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1、东莞长城广奥电梯有限公司设计计算书TKJ1000/2.5-JXW.VF第1页共37页TKJ1000/2.5-JXW.VF乘客电梯设计计算说明VVVF变频调速乘客电梯是长城电梯有限公司在原ACVV交流调速电梯的基础上，通过引进国外先进技术，经过消化吸收后，采用优化设计而成，具有国内先进水平。有加减速度曲线圆滑、乘座电梯舒适感好、运行平稳、噪音低等优点。本电梯可根据客户需要选用日本安川公司的616系列、676系列电梯专用变频器和德国F4系列及意大利SIEI系列电梯专用变频器以及日本富士电梯专用变频器。控制系统采用16位（或32位）微机控制，主要控制原器件选用西门子公司（SIEMENS）及韩国LG的
2、产品。轿厢是用板式压制的结构件，强度高、刚性好、美观大方。而安全件则选用经国家认可的特种设备监测中心检验且有型式试验报告的产品，如安全钳、限速器、门锁、缓冲器等。本公司生产的TKJ1000/2.5-JXW.VF乘客电梯有以下优势:1.采用调频、调压、调速微电脑控制的电梯: 通过电流的频率、电压的连续变化，求得理想运行优化曲线，以满足人体的生理适应需求，采用优化设计从而提高电梯的乘座舒适感、平稳、无噪音。平层精度在5mm之内，确保运行安全性，保证了乘客的生命财产的安全。 2.提高电梯运行速度: 电梯的运行速度提高，大大的缩短了运行时间，结合技术运用，迎来了高速度、高效率。 3.采用交流永磁同步无
3、齿轮曳引机，有节约能源、振动小、更安全、易保养等优点。调频、调压电梯是采用微电脑矢量控制方法，同时控制电压和周波（频率），使交流电机和直流电机工作一样平滑，交流电梯能随时维持在最佳的运行状态，从而有效的利用能源和时间，节约了40%以上的能量消耗和电源容量设备。按运载率中等水平的电梯节能计算，二三年节约下来的费用可以重购一台电梯。所以大大的降低了运行成本。 4.安全性好，运行故障率低：PC机采用了故障报警系统，如在关健点出了故障，微机会以灯光或声响提醒维修人员事故发生在什么部位，不及时处理时就停止电梯运行，确保安全。管理人员对照手册就能很快的消除故障，缩短修理时间，提高运行率。 5.控制系统功能
4、： 1)楼层设定,数码管显示； 2)电梯运行状态自动显示； 3)自动呼梯、开门、关门、再开门、无人驾驶； 4)自动平层；东莞长城广奥电梯有限公司设计计算书TKJ1000/2.5-JXW.VF第2页共37页 5)自动回归主定楼层； 6)满载、超载报警，停运；7)清除扰乱呼叫； 8)到站钟； 9)警铃； 10)消防运行；11)紧急停止；12)检修运行； 13)照明、风扇自动熄灭装置； 14)故障自动侦测报值； 15)多台电梯群控； 16)停电保护装置； 17)停电自动照明装置； 18)轿内电话； 6.安全系统功能： 1)电路断路器(漏电保护)2)错断相保护(相序保护)3)限速器，安全钳当电梯运行速
5、度超过额定速度15%时：限速器电器开关首先作用将控制电源切断，停止主机运行; 随后，限速器机械部份将限速器的钢丝绳制停，带动安全钳拉杆动作，安全钳的夹紧元件将轿厢制停在导轨上，保证了轿厢内的物品和人员安全。3) 层门门锁，门联锁开关防止电梯在整个运行中开门：电梯运行在平层区内才能将该层门打开，门锁是由轿门的门刀控制。4)电磁制动器是电梯动力系统曳引机上的制停部件：电梯停运时不能滑动轿厢,电磁制动器失电时在机械力的作用下，抱紧曳引机主轴,控制了轿厢滑动。5)安全触板东莞长城广奥电梯有限公司设计计算书TKJ1000/2.5-JXW.VF第3页共37页查在关门过程中是否有物体或乘客：当有物体或人员碰
6、撞安全触板时，使电梯门重新打开，电梯不能起动。安全触板有机械式、光电式、电磁式等。6)缓冲器 在轿厢、对重超越端站时(端站保护装置不起作用)，轿厢或对重撞缓冲器，使电梯制停。缓冲器可以减轻强烈撞击时的强烈冲击，确保设备和人员的安全。 7)称重装置 轿厢在设计时有额定重量：在物流和人流过程中，时常存在超载的情况，轿厢在超载状态下：一是报警；二是层门保持开启，电梯就无法起动。 8)端站保护装置 由八个限位开关及机械装置组成。在轿厢运行到最高层或最低层时，首先是第一和第二减速开关起作用，将运行速度减下来；其次是限位开关，电梯断电停止；第三是极限开关，特殊情况下，电梯还在运行，极限开关作用；全面停止运
7、行，它是电梯电气方面的最后防线确保安全。 9)紧急救援 在故障、停电情况下，有自动平层或人工平层功能，将电梯门打开让乘客离开轿厢。 10)急停开关轿厢内和轿厢顶、地坑、机房设有急停开关：在紧急情况下可以操作这些开关，停止电梯运行。11）上行超速保护装置上行超速时双向限速器动作，切断电源带动夹绳器夹紧曳引钢丝绳，致使电梯停止，确保设备和人员的安全。 随着先进技术的发展，以及对电梯的引进及开发，我公司的电梯产品得到不断的改进和完善，各项技术指标不断提高，性能更加完好。我们的宗旨：发展民族电梯工业、振兴中华电梯事业、扬长城电梯智光、融世界电梯精技、创电梯产品名牌。东莞长城广奥电梯有限公司设计计算书T
8、KJ1000/2.5-JXW.VF第4页共37页一、电梯曳引机相关参数计算1.1电梯设计相关技术参数(1) Q-电梯额定载重量 1000kg(2) v-电梯额定速度 2.5m/s (3)-电梯平衡重系数 0.44 (4)-曳引机总效率 0.90（永磁同步传动） (5) i曳-曳引比 2:1 (6) D1-曳引轮节径 410mm (7) n-电机额定转速 240 r/min (8) P -轿厢质量 1342kgf (9) G-对重质量 1785kgf (10) H-运行高度 50m (11)gn-重力加速度 9.81m/s2 (12) a-曳引钢丝绳根数 6 (13) b-补偿绳根数 2 (14
9、)D2 -盘车轮直径 390mm1.2 计算电梯所需的曳引机功率N1 : N1=(1-)QV/(102i) =15.25(KW)1.3 曳引机的选择: 根据计算功率选择曳引机: 无锡韦伯电子公司生产的永磁同步无齿轮曳引机，参数如下： 型号：WEB-2.5-100 曳引速度：2.5m/s 额定载重量: 1000Kg 曳引比：2:1 曳引轮节径: D1=411mm 曳引轮槽数: 6 曳引钢丝绳直径: d=10mm 电动机功率: 16.6KW东莞长城广奥电梯有限公司设计计算书TKJ1000/2.5-JXW.VF第5页共37页 额定电压: 380V 额定频率: 50HZ 额定转速: n=240 r/m
10、in 制动器电压: DC110V 制动器维持电压: DC88V 主轴最大径向载荷: T=5500Kg 最大提升高度: 60m 1.4 曳引机的速度校验：电梯额定速度时电动机转速计算 n1 : n1=60X2.5X2/3.14X0.411=232.5(r.p.m) 速度误差: =(240-232.5/232.5)X100%=3.2%5% 所以，所选曳引机的速度符合要求。1.5曳引机的功率校验：计算所需的曳引机功率N1=15.25KW所选择的曳引机功率N=16.6KW因此选择的曳引机的功率符合要求。1.6 计算曳引轮输出扭矩M及校验:曳引轮输出扭矩M=670(N.M)计算实际正常运行最大扭矩M1:
11、平衡系数取最小值0.4(即最不利的情况计算)东莞长城广奥电梯有限公司设计计算书TKJ1000/2.5-JXW.VF第6页共37页 M1=(1-0.4)X1000X0.411X9.81/2X2=604 (N.M)(后面的2是曳引比) 从以上计算可知: M1 M 因此所选的曳引机的输出扭矩满足要求。1.7 电梯所需的曳引机主轴最大静载荷T1: T1=2P+(1.25+0.5)Q+(a.q+b.q1)H =2X1331+1.75X1000+6X0.352X50 =4517.6Kg 式中: a为曳引钢丝绳根数 本梯为a=6q为曳引钢丝绳质量,对于10钢丝绳 q=0.351Kg/Mb为补偿绳根数 2q1
12、为补偿绳质量 1.053Kg由所选用的曳引机的参数中可知：曳引机主轴的最大载荷为 T=5500Kg T1 T 所以，所选曳引机的主轴的最大载荷满足设计要求。 1.9 曳引轮直径验算:根据GB/T100581997电梯技术条件第3.11.3项规定：“钢丝绳直径不应小于8mm。曳引轮或滑轮的节园与钢丝绳公称直径之比不应小于40。”=41.140 式中: D1曳引轮节园直轮 d钢丝绳直径 曳引轮直径符合GB/T10058-1997标准二、曳引条件及绳槽比压计算2.1曳引轮包角计算东莞长城广奥电梯有限公司设计计算书TKJ1000/2.5-JXW.VF第7页共37页合理选择导向轮安装位置，是增加曳引轮包
13、角的关健，包角增加则曳引力增加： Sin= 当曳引轮和导向轮节径相等时 Sin=/ tg=/n =180 曳引轮平轴线与切线点半径夹角L两轴心水平距离440(mm)n两轴心垂直距离1325(mm)tg=0.332=18.37 包角=18018.37=161.632.2 曳引条件计算根据GB7588-2003电梯制造与安装安全规范第9.3.1项规定：曳引应满足下列条件:(T/T公式符号：T/T载有125%额定载荷的轿厢位于最低层站及空载轿厢位于最高层站的情况下，曳引轮两边曳引绳子中的较大静拉力与较小静拉力之比。与加减速度及电梯特殊安装情况有关：对于额定速度为2.5m/s的电梯, 取最小允许值为由
14、摩损导致曳引轮槽断面变化影响系数东莞长城广奥电梯有限公司设计计算书TKJ1000/2.5-JXW.VF第8页共37页 对于园弧切口槽, 取 自然对数底 f 钢丝绳在绳槽中的当量摩擦系数钢丝绳在曳引轮上包角161.63为 161.63=2.82 rad(弧度)f当量磨擦系数= 公式中符号： 钢丝绳与铸铁曳引轮之间磨擦系数为0.09 曳引轮槽中切口角度为105f=0.2169 =1.842.2.1超载25%底层起动 T=1.251000+1342+1200.7 =1250+1342+84 =2676(Kg) T=1785+0.3120 =1821(Kg) 东莞长城广奥电梯有限公司设计计算书TKJ1
15、000/2.5-JXW.VF第9页共37页 在此情况下，曳引能力大，不会打滑。2.2.2轿厢空载在顶层起动下降：=1785+0.7120=1869(Kg) =1342+0.3120=1378(Kg) 同样在这种特殊情况，曳引能力大，钢丝绳不会打滑2.3曳引绳在曳引轮中比压计算 钢丝绳在曳引槽中比压，直接影响双方的磨损： 比压值P满足如下要求: N/mm P= 式中:P比压. N/mm T满载停靠在最底层时，曳引轮轴水平面上，轿厢一侧曳引绳静拉力： T=(1342+1000+120)9.81=24152.2(N) n钢丝绳根数(6根) D曳引轮节径620 d13 半圆槽切口角105 vc1.6m
16、/s 代入公式：东莞长城广奥电梯有限公司设计计算书TKJ1000/2.5-JXW.VF第10 页共37页 P = =0.499X14.1957=7.08 (N.mm2) P= =7.27(N.mm2)所以.P=7.08P=7.27 从计算结果来看：比压满足规定要求2.4导向轮轴强度计算 对重拉力G=1785kg T2 按力的平衡方程式： Fy1 60.17 Fx=T2Cos60.17 Fx1 Fy=(TTSin60.17 Fx Fx=17859.80.497=8694.0(N) T1Fy=17859.817859.80.867 Fy=2326.6(N) P=(Fx+Fy) =9000.0(N)
17、 P 作用在N和N两支点上 N NN415=P138 138东莞长城广奥电梯有限公司设计计算书TKJ1000/2.5-JXW.VF第11页共37页 N=2992.8(N)N=PN=9000.02992.8=6007.2(N)设计轴径：d=65(mm) 抗弯模量：W=d=0.0982 d=26961(m)最大弯矩： Mp=N138=6007.2138=828993.6(N.mm) max=Mp/W=828993.6/26961=30.7(Mpa) 轴的材料为45钢 S=410安全系数K=13.4倍 标准规定大于7.5倍 所以强度满足标准要三、曳引钢丝绳安全系数验算3.1 计算滑轮的等效数量Neq
18、uiv: Nequiv=Nequiv(t)+Nequiv(p)式中: Nequiv(t) -曳引轮的等效数量查表GB7588-2003 附录N:本梯为带切口的半园槽, 其=105, Nequiv(t)=15.2Nequiv(p)-导向轮的等效数量,由如下公式计算:Nequiv(p)=Kp(Nps+ Npr)其中: Kp为跟曳引轮和导向轮直径有关的系数 Kp=1.11 Dt=411mm为曳引轮节园直径 Dp=400mm为导向轮节园直径东莞长城广奥电梯有限公司设计计算书TKJ1000/2.5-JXW.VF第12页共37页 Nps-引起简单折弯的滑轮数量,本梯Nps=1 Npr-引起反向折弯的滑轮数
19、量,本梯Npr=0 Nequiv(p)=Kp(Nps+ Npr)=1.11X1=1.11Nequiv=Nequiv(t)+Nequiv(p)=15.2+1.11=16.313.2 计算曳引钢丝绳的安全系数S: 最小安全系数Sf: Sf=17.1由于本梯选用的钢丝绳为8X19S+NF-10-1500(双)右交-GB8903-88查GB8903-88表5: Tk =48800N (钢丝绳的最小破断载荷) q=0.351Kg/m (钢丝绳质量)曳引钢丝绳的安全系数SS=12.25式中: m-曳引钢丝绳根数 P-轿厢自重,P=1331Kg Q-额定载重量Q=1000Kg H-提升高度 H=50米 gn
20、-重力加速度 gn =9.81N/S2从计算可知:SSf:12 因此钢丝绳的安全系数符合GB7588-2003的要求。3.3钢丝绳头组合强度检验3.3.1技术参数 钢丝绳公称抗拉强度 =14700(N/mm) 钢丝绳破断拉力 FRC =48800(N) 钢丝绳锥套材料为35号钢 =530(N/mm) 锥套弹簧设计压力 FRC =6100(N) 锥套弹簧极限压力 T=9385(N)东莞长城广奥电梯有限公司设计计算书TKJ1000/2.5-JXW.VF第13页共37页3.3.2拉杆螺栓M20强度计算根据GB196-81得知As As螺栓横切面积=225.2(mm) Q235A钢的抗拉强度 =375
21、460(N/mm) 当平均值=400(N/mm) F=X As 螺栓承载力F=90080(N)FRC=74300(N) 螺栓抗拉强度大于钢丝绳 所以符合标准要求。 根据GB10058-97电梯技术条件规定，绳头组合的拉伸强度不能低于钢丝绳拉伸强度3.3.3锥套弹簧受力计算 Fmax125%额定载荷上升静拉力 Fmax=23657.2(N) (略.前面已计算) 每个锥套弹簧承受力为 ： Fmax5(根)=236575 =4731(N) 能力储备系数=1.1 =(N) =1.29(倍) 符合标准要求3.3.4锥套强度计算 锥套孔断面为危险断面A 对断面A验算： A断面抗拉力强度东莞长城广奥电梯有限
22、公司设计计算书TKJ1000/2.5-JXW.VF第14页共37页 许用强度=(/K) 35钢强度=530(N/mm) K标准中规定的安全系数12 许用强度=530/12=44.1(N/mm) 危险断面A受力强度： =(每个锥套) A截面积=429(mm) n五个锥套 = =11.03(N/mm) =44.1(N/mm) 符合安全规定四、轿厢架构件及承重梁强度计算4.1技术参数材料Q235-A和45# 标准型钢E材料弹性模量 2.0610 (N/ mm)Q235-A:材料强度 235 (N/ mm)45#:材料强度 410 (N/ mm)4.2轿厢受力分析 当轿厢在提升时，由于加速度a的作用，将产生作用力P 公式：P=T1=(Mx+M)(g+a)=(Q+P)(g+a)=(1000+1342)(9.8+0.98)
