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1、计算者： 总经理：公元二00七年ZFTG1600/3.0-JX(VVVF)乘客电梯设计计算说明ZFTG1600/3.0-JX(VVVF) 绿色节能永磁同步无齿轮电梯，是 经国家特种设备管理局批准研制的 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、速度快噪音低、环保节能等优点。我们的电梯采用日本富士电机公司出产的电梯专用变频器：LEFT型，功率37KW。控制系统采用32位微机控制，主要控制原器件选用日本富士电机公司（FUJI ERECTRIC）的产品。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
2、国家认可的检验所检验为合格的产品，如安全钳、限速器、门锁、缓冲器、上行保护装置等。设计的ZFTG1600/3.0-JXW(VVVF)乘客电梯特性如下。1. 该款电梯的最大特点是：节约能原、每年可为用户节省约100天的电费，每台比传统电梯节省30%的电能。是一款以绿色节能为核心的全电脑模块化控制永磁同步无齿轮电梯。无齿轮曳引机与有齿轮曳引机的区别在于：有齿轮曳引机的传动的方式是电动机将动力通过齿轮变速箱传动到曳引轮；而无齿轮曳引机则在设计上省略了齿轮变速箱，其传动方式是由电动机直接带动曳引轮，避免了传动过程的机械磨损和能耗。另一方面和传统的感应电动机相比，永磁电动机无需耗费电能来产生励磁，因而进
3、一步节省了电能。永磁无齿轮曳引机具有振动小的效果，闭环的门操作系统，开关门动作平稳。结构合理，体积小巧，重量较轻，降低了电梯对建筑结构的要求，节省了建筑的空间。 先进的技术则代表着更卓越的性能，零件少意味着成本的降低，。珠江富士在继续秉承其电梯产品安全，可靠和耐用的同时，在产品开发中应用价值工程，降低了电梯系统的成本，并将这一成果回馈给用户。更高的性价比，给客户带来实实在在的利益。在社会不断进步的今天“以人为本”的理念熔入产品设计中，产品安全可靠、乘座舒适，门光幕保护以及盲文呼梯按钮大大方便了特殊人群。 电梯润滑存在油污问题。永磁无齿曳引机无需润滑避免油垢对环境的污染。电梯系统机械性能优越。运
4、行平稳，舒适和安静，无噪声污染。2.采用调频、调压、调速微电脑控制的电梯，以控制电压以及周波数作连续性变化的新型方式，按照现代社会的需要和人体的生理适应需求，运用优化设计而适应人体在运行中所要的舒适感。求得理想运行优化曲线：平稳、无噪音。平层精度在3mm之内，确保运行安全性，保证了人民的生命安全。 3.提高电梯运行速度:电梯的运行速度提高，加快了房屋的高层化，可达到30层楼以上。该电梯己进入高速度电梯挡内。 4.安全性好，运行故障率低。微机采用了故障报警系统，如在关键点出了故障，微机会以灯光或声响提醒维修人员事故发生在什么部位。 5.控制系统功能：1)楼层设定点阵显示 2)电梯运行状态自动显示
5、 3)自动呼梯、开关门、无人驾驶； 4)自动平层； 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)检修慢车； 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)停电自动疏散装置； 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、断相保护)2)限速器，安全钳当轿厢运行速度超过额定速度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，楔块将轿厢制停在导轨上，保
6、证了轿厢内的物品和人员安全。3)门锁开关，层门门锁. 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)电磁制动器在电机主轴上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。是GB7588-2003标准中规定的上行保护装置。 5)安全触板检查在关门过程中是否有物体或乘客：当有物体或人员在门口时，安全触板不能复位开关，光幕中有障碍物、层门再次开起。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、对重超越最底层时。缓冲器可以减轻强烈撞底时的强烈振荡，确保轿厢、对
7、重安全停止。 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)极限开关组 由三个开关组成。在轿厢运行到最高层或最低层时，首先是减速开关控制，将运行速度减下来。第二是限位开关，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：全面停止运行，最后防线确保安全。 9)紧急出口；在故障、停电情况下,有自动平层或人工平层，开门让乘客离开轿厢，也有安全窗、安全门出口，门一打开，电梯不能再运行。 10)急停开关；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。随着
8、先进技术的发展，以及对电梯的引用及开发，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、扬智光、融世界电梯精技、创电梯名牌。 编制者： 2007年9月1日目 录序号-名 称-页号乘客电梯设计计算说明2页目录6页1-电梯相关技术参数8页2-曳引机容量计算9页3-额定转数验算9页4-曳引条件计算911页4.1-超载125%轿厢在底层上行工况9页4.2-空载轿厢下行工况10页4.3-对重压在缓冲器上空载轿厢上行工况11页5-曳引绳的强度计算1112页5.1-有机房2:1曳引绳吊法计算12页6-制动力矩计算1213页6.1-静力
9、矩：12页6.2-动力矩：12页6.3-总制动力矩13页7-轿厢主导轨计算1416页7.1-主导轨主要技术参数14页7.2-轿厢运行中安全钳动作时导轨强度计算15页7.3-轿厢偏载运行时导轨刚性计算16页8-承重梁强度计算1618页8.1-承重梁计算参数16页8.2-受力分折17页8.3-强度计算17页8.4-刚度计算 18页9-曳引轮输出扭矩计算 1819页9.1-有无机房2:1吊法额定扭矩计算 18页10-曳引机主抽最大静载荷计算 19页11-曳引轮比压计算 19页12-额定载荷向上手工盘车 19页13-轿架结构件计算 2022页13.1-上梁计算 20页13.2-下梁计算 21页13.3
10、-立梁计算 22页14-轿厢面积计算 22页15-轿厢通风面积计算 22页16.-绳头组合强度计算 2223页17.-导向轮轴强度计算： 2324页18.-安全钳校验： 24页19.-限速器绳计算及限速器校验 25页19.1-限速器绳计算25页19.2-限速器校验25页20.-缓冲器校验 26页21-电梯设计许可值和安全系数27页22-参考文献28页 序号代号名称参数1Q电梯额定载重量1600kg2V曳引轮节经线速度3.0m/s3电梯平衡重系数0.464曳引机效率98%5F总效率0.86i钢丝绳绕绳倍率2:17钢丝绳包角30508D绳轮节径480X10X129D1制动轮经618mm10A电流7
11、2.5A11Nm电机转速 239/min12P轿厢自重1790kg13G对重质量2510kg14q2双平衡链1.8kg/m15q1曳引绳0.48kg/m16L井道高度60m17J系统转动惯量107.2(N.m2)18AXB轿厢内尺寸1.4X2.3m19axb轿厢外尺寸1.45X2.465m20HHH顶层高度7.5m21h底坑深度2.5m22cxd井道尺寸2.45X2.87m1. 电梯相关技术参数 2.曳引机容量计算: N电=32.6kw 选用WYT-Y3.0E1永磁同步无齿曳引机 33.3KW合格 3.额定转数验算： n=238.7r/min 符合要求.4.曳引力计算 轿厢装载和紧急制动工况：
12、 =00 r=350 =0.1 当量摩擦系数=0.1228为3050 4.1超载125%轿厢在底层上行工况 按标准要求：125%载荷运上行钢丝绳在轿厢一则受力比对重一侧大。 T1=P+1.25Q+60nq1g=1790+1.251600+60100.489.8=39984N T2=P+Q+60mq2g=1790+0.451600+6021.89.8=26754N 符合要求 4.2空载轿厢下行工况当轿厢空载下行时，轿厢一侧钢丝绳受力小于对重。 T1=P+Q+60nqg=1790+0.451600+60100.489.8=27440N T2=P+60mqg=1790+6021.89.8=19498
13、N 符合要求4.3对重压在缓冲器上空载轿厢上行工况对重压在缓冲器上、空载轿厢在最上层，对重侧面只有钢丝绳重量与轿厢平衡： T1=P + 60mqg=1790+6021.89.8=19498 N T2=60nqg=60100.489.8=2842N 规程要求 此时工况的摩擦系数为平常的2倍 2=0.2当量摩擦系数=0.24575 此时上行轿厢打滑提不起来。符合规程中的曳引条件要求。5.曳引绳的强度计算： 按照GB7588-2003规定要求：5.1有机房2:1曳引比吊法导向轮节径D3-520mm曳引轮与导向轮比KP=2.02曳引轮等效数量：(按N1表查)Nequiv(t) =1 导向轮等效数量：
14、Nequiv(p) =KP3=0.7263=2.18简单折弯数量：Nequiv= Nequiv(t)+ Nequiv(p)=1+2.18=3.18许用安全系数计算 =12.3曳引绳选型：根据标准要求，选用电梯专用钢丝绳。(GB890388电梯用钢丝绳)型号：819S+NF121570右交 数量：n=5根 =2:1 按机械工程手册第67篇第1章67.1-28公式计算： FRC/Fmax FRC钢丝绳破断总拉力66200N Fmax钢丝绳受的最大静拉力39984N 许用安全系数，根据GB7588-2003标准计算： K= = =16.55 K=16.45=12.3 钢丝绳强度符合标准# # #使用
15、：819S+NF111570右交K= = =13.3 K=13.3=12.3 钢丝绳强度符合标准6.制动力矩计算按最不利工况：即125%载荷下行至最低层站时紧急制停工况计算。6.1静力矩： 制动机械效率(1=0.960.981=0.946.2动力矩： (转动惯量与角速度)转动惯量： 为转子与曳引轮制动轮转动惯量 J3 为电梯运行零件转化到高速轴上惯量 制动时间：工a1=0.81.2=0.96m/s2(减速度最小值的1.2倍)角速度： 计 6.3总制动力矩： 选用WYT-Y3.0E1永磁同步无齿曳引机最大制动力矩为3325 n.m 制动力矩符合要求7.轿厢主导轨计算7.1主要技术参数 本电梯采用
16、JG/T5072.1-1996电梯T型导轨，型号T114/B 导轨底宽b1=114(mm) 导轨高n1=89(mm) 导轨导向面宽K=16(mm) 导轨横截面积A=2080(mm) 许用绕度Y5(mm) 导轨横截面积对轴的惯性半径 =29.3(mm) 导轨横截面积对轴的惯性矩 =1790000 (mm) 导轨横截面积对 轴的惯性矩 =1080000 (mm) 轿厢运动时，导轨受力较为复杂：我们选用特殊工况受力时进行计算： 7.2轿厢运行中安全钳动作时导轨强度计算 因为V=3m/S，选用渐进式安全钳 当安全钳动作时，导轨承受的最大弯曲应力，应满足下列公式(GB7588-2003标准)： =10(
17、P+Q)/A 公式:：最大弯曲应力 P轿厢自重1790kg Q额定载重=1600kg A导轨横截面积=2080(mm) 弯曲系数 查表w=1.31 细长比= =140MPa(许用弯曲应力)L导轨支架距=1800(mm)代入计算：= =21.4MPa (=21.4)(=140) 导轨强度符合标准。7.3轿厢偏载运行时导轨刚性计算 技术参数： 轿厢： A =14002300 (mm) 上梁宽： A=1654 (mm) 轿厢深： B=2405 (mm) 立柱： H =3500(mm) 导靴距 L=400O(mm) 导轨顶面距 L轨 =1604 (mm)偏载重心位置：在XX 向 =A/6=275.6(
18、mm) 在YY 向 =B/6=400.8(mm) 导轨顶面承载力Fx Fx=(Qg)/ L靴=(16009.8275.6)/4000=1080(N) 导轨侧面承载力Fy Fy=(Qg)/ L轨=(16009.8400.8)/4000=1571(N) 在Y轴线方向是装卸载出口，增加偏载系数4/3 所以Fy=15714/3 =2095(N) X方向绕度为： Y=(FL) / (48EI) =(108018003) / (4821049.8179104) =0.374(mm) Y方向的绕度： Yy=(FyL) / (48EI)=(209518003) / (4821049.8108104) =1.1
19、78 (mm) 在偏载运行中合力绕度Ymax= Y+ Y Ymax= =1.53(mm) （Y许用绕度=5）（Ymax=1.53mm） 从计算中看到，导轨刚性好，符合标准。8.承重梁强度计算8.1技术参数材料Q235-A和30b# (32#)标准工字钢L挎度 2450mm l长度 3000mmE材料弹性模量 2.0610 (N/ mm)材料强度(Q235-A) 235 (N/ mm) 截面系数 mm38.2受力分折轿厢拉力P1=P+Q =3390 (kg) 平衡力P2=0.45Q=720(kg) 曳引机自重(架在内)P3=1500+150=1650(kg)曳引绳和平衡链电缆P4=290+220
20、+70=580(kg) 从承重梁的受力情况可知，30a工字钢I梁上承担P1和P2的负载大：本梯虽是无机房，承载体的支反力、梁的强度刚度按本计算执行。 按英国BS5655-6电梯选型安装实用规程标准规定：计算梁和支座时加在梁上的全部载荷应考虑固定设备重量加上2倍的电梯垂直方向动载荷的重量。当承受上过载荷时梁的挠度不应超过支座间距离的1/15008.3强度计算： 1梁的分配载荷 1梁上的最大弯矩 安全系数k=4 符合要求8.4刚度计算 根据I梁受力情况分析刚性变形较大： (fL/1500) L=2450mm公式: =1.26(mm) =1.26=1.63mm 结论:30a#工字钢梁的刚度强度都能满
21、足技术要求。9.曳引轮输出扭矩计算9.1有机房2:1吊法额定扭矩计算 额定载重量1600kg额定速度 3.0m/s 曳引机效率 98% N电机率 33.3kw Nm电机转速 239/min D绳轮节径 480X5X12速比 1M1输出扭矩 =M2运行最大扭矩、按超载110%计算 M1(输出扭矩) M2(运行最大扭矩)符合要求10.曳引机主抽最大静载荷计算 许用静载荷 曳引绳质量q=0.48kg/m 曳引绳长度H=60m T=2P+(1.5+0.5)Q+P4 =21790+21600+100.4860+1201.8+1.460=7354kg 符合要求11.曳引轮比压(按半圆槽形)计算T额定载荷在
22、一层两侧静拉力P=P=3.25P=6.13符合要求12额定载荷向上手工盘车盘车手轮直径：D2=500mm移动轿厢手动力：F=312.9NF手动力小于规程中400N，符合要求。 13.轿架结构件计算：上下梁为简支梁，上梁作用载荷为额定载重量、轿厢重量作用在梁中央，下梁为5/8的额定载重量和轿厢重量总和均布于下梁上上梁为20槽钢下梁为18槽钢直梁为22槽钢材料许用正应力=87N/mm2上下梁材料许用挠度立梁许用细长比13.1上梁计算：最大应力=4189N/cm2 4189最大挠度=0.095cm =0.095cm结论：上梁的强度和刚度都符合要求。13.2下梁计算：均布载荷=125.5N/cm2 最
23、大弯矩 最大应力最大挠度 =0.048cm结论：下梁的强度和刚度都符合要求。13.3立梁计算： 轿厢内宽B=1400mm单立梁横截面积A=31.8cm2上下梁交点距L4=3120mm两导靴距L5=4000mm均布载荷=125.5N/cm2 附加弯矩 最大应力结论：立梁的强度贯性矩和细长比都符合要求。14.轿厢面积计算根据GB7588-2003 8.2条规定：表11600kg载重量的轿厢最大有效面积为3.56m2桥厢设计面积S=AB=1.42.3=3.22m2开门处空间面积0.081=0.08m23.22m2+0.08m2=3.3m235600mm2符合要求。 S下=37200mm2 35600
24、mm2符合要求。16.绳头组合强度计算采用主钢丝绳为8X19+NF-12-1500右交-GB8903-1998，破断拉力为662000N 。绳头组合强度为钢丝绳强度80%以上为合格。 662000X0.8=529600N=5.3t天津市第六电器开关厂生产厂家的绳头组合12强度为690000n (6.9t5.3t)所以绳头组合强度符合要求。17.导向轮轴强度计算： 曳引轮角为1460 T1拉力G=24590N T2 按力的平衡方程式： Fy1 54 Fx=T2Cos54 Fx1Fy=T1- T2Sin54 Fx Fx=245900.588=14464(N) T1 FyFy=24590245900
25、.809 =4697(N) P=(Fx+Fy)=15207(N) 380 作用在N和N两支点上 P N380=P140 N 140 240 NN=5602(N) N=PN=152075602=9605(N) 设计轴径：d=65(mm) 抗弯模量：W=d=0.0982 d =26961(m) 最大弯矩：Mp=N205=9605140=1344700 (N.mm) max=Mp/W=1344700/26961=49.87Mpa 轴的材料为45钢 S=410 安全系数K=8.2倍 标准规定大于7.5倍 所以强度满足标准要求 18.安全钳校验： 要求:按GB7588-2003和我厂产品的设计要求, 本
26、梯选用河北东方机械电梯配件厂生产的AQ1渐进式安全钳。参数如下: v 1-4m/s; P+Q 2480-4080kg 配用T114/B导轨，导轨顶面宽度16mm选型校核: (1)该安全钳适用于额定速度v3.0m/s;的电梯,符合ZFTG1600/3.0-JXW(VVVF)电梯的使用的要求； (2)该安全钳适用于厚度16mm的T114/B导轨,符合电梯使用的要求；(3)该安全钳采用楔块式,安全钳动作后,只有将轿厢提起后才能释放,符合GB7588的要求。(4) ZFTG1600/3.0-JXW(VVVF)电梯满载时P+Q=3390Kg；电梯超载10%时,10%Q+P=3729Kg在该安全钳的使用范
27、围内；结论：本AQ1渐进式安全钳符合标准。19. 限速器绳计算及限速器校验:19.1 限速器绳计算限速器钢丝绳为819S+NF-8-GB8903-88钢丝绳,其最小破断拉力为P=28.1(KN) 河北东方机械电梯配件厂生产的XS1限速器.速度为3.0m/s,实测安全钳提拉力为300N。 计算: 1)根据GB7588的要求，安全系数n8 n=P/T=28100/(300X2)=46.8 n=46.8n=8 符合要求 2)验算绳径比:=240/8=30绳径比符合要求。 结论：选用8的钢丝绳合格。19.2限速器校验按GB7588-2003和我厂产品的设计要求,本梯选用河北东方机械电梯配件厂生产的XS
28、1限速器。参数如下: 额定运行速度 V 3.0m/s; 机械动作速度V 3.63m/s; 机械动作速度 V 3.63m/s; 安全钳提拉力1324N，绳径8，张力1000N选型校核: (1)该限速器 V 3.0m/s;适用于额定速度V3m/s;的电梯,符合ZFTG1600/3.0-JXW(VVVF)电梯的使用的要求； (2)该限速器适应AQ1渐进式安全钳v 3.0m/s速度，安全钳提拉力1324N。符合电梯使用的要求；(3)XS1限速器电气动作速度 V 3.53m/s和机械动作速度 V 3.63m/s符合GB758815%-30%范围内的要求。结论：本XS1限速器符合标准。 20.缓冲器校验缓
29、冲器选型根据GB7588-2003标准和本梯的要求，本梯选用河北东方机械电梯配件厂生产的YH5/640缓冲器。缓冲器参数: 自由高度H=1730mm；压宿高度h= 640mm 额定速度为v3.0m/s; 总质量范围为1250-3750 (Kg)。 选型校核: (1)GB7588-2003第10.3.3条规定额定速度v 1.0m/s; 均需采用耗能缓冲器 ZFTG1600/3.0-JXW(VVVF)电梯速度为3m/s，故需采用耗能缓冲器，符合要求。(2) ZFTG1600/3.0-JXW(VVVF)电梯P+Q=3390Kg，选的总质量范围为1250-3750 (Kg)符合要求。(3)按第10.4
30、.3条规定，ZFTG1600/3.0-JXW(VVVF)电梯需用缓冲器的总行程0.067v2=0.603m最少不小于420mm，缓冲器压宿高度h= 640mm在范围内，缓冲器符合要求。 21.电梯设计许可值和安全系数序号名称许用值(安全系数)标准(数据)来源1.电梯整机机械效率=0.65机械设计手册2.电梯平衡系数=0.40.5GB10058-19973.电梯速度偏差V=(+)5% ()8%GB10058-19974.钢丝绳引轮的比压P=GB7588-20035钢丝绳与绳轮绳径比D/d40GB7588-20036.曳引钢丝绳安全系数K12电梯与自动扶梯7.承重梁强度安全系数K4电梯与自动扶梯8
31、.承重梁刚度许用值f C/1550电梯与自动扶梯9.绳轮轴强度安全系数K7.5电梯与自动扶梯10.导轨强度许用值=140MPaGB7588-200311.导轨刚度许用值Y=5mmGB7588-200312.螺栓联接的安全系数K4电梯与自动扶梯13.上下梁刚度许用值f 1/960电梯与自动扶梯14.上下梁强度许用值K6电梯与自动扶梯15.轿厢立柱安全系数K12电梯与自动扶梯16.对重架安全系数K4电梯与自动扶梯 22：参考文献序号名称出版社1机械工程手册 机械工业出版社2机械设计手册化学工具出版社3材料力学高等教育出版社4电梯技术条件(GB10058-97)中国标准出版社5电梯制造与安装安全规范(GB7588-2003)中国标准出版社6电梯安装验收规范(GB10060-97)中国标准出版社7电梯检验方法(GB10059-97)中国标准出版社8机械设备安装手册中国建筑工业出版社9电梯T型导轨(JG/T5072.1-96) (JG/T5072.3-96)中国标准出版社10电梯主要参数及轿厢井道机房的型式与尺寸,中国标准出版社11电梯曳引机(GB13435-1992)中国标准出版社12电梯用钢丝绳(GB8903-1988)中国标准出版社12交流电梯电动机通用技术条件(GB8903-1988)中国标准出版社
