10人乘客电梯重量平衡系统设计Word格式.docx
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2.对重装置的作用-12-
二、重量平衡系统-13-
(一)重量平衡系统的功能及其组成-13-
(二)对重重量值的计算和确定-13-
(三)对重块的规格和材料的选择-13-
1.混凝土对重块-14-
2.含铁矿粉对重块-15-
3.重晶石对重块-16-
4.金属颗粒对重块-16-
(四)钢丝绳的选择-18-
1.缠绕方式的选择-18-
2.钢丝绳的捻法选择-19-
3.钢丝绳根数计算-20-
(五)重量补偿装置的种类及选择-21-
1.重量补偿装置的种类-22-
2.常用的重量补偿法-22-
三、平衡系统的校核-26-
(一)电梯平衡系数的校核-26-
(二)静载安全系数的校核-26-
四、钢丝绳的强度校核-27-
五、结论-28-
(一)设计的结果-28-
1.轿厢-28-
2.对重-28-
3.钢丝绳-28-
4.补偿装置-28-
(二)不足-28-
(三)收获-28-
六、参考文献-30-
中文摘要
重量平衡系统的主要功能是在电梯运行中起到平衡轿厢及电梯负载重量并减少电动机功率损耗的作用,在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内,它是曳引电梯不可缺少的部分。
当对重与电梯负载十分匹配时,还可以减少钢丝绳与绳轮之间的曳引力,延长钢丝绳的寿命。
本次对10人乘客电梯平衡系统进行设计,合理的对重匹配计算和选材使电梯能有更有效、安全的运行。
Abstract
Themainfunctionofweightbalancesystemistobalancetheelevatorandelevatorloadweightandreducethepowerlossofthemotorfunctionintheelevator,canmakethelifecarandtheweightdifferenceofweighttomaintaininthelimitsintheelevatorwork,itisanindispensablepartofthetractionelevator.Whentheloadisheavyandtheelevatorwhenmatching,butalsocanreducetheforcebetweenthesteelwireropeandtheropewheeltraction,extendthelifeofwirerope.Ofthe10passengerelevatorbalancesystemdesign,reasonablematchingcalculationandselectionoftheelevatorcanbemoreeffective,safeoperation.
前言
本次设计为10人乘客电梯重量平衡系统,楼层高度为60m。
已知额定载重量为800kg,额定速度为2.0m/s,轿厢内净尺寸1400mm×
1350mm,开门方式为中分C0,门洞尺寸为950mm(宽)×
2200mm(高)。
合理的设计电梯重量平衡系统可以更好的平衡轿厢重量,减少驱动功率,保证曳引力的产生,补偿电梯曳引绳和电缆长度变化转移带来的重量转移。
选择合适的材料可以减少电梯运行时的故障率,减轻维保人员对电梯的保养维修难度,还可以很好的降低生产成本。
一、电梯轿厢、对重结构简介及轿厢重量的计算
(一)轿厢结构
1.轿厢整体结构
图1轿厢结构
电梯轿厢是装载乘客或货物,为方便出入而设有门装置的箱形结构部件,是与乘客或货物直接接触的。
轿厢由轿厢架和轿厢体组成,导靴、安全钳及操纵机构也装设于轿厢架上,其基本结构如图1所示。
在轿厢整体结构中,轿厢架作为承重机构件,制作成一个金属框架,一般由上梁、下梁、立柱和拉条等做成。
框架选用型钢或钢板按要求压成型材,上梁、下梁、立柱之间一般采用螺栓连接。
在上、下梁的两端有供安装轿厢和安全钳的位置,在上梁中部设有安装轿顶轮或绳头组合装置的安装板,上梁上还装有按安全钳操作拉杆和电气开关,在立梁(侧立柱)上留有安装轿厢壁板的支架及排布有安全钳操纵拉杆等。
轿厢由薄金属板经压制成型组合成一个箱型结构,由轿底、轿壁轿顶及轿门等组成,轿厢框架采用槽钢和角钢焊接而成,并在上面铺设一层钢板或木板形成完整的底面,有时还会在其上粘贴一层塑料地板或装饰材料来改善美观程度。
轿壁由薄钢板经压制成型的壁板,用螺栓连接拼合而成,每块壁板的中部有特殊的加强筋,以增强轿壁的强度和刚性;
每块壁板的拼合接缝处,大多配装有装饰嵌条,既增加美观程度,又减少两块壁板间因振动而产生的噪音;
轿内壁板上通常贴有一层防火塑料板或制有图案、花纹的不锈钢薄板,也有把轿壁填灰抹平后再喷漆的;
对于观光电梯,则采用高强度玻璃制作轿壁,保证乘客视线开阔;
轿壁之间以及轿壁与轿顶、轿底之间,一般采用螺栓连接;
轿顶的结构与轿壁相似,要求能承受一定的重量(电梯检修工需在轿顶工作),并设有防护栏以及根据设计要求设置的安全窗,轿底下面装有装饰板或吊顶装饰物(一般客梯有,货梯没有),在装饰板的上面安装照明灯、风扇。
为防止电梯超载运行,在轿厢上设置了防超载称重装置。
根据称重装置在轿厢上安装的位置,可分为轿底称重式、轿顶称重式和机房称重式等几种方式。
2.轿厢架
图2轿厢架结构
轿厢架主要承受轿厢自重和所有载荷的重量,要求有良好的刚性和强度。
轿厢架是由上梁、立柱、地梁、拉条等组成的框架结构,如图2所示。
这些构件采用型钢或板材折边压制而成,通过搭接板用螺栓结合可拆装,以便进入井道组装。
对轿厢架的强度不仅要求要承受载重,还要保证因电梯运行超速导致安全钳制动时的制动力、轿厢坠落与地坑内缓冲器相撞的冲击作用时不致损坏;
要求轿厢架的上梁、下梁在轿厢满载时最大挠度应不小于其跨度的1/1000。
轿厢架有两种基本构造:
图3对边形轿厢架
图4对角形轿厢架
(1)对边形轿厢架(图3):
适用于具有一面或对面设置轿门的电梯。
这种形式的轿厢架受力情况较好,适用于较重载荷情况,大多数电梯采用此种结构方式。
(2)对角型轿厢架(图4):
常用在具有相邻两边设置轿门的电梯上。
这种轿厢架受力情况较差,对于重型电梯应尽量避免。
3.轿厢架重量计算
对比以上两种轿厢架的构造,选取对边形轿厢架。
轿厢架上、下梁均采用2条槽钢,左右立柱采用1条槽钢。
根据设计要求:
轿厢内净尺寸1400×
1350mm。
一般乘客电梯轿厢内净高度为2000mm。
上、下梁长度考虑轿壁厚度、导靴等安全装置的安装位置,取理论长度1500mm;
轿厢深度考虑轿壁厚度和轿门厚度等因素,取理论长度1450mm;
左右立柱考虑曳引钢丝绳的端接装置长度及对其安装维护的方便,取理论长度2500mm。
轿厢架上、下梁选取14#a槽钢,其具体参数为:
高度140mm,腿宽58mm,腰厚6.0mm,截面面积18.5cm2,理论重量14.5kg/m。
轿底和轿顶四周采用8#槽钢,其具体参数为:
高度80mm,腿宽43mm,腰厚5.0mm,截面面积10.2cm2,理论重量8.0kg/m。
由以上条件可计算出:
将槽钢结合部位长度计算在内,轿厢上、下梁实际所需槽钢长度为1400+2×
58=1516mm,左右立柱实际所需槽钢长度为2000+140×
2+80×
2=2940mm;
轿厢框架实际所需槽钢长度为:
轿门开启方向1400mm和轿厢深度方向1350mm。
轿厢上、下梁及两侧立柱所需槽钢重量W1为:
W1=(1516×
4+2940×
2)×
10-3m×
14.5kg/m=173.2(kg)
轿厢框架所需槽钢重量W2为:
W2=(1400×
4+1350×
4)×
8.0kg/m=88(kg)
轿厢架所需槽钢重量W为:
W3=W1+W2=173.2+88=261.2(kg)
4.轿厢
图5轿厢结构
轿厢由轿顶、轿厢壁、轿底和轿门等几部分组成,其结构如图5所示。
(1).轿顶
轿顶由厚度为1.2~1.5mm的钢板压制成槽形结构拼合而成。
根据GB7588-2003《电梯制造和安装安全规范》规定,轿顶的任何位置要能承受两个人的体重,每个人按0.20×
0.20m面积上作用1000N的力,应无永久变形;
在轿顶壁上将300N的力均匀作用在5cm2的圆形或方形面积上,壁板应无永久变形,弹性形变不大于15mm;
距离轿顶外侧边缘水平方向上存在超过0.30m的自由距离时,轿顶应装设护栏;
护栏应由扶手、0.10m高的护脚板和位于护栏高度一半处的中间栏杆组成;
对于轿内操作的轿厢。
轿顶上应设置活板门(即安全窗),其尺寸应不小于0.35m×
0.50m,该活板门应有手动锁紧装置,可向轿外打开,活板门打开后,电梯的电气联锁装置被触发,使轿厢无法运行(或在运行中停车),以保证安全,同时轿顶还应设置排气风扇以及检修开关,装设急停开关和电源插座,供检修人员在轿顶工作时使用;
轿顶靠近对重一面应设置防护栏杆,其高度不超过轿厢架的的高度。
在轿厢内部,往往还会制作装饰吊顶,吊顶上需考虑留有照明光源个通风口,并不得因吊顶的原因导致安全窗无法使用。
(2).轿厢壁
轿厢壁,又称轿壁,其结构和用材与轿顶基本相同,轿壁间及轿壁与轿顶、轿底间采用螺丝钉紧密连接成为整体。
轿壁的高度方向一般为整块结构,宽度则根据轿厢尺寸由数块拼合而成,结合部位嵌入软质装饰条,既可以保持美观,同时可有效减少壁板振动所造成的噪音。
为减少噪音与振动,有时在靠向井道内壁一侧的轿壁板上要粘贴隔音减振材料。
为保证使用安全,轿壁必须有足够的强度。
GB7588-2003规定,轿厢内任何位置壁板,将300N的力均匀作用在5cm2的圆形或方形面积上,壁板应无永久变形,弹性形变不大于15mm。
当两台以上电梯共设一个井道时,为了应急的需要,可在两轿厢相对的侧壁上开设安全门。
安全门只能想轿内开启,并装有电气联锁开关,当门开启时,触发电梯控制电路,电梯停止运行;
门的宽度不小于0.4m,高度不小于1.5m。
(3).轿底
轿底是电梯载荷的直接承载部分,它由轿底框架和底板组成。
框架多采用槽钢或角钢焊接而成,并在其上铺设3~4mm的钢板(花纹钢板)。
普通客梯、医用电梯等大多在钢板上直接铺设塑料底板,对于高档豪华电梯多在钢板上铺设一层木板,并在木板上铺放地毯。
对于舒适程度要求较高的电梯,往往在电梯轿顶、轿底及轿架之间加设橡胶缓冲块,改善电梯运行时的平稳性并降低噪音。
5.轿壁、轿顶及轿底所需不锈钢板重量计算
计算时把轿厢内部视为一个密闭的长方体(长1400mm,宽1350mm,高2000mm),轿门视为轿厢壁的一部分,不考虑轿壁不锈钢板间结合部位的宽度。
全部采用1.5mm厚的不锈钢板,国际密度为7.93g/cm3。
根据以上数据可计算出所需不锈钢板面积S为:
S=(1400×
1350+1400×
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