交流變頻調壓調速乘客電梯設計【含CAD圖紙、說明書】【JC系列】
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TKJ1000/1.6-JXP(VVVF)交流調壓、調頻、調速乘客電梯設計計算書(JS) 臺 山 電 梯 有 限 公 司二 零 零 三 年 十月設計: 審核: 批準: 目 錄1、 計算說明2、 主要技術性能參數(shù)3、 傳動系統(tǒng)計算3.1參數(shù)3.2電動機功率計算及選用曳引機3.3驗算電梯額定運行速度3.4曳引條件計算3.5鋼絲繩安全系數(shù)驗算4、 結構計算4.1轎廂架計算4.1.1參數(shù)及材料幾何特性4.1.2轎廂架上梁計算4.1.3下梁計算4.1.4立梁計算4.1.5轎廂架聯(lián)接螺栓強度校核4.2承重梁計算4.2.1承重梁支反力計算4.2.2承重梁彎曲應力計算4.3導軌彎曲應力計算5、 安全部件驗算5.1限速器驗算5.1.1動作速度校核5.1.2限速器繩的張緊力驗算5.2安全鉗驗算5.3緩沖器驗算5.4層門鎖6、 電氣計算說明6.1控制系統(tǒng)計算7、 參考資料1、計算說明TKJ1000/1.6-JXP(VVVF)型交流調壓調頻調速乘客電梯設計依據(jù)為GB7588-2003電梯制造與安裝安全規(guī)范和GB/T10058-1997電梯技術條件,GB3811起重機設計規(guī)范。電梯主參數(shù)及轎廂、井道、機房的形式與尺寸是根據(jù)GB/T7025.1-1997,GB/T7025.2-1997進行規(guī)范設計。2、技術性能參數(shù)額定載重量:Q=1000kg額定速度:V=1.6m/s平衡系數(shù):取0.45提升高度:H=70m(20層)轎廂重量:P=1200kg電纜重量:W1=120kg鋼絲繩規(guī)格:GB8903-88 819S+NF 136(根)轎廂通風面積:0.031m2與轎廂面積之比為(0.031/2.4)1.3%曳引輪與鋼絲繩直徑之比為560/13=43.13、傳動系統(tǒng)計算3.1參數(shù)平衡重量:W2=1650kg電梯起動加速度和制動減速度:a0.8m/s2曳引傳動總效率:=0.68鋼絲繩總重量: W3=210kg平衡鏈重量:W4=241kg(3.3kg/m73m,節(jié)距:26,破斷載荷:78KN)3.2電動機工率計算及選用曳引機N= (1-)Q.V=(1-0.45)10001.6 =12.7kW 102. 1020.68選用佛山南洋電梯機械廠生產(chǎn)的YJVF180型曳引機,參數(shù)如下:a. 電動機功率:N=18.5kWb. 電動機轉速:n=1440r/minc. 曳引機傳動比:i=53/2d. 曳引輪節(jié)圓直徑:D=560mme. 導向輪直徑:DR=520mmf. 曳引包角:a=160(按機房實際計算)g. 曳引輪槽型為切口槽:角度=100、=45(南洋電梯機械廠提供)3.3驗算電梯額定運行速度V.V=nD =1440 0.562 =1.59m/s 60i 60531.6 - 1.59 100%=0.6% 1.6(參考GB10058-1997電梯技術條件)結論:符合3.4曳引條件計算曳引系統(tǒng)簡圖如(圖1),根據(jù)GB7588-2003附錄M,曳引力在下列情況任何時候都得到保證:a) 正常運行;b) 在底層裝載;c) 緊急制停的減速度;a、載有125%額定載荷的轎廂位于最低站時:T1 efa T2T1 轎廂則鋼絲繩拉力.(N)T2 對重則鋼絲繩拉力.(N)f 當量摩擦系數(shù)a 鋼絲繩在曳引輪上的包角e 自然對數(shù)的底對半圓槽或帶切口的半圓槽應采用下面公式:f= 4(cosr/2-sin/2) -sin+sin式中: =100、=45=0.1 裝載工況(GB7588-2003附錄M)f= 4(cos22.5-sin50) -(100/180)-(45/180)-sin100+sin45f=0.1895a 鋼絲繩在曳引輪上的包角,160=2.791 180efa=e0.18952.791=1.697 T1=P+1.25Q+W3=12000+12500+2100=26600(N) T2=W2+ W4=16500+2410 =18910(N)T1 = 26600 =1.41 efa =1.697 結論:滿足要求T2 18910b、空載轎廂位于最高層T2=W2+W3=16500+2100=18600(N) T1=p+W1+ W4=12000+1200+2410=15610(N)T1 = 18600 =1.2efa = 1.697 結論:滿足要求T2 15610c、緊急制動工況 = 0.1 1+V/10式中:V轎廂額定速度下對應的繩速m/s.V=1.6m/s.= 0.1 = 0.0862 1+0.16 f= 4 (cos22.5-sin50) -(100/180)-(45/180)-sin100+ sin45f= 4 0.0862(0.9239-0.766) =0.1633.14-1.744-0.785-0.9848+0.7071a= 160=2.791 180ef=e0.163a =1.58根據(jù)GB7588-2003附錄MM2.1.2緊急制動工況: 任何情況下,減速度不應小于下面數(shù)值:a) 對于正常情況為0.5m/s2b) 對于使用了減行程緩沖器的情況為0.8m/s2根據(jù)GB7588-2003附錄D中,D2、h)曳引檢查1) 行程上部范圍,上行,轎廂空載;當a=0.8m/S2時T2=(W2+W3)(gn-a)=(1650+210) (9.8-0.8)=16740(N)T1=(P+W1+W4)(gn+a)=(1200+120+241) (9.8+0.8)=16546.6(N) T2 = 16740 =1.01ef=1.58 結論:滿足要求T1 16546.6當a=3.0m/S2時T1=(P+W1+W4)(gn+a)=19980.8(N)T2=(W2+W3)(gn-a)=12648(N) T1 =1.57ef=1.58 結論:滿足要求T22)行程下部范圍,下行,轎廂載有125%額定載荷;當a=0.8m/S2時T1=(P+1.25Q+W3)(gn-a) =22140(N)T2= (W2+W4)(gn+a) =20044.6(N) T1 =1.1ef=1.58 結論:滿足要求T2當a=3.0m/S2時T2= (W2+W4)(gn+a) = 24204.8(N)T1= (P+1.25Q+W3)(gn-a) =16728(N) T2 =1.45ef=1.58 結論:滿足要求T1 以上兩種情況都滿足要求,所以只要曳引機的制動減速度在0.8m/S2a3.0m/S2范圍內即可滿足曳引條件.d、 對重壓在緩沖器上,曳引機向上方旋轉(滯留工況) T1 ef T2根據(jù)GB 7588-2003 附錄M 轎廂滯留工況=0.2 f= 4 (cos22.5-sin50) -(100/180)-(45/180)-sin100+ sin45f= 4 0.2(0.9239-0.766) =0.3793.14-1.744-0.785-0.9848+0.7071ef=e0.379=2.88滿載: T1=P+Q+W1+W4 =25610(N)T2=W3=2100(N) T1 = 25610 = 12.2ef=2.88 結論:滿足要求.T2 2100空載: T1=P+W1+W4 =15610(N)T2=W3=2100(N) T1 = 15610 =7.4ef=2.88 結論:滿足要求.T2 21003.5鋼絲繩安全系數(shù)驗算根據(jù)GB7588-2003 附錄N滑輪的等效數(shù)量:NequivNequiv=Nequiv(t)+Nequiv(p)式中:Nequiv(t)曳引輪的等效數(shù)量Nequiv(p)導向輪的等效數(shù)量從表N1中查得 當=100時Nequiv(t)=10Nequiv(p)=Kp(Nps+4Npr)式中:Nps引起簡單彎折的滑輪數(shù)從圖二得知 Nps=1Npr引起反向彎折的滑輪數(shù)從圖二得知 Npr=0Kp跟曳引輪和滑輪直徑有關的系數(shù)Kp=(Dt/Dp)4其中:Dt曳引輪的直徑;Dt=560 Dp除曳引輪外的所有的滑輪的平均直徑.Dp=520Kp=(560/520)4=1.345Nequiv(p)=11.345=1.345 Nequiv=10+1.345=11.345又Dt/dt=560/13=43.1由以上計算所得,根據(jù)GB7588-2003 附錄N. 圖N1中查得,安全系數(shù):Sf=17根據(jù)GB 7588-2003.9.2.2條的要求 S=nSK/TSf式中:T鋼絲繩最大靜拉力. T=P+Q=22(KN)n鋼絲繩根數(shù). n=6SK鋼絲繩最小破斷拉力.查GB 8903-88中 819S+NF直徑13的鋼絲繩最小破斷拉力SK=74.3KN. S=(674.3)22=20.317 結論:安全按GB 7588-2003規(guī)定,鋼絲繩其端接裝置的結合處至少應能承受鋼絲繩最小破斷負荷的80%(即59.4KN),查型式試驗報告,該繩頭組合承受的拉力為75.00KN.符合要求.(見型式試驗報告:WT2003-697)4、結構計算4.1轎廂架計算4.1.1參數(shù)及材料幾何特性額定載重量:Q=1000kg轎廂重量: P=1200kg隨行電纜: W1=120kg W4=241kg T1=Q+P+W1+W4=25610(N)轎廂寬度: A=1.6m上下梁跨度:LO=1.79m立柱自由彎曲長度:L=3.05m上下導靴之間距離:H=3.7m材料彈性模量:E=2.1105Mpa許用應力=100Mpa許用撓度Y=1790/960=1.86(mm)各梁幾何特性如下(單根梁)圖三為各梁截面圖. 對于X軸抗彎模量: WX1=193cm3(上梁)WX2=81cm3(下梁)WY3=9.81cm3對于X軸慣性矩: IX1=1600cm4(上梁)IX2=575cm4(下梁) IY=46cm4(立柱)立柱截面面積:AO=15.5cm2轎廂架結構簡圖(圖四)4.1.2轎廂架上梁計算(見圖四)按簡支梁計算:最大彎矩: Mmax=T1L=256101790=11460475(Nmm) 4 4最大正應力: max=Mmax= 1460475 =29.7(Mpa)100Mpa W 1930002 (結論:安全)最大撓度:ymax= T1L3 48EIX = 2561017903 482.11051600104= 0.91(mm) Y=1.86(mm) (結論:安全)4.1.3 下梁計算(圖五)a)按簡支梁計算q = Q+P = 10000+12000 = 12.29(N/mm) L 1790b)均布作用下梁最大彎矩:Mmax= qL2 8 c)均布載荷如圖五(a)。 d)力矩圖見圖五(b)。e)最大應力:max= Mmax = qL2 WX 82WX2 = 12.2917902 881000 =60.77(MPa) =100(MPa)f)最大撓度:ymax= 5qL4 = 512.2917904 384EIX 3842.11055750000 =1.36(mm)y=1.86(mm) (結論:安全)4.1.4立柱計算立柱受拉伸與彎曲組合應力,應進行下列校核。Wy3=9.81cm3=9810mm3= QLA + 2T1 32HWY3 2A0 = 1000030501600 + 225610 32370098102 15502= 37.5(MPa) =100(MPa) (結論:安全)4.1.5轎廂架聯(lián)接螺栓強度校核螺栓規(guī)格 M1660 GB5783-86,查手冊M16的公稱應力面積F=157mm2,性能等級為8.8級。材料:s=640MPa。= s n = 1.5n= 640 =426.7(MPa)1.5按安全鉗制停和轎廂急停工況校核上梁與立梁、下梁與立梁聯(lián)接螺栓,制動力F制取2T1。 KF制 2KT1 QP= = m m式中:Qp 螺栓預緊力K 動載系數(shù),K=1.2m 螺栓個數(shù),m=16 摩擦系數(shù),=0.3Q= 2KT1 = 21.225610 = 12805(N) m 160.3螺栓最大應力計算:max = 1.3 Q = 1.3 12805 F 157=106(MPa)=426.7(MPa) (結論:安全)4.2承重梁計算 承重梁結構簡圖見下圖,曳引機承重梁共用二根,按簡支梁計算。4.2.1承重梁支反力計算受力圖見圖六。RA = 528601288 2500 = 27233(N)RB = 52860-27233=25627(N)圖中:T2 =對重拉力=W2+ W3 + W4 =18755(N) 2 2G1=W5+W6+T1+T2=52860(N) 其中: 曳引機重量W5=700kgT1 =P+Q+W1+ W3/2 +W4/2 =25455(N) 承重梁重量W6=165kg 4.2.2承重梁彎曲應力計算MG1= G1ab = 5286012881212 = 33006968(N) 其中 a=1288 L 2500 b=1212 從圖中得出最大彎矩在MG1處,承重梁現(xiàn)選用2條22a工字鋼,查手冊22a工字鋼的截面抗彎模量WX=309cm3(IX=3400 cm4)即承重梁最大應力為:= 33006958 = 53.4(MPa) =100(MPa)2309103 (結論:安全)撓度:YG1= G1b (a2+2ab)3 1/2 9EIXL 3 = 528601212 (12882+212881212)3 1/2 92.1105341062500 3 =2.4(mm)2.6(mm) (結論:安全)4.3導軌彎曲應力計算(本轎廂為中心導向和懸掛的轎廂)許用應力:PERM根據(jù)GB 7588-2003 10.1.2.1規(guī)定,符合JG/T5072.1要求的導軌,許用應力值PERM(MPa)可使用表5的規(guī)定值.根據(jù)檢驗報告WT2003-524 T89/B導軌Rm(抗拉強度)=370Mpa查表5得: PERM=165MPa正常使用PERM=205MPa安全鉗動作查JG/T5072.1-1996 表2得: T89/B導軌 Wxx=14.5cm3 Wyy=11.9cm3根據(jù)GB7588-2003 10.1.2.2規(guī)定 X=5mm 對X軸許用撓度. y=5mm 對Y軸許用撓度.4.3.1 安全鉗動作a) 彎曲應力第一種情況由導向力引起的X軸上的彎曲應力為:(見圖七)其中 S轎廂懸掛點. C轎廂中心.Q=1000kg額定載重量質量的重心.P=1200kg轎廂彎曲質量質量的重心.DX=1400轎廂深度.DY=1600轎廂寬度. n=2導軌數(shù)量YQ=0額定載荷Q相對導軌直角坐標系的坐標(相對于X軸,見圖七)Yp=30轎廂重心P相對導軌直角坐標系的坐標(相對于X軸,見圖七)XQ=0額定載荷Q相對直角坐標系的坐標(相對于Y軸,見圖八)XP=61轎廂重心P相對直角坐標系的坐標(相對于Y軸,見圖八)h=3700上下導靴之間的距離L=2000支架間距 k1=2沖擊系數(shù)(查表G2)WY=11.9cm3WX=14.5cm3導軌T89/B截面抗彎模量Fy = k1gn(QyQ+Pyp) = 29.8(10000+120030) =191(N) (n/2)h (2/2)3700 Mx = 3FyL = 31912000 =71625(N.mm) 16 16 x = Mx = 71625 =4.9(MPa) Wx 14.5103由導向力引起的Y軸上的彎曲應力為(見圖八)Fx = k1gn(QxQ+Pxp) = 29.8(10000+120061) =194(N) nh 23700 My = 3FXL = 31942000 =72750(N.mm) 16 16 y = My = 72750 =6.1(MPa) Wy 11.9103 b) 壓彎應力Fk = k1gn(P+Q) = 29.8(1200+1000) =21560(N) n 2 k = (Fk+k3M) A 其中:M=1225N附加裝置作用于一根導軌上的力(根據(jù)安全鉗重量限速器提拉力等設定值)查表G3得:=1.92A=1570mm2導軌(T89/B)橫截面積 k = (Fk+k3M) = (21560+31225)1.92 =31MPa A 1570 c) 復合應力 m=x+y=4.9+6.1=11(Mpa)perm=205Mpa=m+ Fk+K3M =11+ 21560+31225 =27(Mpa)perm=205MPa A 1570 c=k+0.9m=31+0.911=40.9(Mpa)perm=205Mpad) 翼緣彎曲 F = 1.85Fx 其中 C=10 (見圖G1) C2 = 1.85194 =3.6Mpaperm=205MPa 102e) 撓度x =0.7 Fx L3 其中 E=2.1105 Iy=53cm4 48EIy =0.7 19420003 = 0.29(mm)x=5mm 482.110553104 y =0.7 Fy L3 其中 Ix=59.7cm4 48EIx =0.7 19120003 = 0.25(mm)y=5mm 482.110559.7104 4.3.2 正常使用運行a) 由導向力引起的X軸上的彎曲應力為:Fy = k2gn(QyQ+Pyp) 其中yQ=0, yP=30,k2=1.2(查表G2) (n/2)h = 1.29.8120030 =114(N)(2/2)3700 Mx = 3FyL = 31142000 =42750(N mm) 16 16 x = Mx = 42750 =2.9(MPa) Wx 14.5103b) 由導向力引起的y軸上的彎曲應力為:Fx = k2gn(QxQ+Pxp) nh = 1.29.8(10000+120061) =116(N)23700 My = 3FxL = 31162000 =43500(N mm) 16 16 y = My = 43500 =3.7(MPa) Wy 11.9103c) 復合應力m=x+y=2.9+3.7=6.6(Mpa)perm=165Mpa=m+ k3M =6.6+ 31225 =8.9(Mpa)perm=165MPa A 1570 d) 翼緣彎曲F = 1.85Fx = 1.85116 =2.15(Mpa)perm=165MPa C2 102e) 撓度 x =0.7 Fx L3 48EIy =0.7 11620003 = 0.17(mm)x=5mm 482.110553104 y =0.7 Fy L3 48EIx =0.7 11420003 = 0.15(mm)y=5mm 482.110559.7104 (結論:安全)5.0安全部件驗算5.1限速器驗算本電梯選用寧波欣達電梯配件廠生產(chǎn)的BP73.3型限速器,其性能是:a. 限速器額定速度:1.6m/sb. 限速器動作速度:2.08m/sc. 限速器動作時,限速器繩的漲緊力2248Nd. 限速器繩輪與鋼絲繩直徑比為:240/8=30.5.1.1動作速度校核根據(jù)GB7588-2003第9.9.1條要求,限速器的動作發(fā)生在速度至少等于額定速度的115%,但應小于1.25V+0.25/V(m/s)=2.156(m/s),而現(xiàn)在選用的限速器動作速度為2.08m/s,因此該型號的限速器符合要求。5.1.2限速器繩的張緊力驗算:實測通過操縱系統(tǒng)使安全鉗動作提拉力小于200N,根據(jù)GB7588-2003第9.9.4條要求,限速器的張緊力至少應為安全鉗起作用所需力兩倍,但不少于300N。所以本限速器最大提拉力為1124N,大于安全鉗起作用所需力兩倍以上。因而限速器適用于本梯。(技術參數(shù)來源于型式試驗報告,編號:WT2002-207)5.2安全鉗驗算本梯選用南海永恒電梯配件廠生產(chǎn)的HT402型漸進式安全鉗,其性能是:(技術參數(shù)來源于形式試驗報告,編號:2002AF0060)a. 額定速度:1.60m/sb. 限速器動作速度:2.156m/sc. 總允許質量:(P+Q)=2500kg5.2.1本梯的額定速度是1.60m/s,根據(jù)GB7588-2003要求,選用漸進式安全鉗是適用的。5.2.2允許質量校核:本梯轎廂自重P=1200kg,額定載重量Q=1000kg,P+Q=2200kg.而安全鉗總允許質量2500kg2200kg,可見此安全鉗能滿足質量方面的要求。因而本安全鉗適用于本電梯。(技術參數(shù)來源于型式試驗報告,編號:2002AF0060)5.3緩沖器驗算本電梯選用南海永通力電梯配件廠生產(chǎn)的液壓緩沖器,其性能是:A、轎廂緩沖器(JKZ07 型式試驗報告編號:WT2002-234)(本轎廂使用1只此類緩沖器)a. 額定速度:1.60m/sb. 最大撞擊速度:1.84m/sc. 最大總質量:2500kgd. 最小總質量:780kge. 最大允許行程:175mmf. 液壓緩沖器液體規(guī)格:N46B、對重緩沖器(JKZ07型式試驗報告編號:WT2002-234) (本對重使用1只此類緩沖器)a. 額定速度:1.60m/sb. 最大撞擊速度:1.84m/sc. 最大總質量:2500kgd. 最小總質量:780kge. 最大允許行程:175mmf. 液壓緩沖器液體規(guī)格:N46本電梯額定速度是1.60m/s,根據(jù)以上參數(shù)和GB7588-2003標準要求,選用液壓緩沖器是適用的。5.4 層門鎖本電梯選用寧波市北侖區(qū)柴橋醒業(yè)電梯配件廠生產(chǎn)的HY-GR型層門鎖,符合電梯制造與安裝安全規(guī)范,見型式試驗報告:2003-J0146. 0電氣計算說明6.1控制系統(tǒng)計算6. 1.1PC機選型說明:a. 選用三菱FX2N系統(tǒng)PC機。其參數(shù)如下: 電源電壓:100240V10%V AC 50/60HZ 電力消耗:70VA(FX2N-128MR) 輸入點:DC24V,7mA,光電隔離;點數(shù):184(帶擴展) 輸出繼電器:250V AC,2A,點數(shù):184(帶擴展) 擴展并用時總點數(shù):256點 定時器:0.13276.7秒,200點 計數(shù)器:120點,計數(shù)范圍132767 內置存儲器容量:8K步RAM(內置鋰電池后備) 指令數(shù):基本邏輯指令20條,步進指令2條,功能指令85條。b. 驗算: 以20層站電梯為例,要求輸入點數(shù)為84點,輸出點數(shù)為75點,程序步數(shù)為4K步以下。結論:該型PC機控制20層以下電梯是合適的。6.1.2 變頻器選型說明: 按照嚴格的選定方法是選擇變頻器額定電流必須大于電機額定電流的原則,由南洋產(chǎn)YJVF180型曳引機知其電動機的額定電流為33A,故選擇安川生產(chǎn)的VS-676GL5-JJ型變頻器,其最大適用電機功率22KW,額定輸出電流為48A的C1MR-G5L4022.即滿足要求.6. 1.3接觸器計算:a. 選用接觸器型號為:SC-N2S,其參數(shù)為 線圈電壓:220V 50HZ 主觸點最大電流:60A 額定工作電壓:380V, 額定絕緣電壓:1000V 額定功率:20 kW 主觸點數(shù)量:3對 輔助觸點數(shù)量:2常開 2常閉b. 驗算:線路額定電壓Vex=380VVec Vex 公式:Ic= Pe(kW)103 1.732.Ve.cos. Ve:電動機額定線電壓(V); Iec:被選定的接觸器額定電流; Pe:被控電動機功率(kW); Ic:接觸器主觸點電流。 cos:功率因數(shù) :電機效率一般取功率因數(shù)0.8 效率0.8代入公式: Ic = 15103 =35.65(A) 1.733800.80.8 Iec=60AIc (結論:可靠)6.1.4開、關門接觸器計算:開關門電機功率P1=120W,電阻消耗功率P2=200W開關門電流Ic= P1+ P2 = 320 3A V 110選用接觸器型號:SC-03型線圈電壓:AC220V最大電流:12A最高電壓:660V因為使用交流接觸器控制直流回路,接觸器容量偏大 12A3A 結論:可靠。6. 1.5繼電接觸器計算:a. 中間繼電器觸點的最大負載情況為控制交流器線圈的吸合和斷開。接觸器CN-35的起動功率Srd=230VA,吸持功率Sxc=32VA,則繼電器觸點電流Ic= Srd = 230 1.1(A), V 220 在接觸器吸持情況下,Ic= Sxc = 32 0.15(A) V 220 選用GMR-4(D)型中間繼電接觸器,其參數(shù)如下: 線圈電壓: DC110V 觸點電流:16Ab. 驗算:接觸器最多同時吸合數(shù)量S=3,則Imax=31.1=3.3A開關門電流3A總電流6.3A,該繼電器共有四對常開觸點采用3對并聯(lián)使用,每對電流為2.1A 16A2.1A 結論:該型繼電器可靠。6. 1.6變壓器計算:變壓器所需容量(VA):Sb控制電路最大負載所需功率(VA):Sxc變壓器容量的儲備系數(shù):KB=1.11.25所有同時啟動的接觸器、中間繼電器在起動時所需總功率 (VA):Sjq同時吸合的接觸器數(shù)量:3個,吸持功率:32VA,起動功率:230VA同時吸合的中間繼電器數(shù)量:3個,吸持功率:12VA,起動功率:75VA門系統(tǒng)功率:290VA制動器消耗功率:120VAPC機功率:60VA信號顯示功率:50VA Sxc=323+123+290+120+60+50=652(VA)Sjq=2303+753+290+120+60+50=1335(VA)變壓器容量Sb要符合下述兩個公式:公式(1):Sb1=KBSxc=1.25 652=815(VA) 公式(2):Sb2=0.6Sxc+0.25Sjq+110 =0.6652+0.251335+110 =835(VA) 所選用的電源變壓器型號為:BK-1000 容量:1000VA 結論:可靠。6.1.7小型自動斷路器選型說明: 公式:負載電流Ic= 負載功率P 線路電壓V a.FA1和FA2:P=變壓器容量=1000VA,電壓V=380(V) Ic= 1000 3 (A) 380 選用斷路器額定電流:4A 結論:可靠。 b. FA3和FA8:P=接觸器線圈消耗功率=75VA,電壓V=380V Ic= 75 0.197 (A) 380 選用斷路器額定電流:2A。 c.FA4:P=開(關)門接觸器起動功率+門機系統(tǒng)功率+制動器功率 =25+290+120=435 電壓:V=110 Ic= 435 =4(A) 110 選用斷路器額定電流:5A d.FA5:P=開(關)門直流電機回路系統(tǒng)功率=290VA 電壓V=110V Ic=2902.7(A) 110 選用斷路器額定電流:4Ae.FA6:P=信號顯示功率=80VA,電壓V=24(V) Ic=803.3(A) 選用斷路器額定電流:4A 24 f.FA7:P=照明燈功率=120VA,電壓V=36(V) Ic= 1203.3 (A) 36 選用斷路器額定電流:4A6. 1.8導線截面驗算: 根據(jù)GB4706.1:電器額定電流6A,導線標稱截面積為0.75mm2; 由于所有控制回路的電流均在6A以下. 選用導線截面積1mm2 根據(jù)佛山地區(qū)安裝規(guī)定不同敷設方式的電線載流量表,導線標稱面積為10mm2其電流在3852A之間由于主回路額定電流I33A 選用導線截面積10mm2 注:本節(jié)的導線均指長度在50m以內,長度超過50m時,導線截面須乘以長度系數(shù),其值為:實際長度(m)/50。6.1.9主電源開關計算:由于異步電動機的起動電流比額定電流要大。根據(jù)經(jīng)驗和參看有關資 料,主電源開關的額定電流一般為電機電流的1.52.5倍主電源開關額定電流I=1.52.5(33)=49.582.5A選用電源開關型號為:DZ-100脫扣電流:60A。結論:可靠。6.1.10信號顯示說明:指示應答燈、召喚應答燈,方向指示燈均為24V,3W,層站顯示為七段數(shù)碼顯示,經(jīng)檢驗證明:信號顯示清晰、明亮。符合要求。7 參考資料7.1 GB 7588-2003電梯制造與安裝安全規(guī)范7. 2 GB/ T10058-1997電梯技術條件7.3 GB/T 7025.2-1997電梯主參數(shù)及轎廂、井道、機房的形式與尺寸7. 4 GB 10060-93電梯安裝驗收規(guī)范7.5 GB/T 13435-92電梯曳引機7.6 JG/T 5072.1-1996電梯T型導軌7.7 GB 8903 8904-88電梯用鋼絲繩7.8 GB 2455低壓接觸器(電梯用部分)7. 9 GB 3811起重機設計規(guī)范 26鑒定文件之十TKJ1000/1.6-JXW(VVVF)交流變頻調壓調速乘客電梯產(chǎn)品設計計算書南海市奧特電梯有限公司二00二年十一月17目 錄1、 計算說明2、 主要技術性能參數(shù)3、 傳動系統(tǒng)計算3.1參數(shù)3.2電動機功率計算及選用曳引機3.3驗算電梯額定運行速度3.4曳引條件計算3.5繩槽比壓驗算3.6鋼絲繩安全系數(shù)驗算4、 結構計算4.1轎廂架計算4.1.1參數(shù)及材料幾何特性4.1.2轎廂架上梁計算4.1.3下梁計算4.1.4立梁計算4.1.5轎廂架聯(lián)接螺栓強度校核4.2承重梁計算4.2.1承重梁支反力計算4.2.2承重梁應力計算4.2.3承重梁撓度計算4.3導軌彎曲應力計算5、 安全部件驗算5.1限速器驗算5.1.1動作速度校核5.1.2限速器繩的張緊力驗算5.2安全鉗驗算5.3緩沖器驗算6、 電氣計算說明6.1調速系統(tǒng)計算6.2控制系統(tǒng)計算7、 參考資料產(chǎn)品設計計算書1、 計算說明TKJ1000/1.6-JXW(VVVF)型交流變頻調壓調速乘客電梯設計依據(jù)為GB7588-1995電梯制造與安裝安全規(guī)范和GB/T10058-1997電梯技術條件。根據(jù)GB/T7025.1-1997電梯主參數(shù)及轎廂、井道、機房的形式與尺寸進行規(guī)范設計。2、 主要技術性能參數(shù)額定載荷:Q=1000kg額定速度:V=1.6m/s平衡系數(shù):取0.45提升高度:H=70m(20層)轎廂總質量:G=1400kg對重總質量:W3=1850kg平衡鏈質量:W1=220kg(3kg/m)電纜重量:W2=80kg鋼絲繩規(guī)格:GB8903-88 819S+NF 135(根)3、 傳動系統(tǒng)驗算3.1參數(shù)電梯起動加速度和制動減速度:a0.9m/s2曳引傳動總效率:=0.68鋼絲繩與繩輪間摩擦系數(shù):=0.09鋼絲繩許用安全系數(shù):S=12鋼絲繩總重量:W4=230kg3.2電動機功率計算及選用曳引機(1-).Q.V (1-0.45)10001.6P= = =12.69KW 102. 1020.68選用佛山南洋電梯機械廠生產(chǎn)型號為YJVF180型VVVF電梯曳引機,有關技術參數(shù)如下:電動機功率:P=15kW電動機轉速:ne=1420r/min曳引機傳動比:i=49:2曳引輪節(jié)圓直徑:D=530mm導向輪直徑:DR=520mm曳引包角:a=157(按機房實際計算)曳引輪槽型為切口槽:角度=95曳引鋼絲繩根數(shù):n=5曳引鋼絲繩直徑:d=13mm3.3驗算電梯額定運行速度V.nD 14200.62V= = =1.61m/s60i 60561.626-1.6 100%=101% 1.6 根據(jù)GB10058-1997電梯技術條件第3.3.1條款運行速度不得大于額定速度的105%且不得小于額定速度的92%,結論:滿足要求.3.4曳引條件計算曳引系統(tǒng)簡圖如(圖一),曳引條件應滿足下列條件: (1)式中-在載有125%額定載荷的轎廂位于最低站時及空載轎廂位于最高層站的情況下,曳引輪兩邊曳引繩中的較大靜拉力與較小靜拉力之比。 (2)按GB7588標準中C1的最小允許值(V為額定速度):1. 00m/sV1.60m/s時,為1.20由(2)式得 符合要求C2由于磨損導致曳引輪槽斷面變化的影響系數(shù),對半圓或切口槽C2=1.0。e自然對數(shù)的底。f曳引繩在曳引輪槽中的當量摩擦系數(shù)、對半圓槽或帶切口的槽: (3)鋼絲繩在曳引輪上的包角,=radefa=e0.1922.70=1.683.4.1在載有125%額定載荷的轎廂位于最低層站的情況下:T1=G+1.25Q+W4=(14+12.5+2.30)9.8=28.224kN 其中: W4鋼絲繩重量:W4=230kgT2=W3+W1=(18.5+2.2)9.8=20.286KN代入(1)式得:T1 28.224 f C1C2= 1.201.0=1.67e =1.68T2 20.28工況1滿足曳引條件。3.4.2 空載轎廂位于最高層站的情況下T2=W3+W4=(18.5+2.3)9.8=20.38kN T1=G+W1+W2=(14+2.2+0.8)9.8=16.66kN故:T1 20.38 f C1C2= 1.201.0=1.468e =1.68T2 16.66工況2滿足曳引條件。3.4.3 150%額定載荷靜載曳引校核T1=G+1.5Q+W4=(14+15+2.3)9.8=30.674KNT2= W3+W1=(18.5+2.2)9.8=20.286KN代入(1)式T1 30.674 f C1C2= 11=1.51240代入:D/d=530/13=40.7740符合標準要求。3.6.2 曳引鋼絲繩選型 根據(jù)曳引輪的要求應配513鋼絲繩 按GB8903-88鋼絲繩國標的要求選用型號為: 819S+NF-13-1500(雙)右交-GB8903-88 按GB8903-88查表可知: 單根鋼絲繩最小破斷拉力:SK=74.3KN3.6.3鋼絲繩安全系數(shù)驗算按GB7588中9.2.2要求懸掛繩的安全系數(shù)在三根以上鋼絲繩的曳引驅動電梯為S=12即:式中:T鋼絲繩最大靜拉力T=G+Q+W4=14+10+2.3=26.3kNn鋼絲繩根數(shù).n=5SK鋼絲繩最小破斷拉力 (結論:安全)按GB7588規(guī)定、鋼絲繩其端接裝置的接合處至少應能承受鋼絲繩最小破斷負荷的80%,(即59.44kN)查型式試驗報告該繩頭組合承受的拉力為84.5kN,符合要求。4、結構計算4.1轎廂架計算4.1.1參數(shù)及材料幾何特性額定載重量:Q=1000kg轎廂質量:G=1400kg電纜重量+平衡鏈重量:Q1=80+220=300kg P=Q+G+Q1=1000+1400+300=2700kg轎廂寬度:B=1600上、下梁跨度:L0=1790立梁自由彎S曲長度:L=3050上、下導靴間的垂直距離:H=3700材料彈性模量:E=2.1105MPa許用應力:=80MPa許用撓度:f=上梁慣性矩:Ix=1.6010-5m4下梁慣性矩:Ix=0.57510-5m4立梁慣性矩:Iy=4.6010-7m4(單根)上梁抗彎模量:Wx=1.9310-4m3下梁抗彎模量:Wx=0.8110-4m3立梁抗彎模量:Wy=9.8110-6m3立梁載面面積:A0=1.5510-3m24.1.2轎廂架上梁計算各梁幾何尺寸如(圖二),有關參數(shù)如下:上梁慣性矩:Ix=1.6010-5m4斷面模數(shù):W=1.9310-4m3上梁受力簡圖如(圖三),a.上梁最大彎矩 b.上梁最大應力:(結論:安全)c.上梁最大撓度:(結論:安全)4.1.3下梁計算下梁受力簡圖如(圖四)a. 下梁計算:(均布作用下梁,Q1為集中載荷作用于下梁中部)最大彎矩: b. 最大應力:(結論:安全)c. 最大撓度: 結論:安全4.1.4立梁計算強度校核 結論:安全4.1.5轎廂架聯(lián)接螺栓強度校核螺栓規(guī)格M1635 GB5783-86查手冊M16的公稱應力面積F=157mm2,性能等級為8.8級。材料:s=640Mpa。 n1安全系數(shù),查GB3811-83表14,nl=1.5= 640 =426.7MPa1.5按安全鉗制停和轎廂急停工況校核上梁與立梁、下梁與立梁聯(lián)接螺栓,制動力F制取2P。 式中:Qp 螺栓預緊力K 動載系數(shù),K=1.2m 螺栓個數(shù),m=16 摩擦系數(shù),=0.3螺栓最大應力計算:max = 1.3 Q = 1.3 13500 F 157=111.8MPa=426.7MPa結論:安全4.2承重梁計算承重梁結構簡圖如(圖五)4.2.1承重梁支反力計算式中:Q載重量:Q=1000kg G轎廂重:G=1400kg W1平衡鏈重量:W1=220kg W2電纜重:W2=80kg G1曳引機和承重梁自重 G1=1850kg W4鋼絲繩重量:W4=230kg式中:W3平衡重重量W3=18.5kNP2=18.5+1/318.5+2. 3=26.96Y=0 得P1+P2=R1+R2得 R1=P1+P2-R2=41.63+26.96-R2=68.59-R2MA=0 得R22.5=P11.288+P21.746R1=68.59-40.28=28.31kN4.2.2承重梁應力校核:a. I22a抗彎模量:WX=309cm3b. Mmax=R1a最大應力 (結論:安全)4.2.3承重梁撓度計算承重梁采用兩根I22a工字鋼支承、工字鋼撓度應滿足下式:其中:a=1.288m、b=0.458m、C=0.754m、=2.5m、P1=41.63kN、P2=26.96kNIX承重梁慣性矩I22a=3.410-5m4E彈性模量:E=2.1105MPa當Z=a時 =0.001402m=1.402mmf=2.6mm(結論:安全)4.3導軌彎曲應力計算根據(jù)GB7588電梯制造與安裝安全規(guī)范要求,安全鉗裝置動作時、導軌彎曲應力k可按下列公式近似計算。對漸進式安全鉗裝置:式中:k 對抗拉強度為370MPa的導軌鋼材取k 140MPa。P空載轎廂的質量和補償鏈、電纜等的總和,P=1400+300=1700kg。Q額定載重量,Q=1000kg。A導軌載面積、導軌選用T89/B軌時,A=1570mm2彎曲系數(shù),查GB7588表4,=1.92細長比,=Lk導軌支架的最大距離,Lk=2000mm。導軌回轉半徑,T89/B軌,=19.8mm。 (結論:安全)5、安全部件選型驗算5.1限速器根據(jù)GB7588-1995的要求選用適合本公司產(chǎn)品TKJ1000/1.6-JXW(VVVF)乘客電梯的限速器。 寧波歐達電梯配件廠生產(chǎn)的型號PB73.3限速器及張緊裝置經(jīng)檢測中心檢測,具有鉛封調整。其性能是:a. 限速器動作速度:2.0m/s。b. 限速器鉗口夾緊時鋼絲繩在繩輪中的最大附著力1303N,安全鉗提拉力不大于651N。c. 限速器裝有符合(GB7588中14.1.2)“在安全鉗裝置動作前使電動機停轉的電氣安全裝置?!?5.1.1動作速度校核根據(jù)GB7588第9.9.1條要求,限速器的動作應發(fā)生在速度至少等于額定速度的115%但應小于;現(xiàn)在選用的限速器動作速度為2.0m/s。是額定速度的125%而又小于2.16m/s,因此該限速器的動作速度符合標準規(guī)范要求。5.1.2限速器繩的張緊力驗算限速器動作時限速器繩的張緊力不得小于300N和安全鉗裝置起作用所需力的兩倍(GB7588中9.9.4)。現(xiàn)在選用的限速器最大附著力為1303N,所以該限速器張緊力符合標準規(guī)范要求。綜合以上校核該限速器符合GB7588電梯制造與安裝安全規(guī)范的要求。結論:寧波歐達電梯配件廠生產(chǎn)型號為PB73.3的額定速度為1.6m/s的限速器可用為本公司乘客電梯的配套部件。5.2安全鉗驗算本梯選用廣東南海華輝電梯設備廠生產(chǎn)的QJ102型的漸進式安全鉗,其性能是:(1) 適用于電梯的額定速度:1.6m/s;(2) 配限速器的最大動作速度:2.16m/S;(3) 適用電梯的額定載重量:1000kg;(4) 適用電梯的最大總質量:P+Q=2500kg本梯的額定速度是1.6m/s,根據(jù)GB7588第9.8.4條,選用漸進式安全鉗是合適的。而本梯的總質量P+Q=2400kg,小于該安全鉗的最大總質量:P+Q=2500kg。該安全鉗的減速度也符合GB7588第9.8.4條漸進式安全鉗制動時的平均減速度的要求.所以選用該廠生產(chǎn)的安全鉗是適合本公司TKJ1000/1.6-JXW(VVVF)乘客電梯的配套部件。(技術參數(shù)來源于型式試驗報告)5.3緩沖器驗算本電梯選用廣東省南海市通力電梯配件廠生產(chǎn)的JKZ07型緩沖器其性能是:最大總質量:P+Q=2500kg;最小總質量780kg;緩沖行程:175mm;緩沖制停平均減速度:a1gn;a大于2.5gn的減速時間0.04s;額定速度:1.6m/s根據(jù)GB7588第10.4.3.1緩沖器總行程應至小相應于115%額定速度的制停距離:0.067V2=172mm15KW公式:Ve:電動機額定線電壓(V);Iec:被選定的接觸器額定電流;Pe:被控電動機功率(kW)Ic:接觸器主觸點電流K:經(jīng)驗常數(shù),一般取11.4,現(xiàn)取1,代入公式: Iec=50AIc (結論:可靠)6.2.3繼電器計算:中間繼電器觸點的最大負載情況為控制交流接觸器線圈的吸合和斷開。接觸器S-K50/220(CJX2-129)的起動功率Srd=230(70)VA,吸持功率Sxc=32(10)VA,則接觸器觸點電流,在接觸器吸持情況下,6.2.4開、關門接觸器計算:開關門電機最大功率P1=123W,電阻消耗最大功率P2=200W開關門電流選用接觸器型號:CJX2-129線圈電壓:AC220V電流:12A(結論:根據(jù)以上條件選用進口三菱交流接觸器可滿足15KW的曳引電動機的要求)6.2.5變壓器計算:變壓器所需容量(VA):Sb控制電路最大負載所需功率(VA):Sxc變壓器容量的儲備系數(shù):KB=1.11.25。中間繼電器在起動時所需總功率(VA): Sjq,同時吸合的中間繼電器數(shù)量:3個,吸持功率:12VA,起動功率:75VA,門系統(tǒng)功率:323VA制動器消耗功率:120VAPC機功率(包括一個擴展):140VA信號顯示功率:50VASxc=123+323+120+140+50+32+210=721(VA)Sjq=753+323+120+140+50+230+270=1228(VA)公式(1):Sb1= KBSxc=1.25721=901.25(VA)公式(2):Sb2=0.6Sxc+0.25Sjq+110 =0.6721+0.251228+110 =849.6(VA) 850(VA)所選用的電源變壓器型號為:TBK-1KVA 容量:1000VA(結論:可靠)6.2.6斷路器計算:公式:負載電流a. QF4:接觸器功率230VA,和PLC140VA,V=220,選用額定電流:3Ab. QF1、QF2:變壓器功率1kVA,變壓器1000VA/380V3A選用額定電流:10Ac. QF3:排風扇繼電器 選用額定電流:3Ad. QF5:顯示器指示燈選用額定電流:3Ae. QF6:110V DC電源交流側120+275+12+323=605(VA)(A)選用額定電流6Af. QF10:低壓照明燈選用額定電流:6Ag. QF7:門機直流電源側選用額定電流:3Ah. QF8:交流接觸器230VA選用額定電流3Ai. QF9:PLC輸入端每點7mA,如選用80點電流0.56A,選用額定電流1A。QF1QF10選用DZ47-63高分斷小型斷路器(結論:可靠)6.2.7熱繼電器計算:電機額定電流Ied1=32(A);根據(jù)熱繼電器整定電流I1=32(A);選用45A熱件其電流調節(jié)范圍2845A;JR16B-60/3型熱繼電器額定電流60A(結論:可靠)6.2.8導線截面積驗算:根據(jù)GB4706.1:電器額定電流6A,導線標稱截面積為0.75mm2;電器額定電流為3852A時,導線標稱截面積10mm2。由以上計算可知:主回路額定電流I35A,控制回路額定電流I6A。選用主回路導線截面積:10mm2選用控制回路導線截面積:1mm2注:本節(jié)的導線均指長度在50m以內,長度超過50m時,導線截面積須乘以長度系數(shù),其值為:實際長度(m)/50。6.2.9主電源開關計算:根據(jù)變頻的輸入電流為34A,起動為軟起動,選用DZ20J-100(40A)型,自動斷路器,選40A脫扣器電流符合變頻率器對外設斷路器的要求。(結論:可靠)6.2.10信號顯示說明:指令應答燈、召喚應答燈,方向指示燈均為24V,3W,層站顯示為七段數(shù)碼管顯示,經(jīng)檢驗證明:信號顯示清晰、明亮。符合要求。7、參考資料7.1 GB7588電梯制造與安裝安全規(guī)范7.2 GB/T10058電梯技術條件7.3 GB/T7025電梯主參數(shù)及轎廂、井道、機房的型式與尺寸7.4 GB10060電梯安裝驗收規(guī)范7.5 GB/T13435電梯曳引機7.6 JG/T5072.1-1996電梯T型導軌7.7 電梯機械設計原理與概念中國建筑科學研究院機械化研究所7.8 機械工程手冊(第4篇)工程力學7.9 交流調速電梯原理、設計及安裝維修機械工業(yè)出版社7.10 機床電氣自動控制重慶大學出版社7.11 GB89038904電梯用鋼絲繩7.12 GB2455低壓接觸器(電梯用部分)7.13 GB3811-83起重機設計規(guī)范南海市奧特電梯有限公司2002年11月
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