彈性減震元件(墊)支承在底梁上。在轎廂架中，底梁的強度要求最高，轎廂蹲底時，要能承受緩沖器的反力，在額定載荷時撓度不應(yīng)超過1/1000。針對轎架的設(shè)計和選材，雖然規(guī)范沒有直接規(guī)定其強度校核的具體數(shù)值，但提供了與之相關(guān)的導軌強度校核方法作為參考。根據(jù)規(guī)范所述，在進行導軌強度校核時，應(yīng)采用許用應(yīng)力值來進行評估。這個許用應(yīng)力值是基于材料的抗拉強度以及一個安全系數(shù)來確定的。在正常工作條件下，如果材料的延伸率大于或等于12%，則所取的安全系數(shù)為2.25；若材料延伸率介于8%至12%之間，則安全系數(shù)提高到3.75。這一規(guī)定旨在確保即便在最糟糕的情況下也能保持足夠的安全余地。同樣地，在安全鉗動作的特殊工況下，當材料延伸率超過12%時，所采用的安全系數(shù)降為1.8；而當延伸率在8%以上但不達到12%時，則相應(yīng)的安全系數(shù)調(diào)整為3.0。這樣的區(qū)分是為了適應(yīng)不同的工作環(huán)境和條件變化，并保證電梯系統(tǒng)的安全性能在各種情況下都能得到保障。在國際舞臺上，不同國家和地區(qū)對于電梯安全標準有著各自的規(guī)定和要求。在深入研究這些標準時，我們可以發(fā)現(xiàn)一些國家在其規(guī)范中對電梯轎架的強度校核給出了明確而詳細的指導。以日本為例，《升降機技術(shù)基準解說》這一權(quán)威性文獻中就明確規(guī)定了許用應(yīng)力的計算方法。在日本的標準中，許用應(yīng)力σN是基于材料的破壞強度來確定的，通常這個值被設(shè)定為400MPa，并與一個安全系數(shù)相除以得到。在正常的工作條件下，該安全系數(shù)被定為3；而在緊急情況下，則降低到2。這樣的規(guī)定不僅體現(xiàn)了對安全性的高度重視，同時也確保了在各種可能的工作環(huán)境中電梯轎架都能保持足夠的穩(wěn)定性和可靠性。同樣地，美國的標準也值得關(guān)注。在美國ASMEA17.1-2016《電梯和自動扶梯安全規(guī)范》中，對于轎架結(jié)構(gòu)的不同部分承受力的特點進行了細致分析，并據(jù)此制定了不同的許用應(yīng)力值。根據(jù)該規(guī)范中的表1.1所示，在考慮外載荷作用下，上梁和下梁主要承受彎曲應(yīng)力的影響；而立梁則主要承擔拉（壓）應(yīng)力的作用。由于金屬材料在拉伸性能方面通常優(yōu)于其抗彎曲能力，因此美國的ASME規(guī)范針對轎架的不同部位采取了差異化的安全策略。這種針對性的規(guī)定更加符合實際應(yīng)用中的物理現(xiàn)象和技術(shù)需求，并提供了更為精確的設(shè)計指導原則。相比之下，在當前我國現(xiàn)行的相關(guān)標準或規(guī)范中尚未見到如此詳盡的規(guī)定或指導意見。鑒于此，在制定和完善我國的電梯安全標準時，借鑒國際上先進的做法顯得尤為重要。通過引入類似美國ASME這樣科學嚴謹?shù)募夹g(shù)規(guī)則，并結(jié)合國內(nèi)的實際工程經(jīng)驗和特點進行適當調(diào)整與優(yōu)化。綜上所述，我們需要進一步提升電梯的載重能力和運行速度，以適應(yīng)人口密度增大和城市化進程加快的挑戰(zhàn)。安全始終是電梯設(shè)計的首要原則。因此，我們需要在保證安全的前提下，不斷優(yōu)化電梯的設(shè)計，提升用戶的乘坐體驗。圖1-1電梯整體結(jié)構(gòu)圖1-2曳引繩本設(shè)計所用的曳引機參數(shù)如下：（1）曳引輪(DriveSheave)直徑：340mm寬度：50mm軸承：SKF22336CC/W33調(diào)心滾子軸承（2）導向輪(GuidePulley)直徑：280mm寬度：40mm軸承：SKF21305CC調(diào)心滾子軸承（3）曳引機自重(Counterweight)自重：約860Kg（4）曳引機功率(MotorPower)功率：11KW(根據(jù)實際需要調(diào)整)轉(zhuǎn)速：1500rpm(可根據(jù)制造商和設(shè)備型號調(diào)整)電壓：380V(或其他適用電壓)（5）曳引機尺寸(DriveMachineSize)長度：1000mm寬度：600mm高度：800mm

曳引力計算曳引機受力分析蝸桿傳動的幾何尺寸計算對圓弧圓柱蝸桿傳動比較適宜,選；查上表可得：中心距：；公稱傳動比：；模數(shù)：；蝸桿分度圓直徑：；蝸輪齒數(shù)：，符合要求；實際傳動比；；蝸輪的分度圓直徑:；蝸桿分度圓柱導程角：；；蝸桿直徑系數(shù)：蝸桿節(jié)圓柱導程角:；；頂隙c：（其中，）；；蝸桿齒頂高；；蝸輪的齒頂高：；；蝸桿齒根高：；；蝸輪齒根高：；；蝸桿節(jié)圓直徑：；；蝸輪的節(jié)圓直徑：；蝸桿齒頂圓直徑：；；蝸輪喉圓直徑：；；蝸桿齒根圓直徑：；；蝸輪齒根圓直徑：；；蝸桿軸向齒距：；；蝸桿的軸向齒厚：；；蝸桿的法向齒厚：；；蝸桿分度圓法向弦齒高：；蝸桿螺紋部分長度：；；蝸輪最大外圓直徑：；；蝸輪輪緣寬度：；；蝸輪咽喉母賀半徑：；；蝸輪齒根圓弧半徑：；；滑動速度：；；；傳動效率：；；蝸桿傳動的受力分析圓柱蝸桿傳動的受力情況如圖2-1。圖2-1圓柱蝸桿傳動的受力蝸桿軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：(其中)；；蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：；（3-32）；蝸桿圓周力：；；蝸桿軸向力：；蝸桿徑向力：；；蝸輪軸向力：；蝸輪圓周力：；蝸輪徑向力：；法向力：；；圓柱蝸桿傳動強度計算和剛度驗算圓柱型齒輪蝸桿傳動蝸輪受到的機械破壞僅僅是一種正常形式,主要破壞原因就是由于在傳動蝸輪軸和齒的邊緣表面上所運動產(chǎn)生的機械膠合、點蝕及機械磨損,而且在蝸輪齒彎曲或者輪齒折斷卻極易因此發(fā)生。因此,通常大部分都計算是按齒與齒和地面之間的物體接觸應(yīng)力及其強度大小來進行計算。因z2=41<80,故不能對其彎曲時的強度數(shù)值進行科學核算。查參考文獻《機械設(shè)計手冊》得；；；；K＝1.1；接觸強度設(shè)計：；；；；；接觸強度校核：；；接觸強度符合設(shè)計要求。剛度校核:由我們查閱的參考文獻《機械設(shè)計》13.7可以得知,蝸桿在其中心位置為撓度：；；剛度設(shè)計符合要求。對重重量G：對重重量P：額定自重1200KgQ：額定載重1150KgΨ：電梯平衡系數(shù)0.47包角計算V=1.0m/s時曳引輪的半徑Rs=340/2=170mm導向輪的半徑Rp=280/2=140mm這些參數(shù)是電梯設(shè)計中基本的機械尺寸，它們直接影響電梯的曳引能力和導向穩(wěn)定性。接下來，我們需要確定曳引輪和導向輪之間的水平中心距離。這個距離l可以通過從電梯整體長度L中減去曳引輪和導向輪的半徑之和來計算。根據(jù)給定的數(shù)據(jù)，我們有l(wèi)=875mm-170mm-140mm=565mm。這個距離確保了電梯在運行過程中曳引輪和導向輪之間有適當?shù)拈g隙，以避免任何可能的機械干涉。最后，我們需要考慮曳引輪與導向輪中心軸之間的垂直高度h，根據(jù)設(shè)計參數(shù)，這個高度等于1550mm。.α=161.0°=2.810rad為了提高平帶傳動的承載能力，包角就不能太小，一般要求包角α≥120°，α=161.0°≥120°故滿足本次設(shè)計要求。V=1.6m/s時曳引輪的半徑Rs=340/2=170mm導向輪的半徑Rp=280/2=140mm此外，曳引輪與導向輪之間的水平中心距離也需要精確計算。這個距離l可以通過從電梯的總長度L中減去曳引輪和導向輪半徑之和來得到。根據(jù)給定的數(shù)據(jù)，我們有l(wèi)=817mm-170mm-140mm=507mm。這個距離保證了電梯在運行時曳引輪和導向輪之間有適當?shù)拈g隙，避免了可能的機械干涉。最后，曳引輪與導向輪中心軸之間的垂直高度h也是一個重要的設(shè)計參數(shù)。根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)，這個高度等于1550毫米。.α=163.0°=2.845rad為了提高平帶傳動的承載能力，包角就不能太小，一般要求包角α≥120°，α=163.0°≥120°故滿足本次設(shè)計要求。曳引力計算根據(jù)我國電梯安全規(guī)范GB7588—2003中9.3條款的規(guī)定，鋼絲繩曳引系統(tǒng)必須滿足以下關(guān)鍵條件，以確保電梯的安全和可靠運行：首先，在轎廂裝載至125%額定載荷的情況下，曳引系統(tǒng)應(yīng)能夠保持轎廂在層門平層位置，防止打滑現(xiàn)象的發(fā)生。這一要求保證了即使在超載情況下，電梯仍然可以平穩(wěn)地運行，增強了電梯的安全性能。其次，電梯必須具備足夠的緊急制動能力，確保在任何緊急制動的狀態(tài)下，無論是轎廂空載還是滿載，其減速度的值不得超過緩沖器作用時的減速度值。這一規(guī)定旨在保護乘客免受由于突然制動造成的沖擊傷害。最后，當對重壓在緩沖器上，而曳引機按照電梯上行方向旋轉(zhuǎn)時，系統(tǒng)應(yīng)確保不可能提升空載的轎廂。這一條件確保了電梯在運行過程中的穩(wěn)定性，防止了由于對重不當操作導致的電梯意外移動。此外，根據(jù)GB7588—2003的附錄M，電梯曳引力計算時需要主要考慮以下幾種工況：電梯在空載狀態(tài)下啟動、滿載狀態(tài)下啟動、電梯在空載狀態(tài)下制動、滿載狀態(tài)下制動，以及電梯在中間載重狀態(tài)下運行時的曳引力需求。電梯曳引力計算主要考慮以下幾種工況：對于轎廂裝載和緊急制動工況：對于轎廂滯留工況（對重壓在緩沖器上）：f：當量摩擦系數(shù)；α：鋼絲繩在繩輪上的包角；T1，T2：曳引輪兩側(cè)曳引鋼絲繩中的拉力工況：Ⅰ：轎廂位于最上位置；Ⅱ：轎廂或?qū)χ貍?cè)有導向輪；Ⅲ：對重繩的倍率大于1；Ⅳ：對重位于最上位置；在電梯的設(shè)計和制造過程中，遵循《電梯制造與安裝安全規(guī)范》GB7588—2003是非常重要的，該規(guī)范提供了詳盡的安全要求和性能標準。在附錄M中，定義了一系列與電梯設(shè)計和運行安全相關(guān)的參數(shù)，這些參數(shù)對于確保電梯系統(tǒng)的安全、可靠和高效運行至關(guān)重要。在電梯的曳引系統(tǒng)中，摩擦力FRcar和FRcwt以及滑輪的轉(zhuǎn)動慣量mPcar和mPcwt是被考慮的重要因素。然而，在特定的設(shè)計情況下，例如當電梯的設(shè)計速度V=1.6m/s時，這些因素對于曳引力T1和T2的影響相對較小。此外，忽略這些因素并不會對曳引力的滿足造成不利影響，因此在這種情況下，可以選擇不將這些因素納入計算。補償鏈的單位長度重量qb是一個關(guān)鍵參數(shù)，它影響了電梯的平衡和曳引力計算。在V=1.6m/s的設(shè)計條件下，采用海安興華WFBSΦ8補償鏈，其單位長度重量qb被確定為1.49Kg/m。曳引鋼絲繩的單位長度重量qy也是計算中的重要參數(shù)。在本設(shè)計中，選擇Φ13曳引鋼絲繩，其單位長度重量qy為0.586Kg/m。隨行電纜的單位長度重量qs同樣需要考慮，其值被確定為1.0898Kg/m。隨行電纜的總質(zhì)量MTrav可以通過公式MTrav=qs?H/2計算得出，其中H代表電梯的井道高度。V=1.0m/s曳引計算（1）當量摩擦系數(shù)計算對于沈陽藍光WYT—S1.0E曳引機，曳引輪采用帶切口的半圓槽，參數(shù)為：γ：槽的角度值，γ=30°β：槽的切口角，β=105°（2）曳引力計算轎廂裝載工況是一個關(guān)鍵的考慮因素，特別是在確定電梯的安全性和穩(wěn)定性時。在這個工況下，我們特別關(guān)注電梯以1.0米每秒的速度上升或下降時，能夠安全到達的最大高度，本例中為30米。在電梯轎廂裝載至125%額定載荷的情況下，我們需要評估轎廂的靜態(tài)比值T1/T2，這個比值是在電梯運行過程中，特別是在電梯轎廂在井道內(nèi)各個位置時的最不利情況下的計算結(jié)果。T1/T2比值的確定需要考慮多種因素，包括電梯的額定載荷、轎廂自重、提升機和導向系統(tǒng)的性能，以及電梯在運行過程中可能遇到的各種負載情況。為了確保電梯在各種工況下的安全運行，我們需要對電梯在不同位置（包括電梯轎廂在井道最低點、最高點以及中間位置）的T1/T2比值進行詳細計算和分析。此外，我們還需要考慮電梯的制動力、回復(fù)力以及其他安全特性，以確保在極端情況下電梯仍然能夠保持穩(wěn)定。在無補償繩且電梯位于最底層的情況下，曳引條件最為不利。因此，對于1150Kg的寫字樓電梯而言，我們需要考慮的最不利情況是轎廂裝載工況下，轎廂裝有125%額定載荷，且位于最底層且無補償繩的情況。在這種情況下，隨行電纜（MTrav）和轎廂自重（MCrcar）的影響可以忽略不計，因為它們對曳引力的影響較小。因此，在轎廂裝載工況下，我們需要計算在無補償繩且電梯位于最底層時，電梯轎廂裝有125%額定載荷的靜態(tài)比值T1/T2。.T裝載工況時：摩擦系數(shù)：μ=0.1；轎廂制動減速度：a=0；沈陽藍光曳引機WYT—S1.0E（α=2.810rad）當量摩擦系數(shù)：f=2.160μ=0.2160結(jié)論：在電梯的裝載工況下，沈陽藍光WYT—S1.0E曳引機能夠滿足安全運行的要求。這確保了電梯在正常載客狀態(tài)下，能夠提供平穩(wěn)且可靠的垂直運輸服務(wù)。然而，電梯的安全性能不僅僅局限于裝載工況，緊急制動工況也是評估電梯安全性的重要方面。在緊急制動工況下，電梯的曳引系統(tǒng)必須能夠保證轎廂在空載或滿載的情況下，無論其位于井道的哪個位置，都能在發(fā)生緊急情況時迅速而安全地停止。為了確保緊急制動工況下的安全，T1/T2的動態(tài)比值需要按照電梯在井道內(nèi)不同位置的最不利情況進行詳細計算。在計算過程中，每一個運動部件的減速度和鋼絲繩的倍率都需要被準確考慮，以保證電梯在緊急制動時的安全性。根據(jù)安全規(guī)范，電梯在緊急制動時的減速度不應(yīng)小于以下數(shù)值：在正常情況下，減速度應(yīng)為0.5m/s2；而在使用了減行程緩沖器的情況下，減速度應(yīng)提高到0.8m/s2。這些減速度值能夠確保電梯在緊急制動時乘客的安全，同時避免對轎廂和對重造成過大的沖擊。具體到本設(shè)計，我們按提升高度為H=30m，且不加補償鏈的情況進行計算。：=1\*GB3①轎廂空載位于最頂層上行緊急制動：.=2\*GB3②轎廂滿載位于最底層下行緊急制動..=3\*GB3③曳引力計算：緊急制動工況下，摩擦系數(shù)當量摩擦系數(shù)：f=2.160μ=2.160×0.0909=0.196=4\*GB3④結(jié)論：在緊急制動工況下，V=1.0m/s，提升高度小于30m時，不加補償鏈曳引力能夠滿足設(shè)計要求。對于轎廂滯留工況在電梯的轎廂滯留工況中，T1/T2的靜態(tài)比值是評估電梯能否安全運行的關(guān)鍵指標。這一比值需要根據(jù)轎廂在不同位置，無論是空載還是裝有額定載荷時，所面臨的最不利情況進行精確計算。在轎廂滯留工況中，最不利的情況通常是指電梯在對重支撐在緩沖器上的情況下，曳引機開始向上運行。滯留工況時，摩擦系數(shù)：μ=0.2；當量摩擦系數(shù)：f=2.160μ=2.16×0.2=0.432則結(jié)論：在轎廂滯留工況時，沈陽藍光曳引機不能拖動電梯運行，滿足設(shè)計要求。V=1.6m/s曳引計算（1）當量摩擦系數(shù)計算對于沈陽藍光WYT—S1.6E曳引機，曳引輪采用帶切口的半圓槽，參數(shù)為：γ：槽的角度值，γ=30°β：槽的切口角，β=105°（2）曳引力計算須加補償鏈Φ8，沈陽藍光WYT—S1.6E允許最大提升高度Hmax=75m計算，MSRcwt=2qb?H=2×1.49×75=223.51）轎廂裝載工況：..裝載工況時：摩擦系數(shù)：μ=0.1；轎廂制動減速度：a=0；沈陽藍光WYT—S1.6E（α=2.845rad）當量摩擦系數(shù)：f=2.160μ=0.216結(jié)論：在裝載工況時。沈陽藍光WYT—S1.6E曳引條件滿足要求。2）對于緊急制動工況=1\*GB3①轎廂空載位于最頂層上行緊急制動：..=2\*GB3②轎廂滿載位于最底層下行緊急制動..=3\*GB3③曳引力計算：緊急制動工況下，摩擦系數(shù)沈陽藍光WYT—S1.6E（包角α=2.845rad）當量摩擦系數(shù)：f=2.16μ=2.16×0.0862=0.1862=4\*GB3④結(jié)論：1150Kg寫字樓電梯速度V=1.6m/s時，在緊急制動工況下，曳引力能夠滿足設(shè)計要求。3）對于轎廂滯留工況滯留工況時，摩擦系數(shù)：μ=0.2；沈陽藍光WYT—S1.6E（α=2.845rad）當量摩擦系數(shù)：f=2.16μ=2.16×0.2=0.432則結(jié)論：在轎廂滯留工況時，沈陽藍光曳引機不能拖動電梯運行，滿足設(shè)計要求。在提升高度≦75m時，曳引能力滿足要求。結(jié)論在本設(shè)計方案中，我們?yōu)?150Kg的寫字樓電梯選擇了合適的曳引機和鋼絲繩，確保電梯在各種運行工況下均能滿足《電梯制造與安裝安全規(guī)范》GB7588—2003附錄M所規(guī)定的安全要求。通過精細的計算和嚴格的測試，我們已經(jīng)證實電梯在以下幾種關(guān)鍵工況下的曳引條件均能達到設(shè)計標準，滿足GB7588—2003中9.3條款對于鋼絲繩曳引系統(tǒng)的三個基本條件：首先，轎廂在裝載至125%額定載荷的情況下，電梯能夠保持平層狀態(tài)，不打滑。這意味著即使轎廂超載，電梯也能平穩(wěn)運行，保障乘客的安全。其次，電梯具備有效的緊急制動能力，無論是轎廂空載還是滿載，在緊急制動時，減速度的值都不會超過緩沖器作用時的減速度值，確保了乘客在緊急情況下的安全。最后，電梯在特定工況下，如對重壓在緩沖器上而曳引機按電梯上行方向旋轉(zhuǎn)時，電梯不會發(fā)生空載轎廂的提升，確保了對重的正確定位和轎廂的穩(wěn)定。通過以上三點，電梯的設(shè)計確保了在各種運行工況下，電梯都能保持高效、安全、穩(wěn)定的運行。我們的設(shè)計不僅符合了GB7588—2003中的規(guī)定，而且滿足了寫字樓電梯在實際使用中對安全性能的高要求。

鋼絲繩安全系數(shù)計算安全系數(shù)是電梯設(shè)計中一個至關(guān)重要的概念，它確保了電梯在極端情況下的安全性。具體來說，安全系數(shù)是指當轎廂裝載到額定載荷，并且?？吭谧畹讓诱緯r，任何一根鋼絲繩的最小破斷負荷與該鋼絲繩所承受的最大力的比值。這個比值越大，說明電梯的安全性能越高，因為它提供了額外的冗余，即使是在一根鋼絲繩出現(xiàn)故障的情況下，也能確保轎廂和乘客的安全。根據(jù)《電梯制造與安裝安全規(guī)范》GB7588—2003附錄N的詳細規(guī)定，懸掛繩安全系數(shù)的計算需要考慮到多種因素，包括但不限于電梯的類型、載重、速度、曳引機的特性以及鋼絲繩的規(guī)格和性能。許用安全系數(shù)計算公式如下：式中：Sf：安全系數(shù)Nequiv:滑輪的等效數(shù)量dt：鋼絲繩的直徑Φ13mmNequiv=Nequiv（t）+Nequiv(p)Nequiv(t):曳引輪的等效數(shù)量Nequiv（p）:導向輪的等效數(shù)量Nequiv(t)的計算在遵守GB7588—2003標準附錄N中關(guān)于懸掛繩安全系數(shù)計算的要求時，我們通過查閱表N1獲取了相應(yīng)的安全系數(shù)。針對一款1150公斤的寫字樓電梯，我們使用了直徑為Φ13的曳引鋼絲繩。在電梯設(shè)計速度為1.0米/秒的情況下，我們采用藍光WTY—S1.0E曳引輪，其切口角β設(shè)定為105度，從而確定了懸掛繩的安全系數(shù)Nequiv(t)為15.2。同樣地，當電梯的設(shè)計速度提高至1.6米/秒時，我們?nèi)匀皇褂盟{光WTY—S1.6E曳引輪，且保持切口角β為105度，計算得出的懸掛繩安全系數(shù)Nequiv(t)同樣為15.2。Nequiv（p）的計算Npr=1（Nps—引起簡單彎折的滑輪數(shù)量）Npr=0（Npr—引起反向彎折的滑輪數(shù)量）Kp：跟曳引輪和滑輪有關(guān)的系數(shù)Dt：曳引輪直徑當V=1.0m/s時，曳引輪直徑為Φ340mm當V=1.6m/s時，曳引輪直徑為Φ340mm則，當V=1.0m/s時，當V=1.6m/s時，Dp：除曳引輪外的所有滑輪的平均直徑Φ272mm。則：Nequiv（p）=Kp（Nps+4Npr）=2.4414×（1+0）=2.4414所以當V=1.0m/s時，Nequiv=Nequiv（t）+Nequiv(p)=15.2+2.4414=17.6414當V=1.6m/s時，Nequiv=Nequiv（t）+Nequiv(p)=15.2+2.4414=17.6414許用安全系數(shù)的計算當V=1.0m/s時，Sf=16.19484當V=1.6m/s時，Sf=16.19484根據(jù)《電梯制造與安裝安全規(guī)范》GB7588—2003第9.2.2條款的要求，電梯懸掛鋼絲繩的安全系數(shù)Sf應(yīng)根據(jù)附錄N的計算方法來確定。對于采用三根或多根鋼絲繩的曳引驅(qū)動電梯，最低的安全系數(shù)Sf要求為12。這一要求是為了確保電梯的安全性能達到高標準，保障乘客的安全。在具體應(yīng)用中，對于一臺1150公斤的乘客電梯，若采用常熟曳引機FYJ245，且使用六根鋼絲繩，那么我們需要根據(jù)GB7588—2003附錄N中的計算方法來確定懸掛鋼絲繩的安全系數(shù)Sf，以確保電梯的安全性能符合最低標準要求。當V=1.0m/s時，Sf=17.57721當V=1.6m/s時，Sf=16.19484電梯曳引鋼絲繩安全系數(shù)S的計算安全系數(shù)是一種用于評估電梯安全性能的關(guān)鍵參數(shù)，它通過比較一根鋼絲繩在裝載到額定載荷時所承受的最大力與該鋼絲繩的最小破斷負荷來確定。則：S=TN/TS依據(jù)GB8903—88標準，對于8×195+NF結(jié)構(gòu)的Φ13鋼絲繩，其最小破斷載荷（TN）可從相關(guān)表格中查得，為74.3千牛頓。這一數(shù)值是通過計算鋼絲繩的單強度，即1570牛頓/平方毫米，以及雙強度，分別為1370和1770牛頓/平方毫米，得出的，其中雙強度的取值按照1500N/mm2單強度進行計算。在實際的電梯運行中，我們需要計算裝有額定載荷的轎廂?？吭谧畹讓诱緯r，鋼絲繩所承受的最大力（TS）。這個TS值是根據(jù)轎廂的實際裝載情況和電梯的運行參數(shù)來確定的，它反映了電梯在正常運行條件下鋼絲繩所承受的最大負荷。通過比較TN和TS的值，我們可以計算出電梯的安全系數(shù)：式中：H：為提升高度qy：為曳引鋼絲繩單位長度重量，qy=0.586Kg/mG：為隨行電纜及其他重量=1\*GB3①V=1.0m/s，H≦50m時：.=2\*GB3②V=1.6m/s，H≦75m時：.依據(jù)《電梯制造與安裝安全規(guī)范》GB7588—2003的要求，我們對1150Kg的寫字樓電梯進行了曳引繩安全系數(shù)的計算。該電梯的設(shè)計速度為V=1.0至1.6m/s，并且在運行中采用了6根曳引鋼絲繩。通過嚴格的計算和校核，我們得出結(jié)論：該電梯的曳引繩安全系統(tǒng)能夠滿足規(guī)范中的安全要求。結(jié)論首先，我們需要知道電梯曳引鋼絲繩的重量。假設(shè)鋼絲繩的重量為W=1150kg。鋼絲繩的最大拉力發(fā)生在電梯最重載荷的時候，而最小拉力發(fā)生在電梯最輕載荷（或無載荷）的時候。電梯最重載荷時，拉力等于鋼絲繩的重量加上電梯及其載荷的重量。最輕載荷時，拉力等于鋼絲繩的重量減去電梯的重量。假設(shè)電梯及其載荷的最大重量為Mmax，最小重量為Mmin。那么，最大拉力Tmax和最小拉力Tmin的計算公式為：Tmax=W+MmaxTmin=W-Mmin為了計算最大和最小重量，我們需要考慮電梯的額定載荷和額定重量，并加上乘客的重量。假設(shè)電梯的額定載荷為P，額定重量為Wlift，乘客的平均重量為Pavg。那么，最大重量Mmax和最小重量Mmin的計算公式為：Mmax=Wlift+PavgPMmin=Wlift現(xiàn)在，我們可以根據(jù)給定的數(shù)值進行計算。假設(shè)電梯的額定載荷為800kg，額定重量為200kg，乘客的平均重量為70kg。將這些數(shù)值代入公式，我們可以計算出最大和最小拉力。Mmax=200kg+70kg×800=56,200kgMmin=200kg現(xiàn)在我們可以計算最大和最小拉力：Tmax=1150kg+56,200kg=57,350kgTmin=1150kg-200kg=950kg因此，1150kg電梯曳引鋼絲繩的最大拉力為57,350kg，最小拉力為950kg。針對1150Kg的寫字樓電梯，為了確保安全系數(shù)滿足設(shè)計要求，我們選擇了6根曳引鋼絲繩。基于這種配置，我們規(guī)定電梯必須統(tǒng)一使用6槽曳引輪。同時，我們選用了符合GB8903—88標準的8×19S+NF-13-1500(雙)右交鋼絲繩，該鋼絲繩的參數(shù)如下：-直徑：Φ13mm-參考重量：58.6Kg/100m-單根鋼絲繩最小破斷力：74.3KN這些參數(shù)確保了鋼絲繩的性能符合電梯設(shè)計的安全標準。通過使用這種規(guī)格的鋼絲繩，我們能夠提供足夠的強度和安全性，以滿足電梯在正常運行和緊急情況下的需求。這種設(shè)計考慮了電梯的額定載荷、曳引機的性能以及其他相關(guān)因素，以確保電梯的安全性和可靠性。

轎廂架設(shè)計計算轎廂架上梁的計算強度計算轎廂上梁的受力情況可以近似地將它看成簡支梁，整個承受的載荷時轎廂自重P以及其它懸掛重量△G和額定負載Q，承受彎曲應(yīng)力，如圖5-1所示。WW’=2600KWW=2600KW1900WMmax圖5-1轎廂上梁受力示意圖將上梁所承受的載荷看成集中載荷：W=P+Q+△G則W=1200+1150+250=2600Kg其中：△G為補償鏈、隨行電纜的重量；取△G=250Kg轎廂架內(nèi)開擋：L=1900mm；因此，最大彎矩為：轎廂架上的梁在中間部分構(gòu)成了一個危險的截面，因為這個截面具有一條垂直的對稱軸，即Y軸。由于任何具有對稱軸的圖形，其形心（即幾何中心）必然位于該對稱軸上。因此，對于這個截面來說，其形心對于Y軸的靜矩（即截面繞Y軸的力矩）和慣性矩（即截面抵抗彎曲的能力）均為零。要準確確定這個截面的形心位置，我們只需要確定形心在對稱軸Y軸上的具體位置即可。（見圖5-2）。（（0,0）YX1843604016586.2378.77圖5-2轎廂架上梁危險截面則轎廂架上梁抗彎截面模量計算如下：求面積轎廂架上梁中短截面面積劃分如圖5-3所示。A1A1A2A4A4A3圖5-3上梁截面面積劃分求靜矩又因為所以求形心因為所以慣性抗彎截面模量所以：又因為所以當選Q235碳素鋼作轎廂架上梁時：故安全系數(shù)S：因為所以安全系數(shù)取5（見《電梯自動扶梯》第71頁），所以S=5.33>5，符合要求，即轎廂架上梁強度滿足設(shè)計要求。撓度（剛度）計算上梁變形如圖5-4所示：PPf圖5-4上梁變形示意圖繞度f：則而根據(jù)經(jīng)驗公式許用撓度[F]=L/1000=1700/1000=1.7mm所以，上梁剛度滿足許用條件。下梁強度計算轎廂架下梁也同樣簡化為簡支梁（見圖5-5），計算載荷的方法分兩種情況考慮：PP圖5-5下梁受力示意圖正常工況在常規(guī)情況下，下梁所承受的載荷可以被視作由三個主要部分組成。首先，轎底的自身重量有5/8的部分均勻地分布在了下梁的表面。其次，平衡補償鏈以及隨行電纜所產(chǎn)生的拉力構(gòu)成了一個集中的載荷點。最后，為了保持電梯的穩(wěn)定性，需要對重量進行適當?shù)姆峙洌瑢τ诳吞荻?，這部分載荷通常取額定重量的5/8，并均勻地分布在下梁上。從這些分析中可以明顯看出，下梁所承受的實際載荷相比于上梁來說是較小的。值得注意的是，上梁和下梁在材料選擇、結(jié)構(gòu)形狀以及尺寸方面都是完全相同的。因此，既然上梁的強度和剛度能夠滿足設(shè)計要求，那么基于上述的載荷差異和結(jié)構(gòu)一致性，我們可以得出結(jié)論：下梁同樣能夠滿足設(shè)計要求。非正常工況在電梯運行過程中，如果出現(xiàn)失控情況并撞向底部，轎廂將不可避免地接觸到緩沖器。此時，緩沖器會產(chǎn)生一個反作用力，這個力會作用于下梁，從而使下梁承受沖擊載荷。在計算這種極端情況下的下梁應(yīng)力時，我們可以簡化為假設(shè)轎廂的自重和額定載荷的總和的一半會均勻地集中在作用于下梁的每一端。此外，考慮到電梯通常會配備油壓緩沖器來吸收沖擊力，這個緩沖器會產(chǎn)生一個反作用力，并作用于梁的中間部分（當使用單個緩沖器時）。這意味著下梁將在兩端承受來自轎廂重量的集中載荷，而在中間部分則承受來自緩沖器的分布載荷。在這種情況下，下梁的應(yīng)力可以通過以下方式計算：：式中：L0——兩轎廂導軌之間的距離；Wn——下梁（包括緩沖器）的截面模量；DG——平衡補償鏈及隨行電纜的重量，取400Kg；轎廂架下梁抗彎截面模量計算如下：（（0,0）YX184360401658117.6747.33MmaxMmax（非正常情況）圖5-6下梁抗彎模量示意圖求面積轎廂架下梁中部截面面積劃分如圖5-7所示：A1A1A2A4A4A3A5圖5-7下梁截面面積劃分靜矩由靜矩公式得：所以形心由式得：慣性矩由慣性矩公式得：抗彎截面模量由式得：則由得：當選Q235碳素鋼作轎廂架上梁時：故安全系數(shù)S：由于電梯在非正常工作情況下工作，則安全系數(shù)取2.5（見《電梯自動扶梯》第71頁），所以S=2.822>2.5，符合要求，即轎廂架上梁強度滿足設(shè)計要求。撓度（剛度）計算由4.2.1轎廂架下梁受載荷情況分析，轎廂架下梁的繞度一定小于轎廂架上梁的撓度，而許用撓度相等，故轎廂架下梁撓度一定滿足設(shè)計要求（見圖5-8）。PPfBA圖5-8下梁形變示意圖即則撓度f：故撓度滿足設(shè)計要求。

機架的強度計算槽鋼的受力見下圖6-1。12851285562.5330392.5RdRaRbRc圖6-1槽鋼受力示意圖注：圖中Ra為槽鋼對曳引機和對重的支持力，Rb為槽鋼對曳引機和轎廂的支持力，Rc為曳引機和對重對槽鋼施加的力，Rd為曳引機和轎廂對槽鋼施加的力計算力Ra，RbRc為曳引機和對重對槽鋼施加的力Rd為曳引機和轎廂對槽鋼施加的力.（G：曳引機自重860Kg）.計算彎矩Wc=562.5Ra=6849.6N?mWd=392.5Rb=5915.0N?mXXM6849.6N?M5915N?M圖6-2機架的彎矩圖計算剪切力Q(x)=Ra=12177N(0<X≦562.5)Q(x)=Ra-Rc=12177-15009=-2832N(562.5≦X≦892.5)Q(x)=Rb=15070N(892.5≦X≦1285)QQX12177283215070圖6-3機架的剪力圖槽鋼的選取由材料力學可知：Mmax：為最大彎矩6849.6N?mWz：為材料的截面模量[σ]：為材料的許用應(yīng)力σb：為材料的抗拉強度，槽鋼屬A3鋼，查材料手冊得：380~470N/mm2ns：為安全系數(shù)，取值范圍2~9我們?nèi)s=9[σ]=42~52N/mm2根據(jù)材料手冊查得符合要求的槽鋼型號為：16，18，20，20a，…考慮震動及其它一些不良因素以及經(jīng)濟性選用20槽鋼。槽鋼的校核強度校核σ=Mmax/Wz查材料手冊得Wz=191cm2故強度足夠剪切應(yīng)力的計算（20槽鋼的截面積A為32.837cm2）由以上計算可知剪切應(yīng)力滿足強度要求。變形計算采用變形疊加原理，c、d、e三點分別產(chǎn)生的最大變形疊加小于實際最大變形。（碳鋼E=196~216Gpa，20槽鋼的慣性矩I=1910cm4）（最大變形應(yīng)該小于機架長度的1500分之一）結(jié)論：機架的最大變形小于許用變形，滿足要求。結(jié)論機架可選兩根及以上的20槽鋼。

轎廂減震墊的計算在電梯的運作過程中，曳引機的作用下，轎廂與轎架之間會產(chǎn)生震動和沖擊。為了提高電梯的運行穩(wěn)定性，減少乘客的不適感，轎廂與轎架之間需要安裝減震裝置。在電梯設(shè)計中，通常會采用矩形橡膠墊來吸收和減輕這些震動和沖擊。在本例中，電梯系統(tǒng)配備了四個尺寸為120×46×50的矩形橡膠減震墊。這些減震墊不僅起到減震的作用，同時也是稱量元件，因為它們能夠反映轎廂所承受的動態(tài)載荷。為了確保電梯運行時的舒適性和穩(wěn)定性，設(shè)計要求減震墊能夠有效減少人體敏感的垂直震動頻率，特別是4~8Hz這一范圍。這是因為這個頻率范圍的震動對人體感知最為明顯。電梯的電動機旋轉(zhuǎn)頻率為n/60，而渦輪蝸桿齒輪的頻率為nZ1/(60×2的0.5次方)，這些頻率都需要通過減震墊來控制。選擇四個方形減震墊的尺寸為120×46×50，是為了滿足電梯設(shè)計的空間要求和性能需求。這些減震墊的靜形變δ和自震頻率f是設(shè)計計算中的關(guān)鍵參數(shù)，它們影響著減震墊的減震效果和電梯的運行品質(zhì)。電梯轎廂減震墊靜變形δ（mm）自震頻率f（Hz）結(jié)論空載（Q=0）3.0±0.514.4自振頻率f滿足設(shè)計要求8<f￡15滿載（Q=1000Kg）9.0±0.5（稱量元件變形大靈敏度高）8.4計算過程矩形橡膠塊的計算公式為：其中：Dh——矩形橡膠塊的變形量P——橡膠材料承受的載荷h——矩形橡膠塊的高度a——矩形橡膠快的長度b——矩形橡膠快的寬度Ea——彈性模量故：p=500Kga=120mmb=46mmh=50mmEa=FiG其中：為了確保電梯系統(tǒng)的安全性和可靠性，減震墊的設(shè)計必須考慮到轎廂重量的變化以及橡膠硬度的差異。在這一部分，我們將根據(jù)不同的轎廂重量和橡膠硬度參數(shù)，對減震墊的變形量進行詳細計算。在進行這些計算時，我們選擇的是轎廂的極限重量，以確保橡膠減震墊在不同工況下都能提供穩(wěn)定的減震效果。在計算過程中，我們假設(shè)橡膠硬度HS為50。根據(jù)給定的公式，我們可以計算出當G=0.117e0.034*50時，F(xiàn)的值為1.2。這里，G是一個與橡膠硬度相關(guān)的系數(shù)，e是自然對數(shù)的底數(shù)，0.034是硬度系數(shù)，50是橡膠硬度的數(shù)值。通過這些參數(shù)的代入計算，我們得到了F的值為1.2。=1\*GB3①轎廂空載且配非華美裝飾時：p1=500Kg/4=125*9.8=1225N則：故3mm<Dh=3.22mm<9mm，符合要求。=2\*GB3②轎廂滿載且配華美裝飾時：p2=1600Kg/4=400*9.8=3920N則：故Dh=10.38mm>9mm，不符合要求。取HS=52時G=0.117e0.034*52=0.6855，F(xiàn)=1.232=1\*GB3①轎廂空載且配非華美裝飾時：p1=500Kg/4=125*9.8=1225N則：故3mm≈Dh=2.93mm<9mm，基本符合要求。=2\*GB3②轎廂滿載且配華美裝飾時：p2=1600Kg/4=400*9.8=3920N則：故3mm<Dh=9.38mm>9mm，基本符合要求。取HS=55時G=0.117e0.034*55=0.7591，F(xiàn)=1.28=1\*GB3①轎廂空載且配非華美裝飾時：p1=500Kg/4=125*9.8=1225N則：故3mm<Dh=2.55mm<9mm，基本符合要求。=2\*GB3②轎廂滿載且配華美裝飾時：p2=1600Kg/4=400*9.8=3920N則：故Dh=8.15mm<9mm，不符合要求。綜上所述可得如下計算結(jié)果：硬度HS載荷情況橡膠硬度為50HS橡膠硬度為52HS橡膠硬度為55HS轎廂空載且配非華美裝飾時減震墊變形量Dh（mm）3.222.932.55轎廂空載且配華美裝飾時減震墊變形量Dh（mm）10.389.388.15轎廂墊的選擇根據(jù)上表計算結(jié)果表明轎廂減震墊硬度取52HS較為合適。

平衡補償鏈計算在電梯運行過程中，轎廂和對重側(cè)的鋼絲繩以及轎廂下的隨行電纜的長度會隨著轎廂和對重位置的改變而發(fā)生變化。這種變化會導致轎廂、對重等重量的動態(tài)分配，從而使曳引輪兩側(cè)承受的載荷出現(xiàn)差異。為了降低這種載荷差異，提高電梯的傳動效率和運行穩(wěn)定性，采用平衡補償鏈進行補償是必要的。平衡補償鏈的使用通常是在電梯提升高度超過30米或者電梯速度超過1.6米/秒的情況下。在這個條件下，平衡補償鏈可以有效地減少因高度和速度變化引起的載荷不均問題，從而提升電梯的曳引性能。根據(jù)電梯運行速度的不同，所需平衡補償鏈的鋼絲繩根數(shù)也有所不同。這意味著需要根據(jù)實際情況選擇合適的補償鏈型號。這些補償鏈的型號和數(shù)量將直接影響到電梯的曳引效率和運行穩(wěn)定性。此外，平衡補償鏈單位長度的重量Qb也需要通過特定公式進行計算，以確保電梯運行的平衡。計算公式為qb=qy-qb/4其中：qy——鋼絲繩單位長度重量（F13）qb——電纜單位長度重量下面就對精品樣梯補償鏈的選型進行計算：因為V=1.0m/s，電梯所用鋼絲繩根數(shù)為n=5，配隨行電纜為2根TVVB24和1根TVVB36則：鋼絲繩單位長度重量電纜單位長度重量故：根據(jù)海岸興華膠帶廠包塑平衡補償鏈WFBS-7單位質(zhì)量為1.28Kg/m與qb=2.46Kg/m接近（補償率為qb1/qb=2.56