交流变频调压调速乘客电梯设计

TKJ1000/1.6-JXP(VVVF)交流调压、调频、调速乘客电梯设计计算书（JS）台山电梯有限公司二零零三年十月设计：审核：批准：1目录1、计算说明2、主要技术性能参数3、传动系统计算3.1参数3.2电动机功率计算及选用曳引机3.3验算电梯额定运行速度3.4曳引条件计算3.5钢丝绳安全系数验算4、结构计算4.1轿厢架计算4.1.1参数及材料几何特性4.1.2轿厢架上梁计算4.1.3下梁计算4.1.4立梁计算4.1.5轿厢架联接螺栓强度校核4.2承重梁计算4.2.1承重梁支反力计算4.2.2承重梁弯曲应力计算4.3导轨弯曲应力计算5、安全部件验算5.1限速器验算5.1.1动作速度校核5.1.2限速器绳的张紧力验算5.2安全钳验算5.3缓冲器验算5.4层门锁6、电气计算说明6.1控制系统计算7、参考资料21、计算说明TKJ1000/1.6-JXP(VVVF)型交流调压调频调速乘客电梯设计依据为GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》和GB/T10058-1997《电梯技术条件》，GB3811《起重机设计规范》。电梯主参数及轿厢、井道、机房的形式与尺寸是根据GB/T7025.1-1997，GB/T7025.2-1997进行规范设计。2、技术性能参数额定载重量：Q=1000kg额定速度：V=1.6m/s平衡系数：取0.45提升高度：H=70m(20层)轿厢重量:P=1200kg电缆重量:W1=120kg钢丝绳规格:GB8903-888×19S+NFΦ13×6(根)轿厢通风面积:0.031m2与轿厢面积之比为(0.031/2.4)1.3%曳引轮与钢丝绳直径之比为560/13=43.13、传动系统计算3.1参数平衡重量:W2=1650kg电梯起动加速度和制动减速度:a≥0.8m/s2曳引传动总效率:η=0.68钢丝绳总重量:W3=210kg平衡链重量：W4=241kg（3.3kg/m×73m，节距：26，破断载荷：78KN）3.2电动机工率计算及选用曳引机N=(1-φ)Q.V=(1-0.45)×1000×1.6=12.7kW102.η102×0.68选用佛山南洋电梯机械厂生产的YJVF180型曳引机,参数如下:a.电动机功率:N=18.5kWb.电动机转速:n=1440r/minc.曳引机传动比:i=53/2d.曳引轮节圆直径:D=560mme.导向轮直径:DR=520mmf.曳引包角:a=160°(按机房实际计算)g.曳引轮槽型为切口槽:角度β=100°、γ=45°（南洋电梯机械厂提供）3.3验算电梯额定运行速度V.V=nπD=1440×π×0.56×2=1.59m/s60i60×531.6-1.59×100%=0.6%1.6(参考GB10058-1997电梯技术条件)结论:符合3.4曳引条件计算3曳引系统简图如(图1),根据GB7588-2003附录M,曳引力在下列情况任何时候都得到保证:a)正常运行;b)在底层装载;c)紧急制停的减速度;a、载有125%额定载荷的轿厢位于最低站时:T1≤efaT2T1—轿厢则钢丝绳拉力.(N)T2—对重则钢丝绳拉力.(N)f—当量摩擦系数a—钢丝绳在曳引轮上的包角e—自然对数的底对半圆槽或带切口的半圆槽应采用下面公式：f=4μ(cosr/2-sinβ/2)π-β-γ-sinβ+sinγ式中:β=100°、γ=45°μ=0.1装载工况(GB7588-2003附录M)∵f=4μ(cos22.5°-sin50°)π-(100/180)×π-(45/180)×π-sin100°+sin45°f=0.1895a—钢丝绳在曳引轮上的包角，160°×π=2.791180°∴efa=e0.1895×2.791=1.697T1=P+1.25Q+W3=12000+12500+2100=26600(N)T2=W2+W4=16500+2410=18910(N)T1=26600=1.41efa=1.697结论:满足要求T218910b、空载轿厢位于最高层T2=W2+W3=16500+2100=18600(N)T1=p+W1+W4=12000+1200+2410=15610(N)4T1=18600=1.2efa=1.697结论:满足要求T215610c、紧急制动工况∵μ=0.11+V/10式中：V—轿厢额定速度下对应的绳速m/s.V=1.6m/s.∴μ=0.1=0.08621+0.16∴f=4×μ（cos22.5°-sin50°）π-(100/180)×π-(45/180)×π-sin100°+sin45°f=4×0.0862（0.9239-0.766）=0.1633.14-1.744-0.785-0.9848+0.7071a=160°×π=2.791180°efα=e0.163a=1.58根据GB7588-2003附录MM2.1.2紧急制动工况:任何情况下,减速度不应小于下面数值:a)对于正常情况为0.5m/s2b)对于使用了减行程缓冲器的情况为0.8m/s2根据GB7588-2003附录D中,D2、h)曳引检查1)行程上部范围，上行,轿厢空载;当a=0.8m/S2时T2=（W2+W3）×（gn-a）=(1650+210)×(9.8-0.8)=16740(N)5T1=（P+W1+W4）×（gn+a）=(1200+120+241)×(9.8+0.8)=16546.6(N)T2=16740=1.01＜efα=1.58结论:满足要求T116546.6当a=3.0m/S2时T1=（P+W1+W4）×（gn+a）=19980.8(N)T2=（W2+W3）×（gn-a）=12648(N)T1=1.57＜efα=1.58结论:满足要求T22)行程下部范围,下行,轿厢载有125%额定载荷;当a=0.8m/S2时T1=（P+1.25Q+W3）×(gn-a)=22140(N)T2=(W2+W4)×(gn+a)=20044.6(N)T1=1.1＜efα=1.58结论:满足要求T2当a=3.0m/S2时T2=(W2+W4)×(gn+a)=24204.8(N)T1=(P+1.25Q+W3)×(gn-a)=16728(N)T2=1.45＜efα=1.58结论:满足要求T1以上两种情况都满足要求,所以只要曳引机的制动减速度在0.8m/S2≤a≤3.0m/S2范围内即可满足曳引条件.d、对重压在缓冲器上,曳引机向上方旋转(滞留工况)T1≥efαT2根据GB7588-2003附录M轿厢滞留工况μ=0.2∴f=4×μ（cos22.5°-sin50°）π-(100/180)×π-(45/180)×π-sin100°+sin45°6f=4×0.2（0.9239-0.766）=0.3793.14-1.744-0.785-0.9848+0.7071efα=e0.379α=2.88满载:∵T1=P+Q+W1+W4=25610(N)T2=W3=2100(N)∴T1=25610=12.2＞efα=2.88结论:满足要求.T22100空载:∵T1=P+W1+W4=15610(N)T2=W3=2100(N)∴T1=15610=7.4＞efα=2.88结论:满足要求.T221003.5钢丝绳安全系数验算根据GB7588-2003附录N滑轮的等效数量：NequivNequiv=Nequiv(t)+Nequiv(p)式中：Nequiv(t)—曳引轮的等效数量Nequiv(p)—导向轮的等效数量从表N1中查得当β=100°时Nequiv(t)=10Nequiv(p)=Kp(Nps+4Npr)式中：Nps—引起简单弯折的滑轮数从图二得知Nps=1Npr—引起反向弯折的滑轮数7从图二得知Npr=0Kp—跟曳引轮和滑轮直径有关的系数Kp=(Dt/Dp)4其中：Dt—曳引轮的直径；Dt=560Dp—除曳引轮外的所有的滑轮的平均直径.Dp=520∴Kp=(560/520)4=1.345∵Nequiv(p)=1×1.345=1.345∴Nequiv=10+1.345=11.345又∵Dt/dt=560/13=43.1由以上计算所得,根据GB7588-2003附录N.图N1中查得,安全系数:Sf=17根据GB7588-2003.9.2.2条的要求S=nSK/T≥Sf式中：T—钢丝绳最大静拉力.T=P+Q=22(KN)n—钢丝绳根数.n=6SK—钢丝绳最小破断拉力.查GB8903-88中8×19S+NF直径φ13的钢丝绳最小破断拉力SK=74.3KN.∴S=(6×74.3)÷22=20.3＞17结论:安全按GB7588-2003规定，钢丝绳其端接装置的结合处至少应能承受钢丝绳最小破断负荷的80%（即59.4KN），查型式试验报告，该绳头组合承受的拉力为75.00KN.符合要求.(见型式试验报告:WT2003-697)4、结构计算4.1轿厢架计算4.1.1参数及材料几何特性8额定载重量：Q=1000kg轿厢重量：P=1200kg随行电缆：W1=120kgW4=241kgT1=Q+P+W1+W4=25610(N)轿厢宽度：A=1.6m上下梁跨度：LO=1.79m立柱自由弯曲长度：L=3.05m上下导靴之间距离：H=3.7m材料弹性模量：E=2.1×105Mpa许用应力[σ]=100Mpa许用挠度[Y]=1790/960=1.86(mm)各梁几何特性如下(单根梁)图三为各梁截面图.对于X轴抗弯模量:WX1=193cm3（上梁）WX2=81cm3（下梁）WY3=9.81cm3对于X轴惯性矩:IX1=1600cm4(上梁)IX2=575cm4(下梁)IY=46cm4(立柱)立柱截面面积：AO=15.5cm2轿厢架结构简图(图四)94.1.2轿厢架上梁计算(见图四)按简支梁计算:最大弯矩:Mmax=T1L=25610×1790=11460475(Nmm)4410最大正应力:σmax=Mmax=1460475=29.7(Mpa)＜100MpaW193000×2(结论：安全)最大挠度:ymax=T1L348EIX=25610×1790348×2.1×105×1600×104=0.91(mm)＜[Y]=1.86(mm)（结论：安全）4.1.3下梁计算(图五)a)按简支梁计算q=Q+P=10000+12000=12.29(N/mm)L1790b)均布作用下梁最大弯矩：Mmax=qL28c)均布载荷如图五（a）。11d)力矩图见图五（b）。e)最大应力：σmax=Mmax=qL2WX8×2WX2=12.29×179028×81000=60.77(MPa)＜[σ]=100(MPa)f)最大挠度：ymax=5qL4=5×12.29×17904384EIX384×2.1×105×5750000=1.36(mm)＜[y]=1.86(mm)(结论:安全)4.1.4立柱计算立柱受拉伸与弯曲组合应力,应进行下列校核。Wy3=9.81cm3=9810mm3σ=QLA+2T132HWY32A0=10000×3050×1600+2×2561032×3700×9810×21550×2=37.5(MPa)＜[σ]=100(MPa)(结论：安全)4.1.5轿厢架联接螺栓强度校核螺栓规格M16×60GB5783-86，查手册M16的公称应力面积F=157mm2，性能等级为8.8级。材料:σs=640MPa。[σ]=σsn=1.5n[σ]=640=426.7(MPa)1.5按安全钳制停和轿厢急停工况校核上梁与立梁、下梁与立梁联接螺栓，制动力F制取2T1。KF制2KT1QP==mμmμ式中:Qp—螺栓预紧力12K—动载系数，K=1.2m—螺栓个数，m=16μ—摩擦系数，μ=0.3Qρ=2KT1=2×1.2×25610=12805(N)mμ16×0.3螺栓最大应力计算：σmax=1.3Qρ=1.3×12805F157=106(MPa)＜[σ]=426.7(MPa)(结论：安全)4.2承重梁计算承重梁结构简图见下图，曳引机承重梁共用二根，按简支梁计算。4.2.1承重梁支反力计算b.验算：接触器最多同时吸合数量S=3，则Im