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： 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1、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:GB8903-88 819S+NF 136(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:a0.8m/s2曳引传动总效率:=0.68钢丝绳总重量: W3=210kg平衡链重量：W4=241kg（3.3kg/m73m，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-)Q.V=(1-0.45)10001.6 =12.7kW 102. 1020.68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=100、=45（南洋电梯机械厂提供）3.3验算电梯额定运行速度V.V=nD =1440 0.562 =1.59m/s 60i 60531.6 - 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 efa T2T1 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= 4(cosr/2-sin/2) -sin+sin式中: =100、=45=0.1 装载工况(GB7588-2003附录M)f= 4(cos22.5-sin50) -(100/180)-(45/180)-sin100+sin45f=0.1895a 钢丝绳在曳引轮上的包角，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 结论:满足要求T2 18910b、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)T1 = 18600 =1.2efa = 1.697 结论:满足要求T2 15610c、紧急制动工况 = 0.1 1+V/10式中：V轿厢额定速度下对应的绳速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)T1=（P+W1+W4）（gn+a）=(1200+120+241) (9.8+0.8)=16546.6(N) T2 = 16740 =1.01ef=1.58 结论:满足要求T1 16546.6当a=3.0m/S2时T1=（P+W1+W4）（gn+a）=19980.8(N)T2=（W2+W3）（gn-a）=12648(N) T1 =1.57ef=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 =1.1ef=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 =1.45ef=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/S2a3.0m/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 ef T2根据GB 7588-2003 附录M 轿厢滞留工况=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满载: T1=P+Q+W1+W4 =25610(N)T2=W3=2100(N) T1 = 25610 = 12.2ef=2.88 结论:满足要求.T2 2100空载: T1=P+W1+W4 =15610(N)T2=W3=2100(N) T1 = 15610 =7.4ef=2.88 结论:满足要求.T2 21003.5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=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=560 Dp除曳引轮外的所有的滑轮的平均直径.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由以上计算所得,根据GB7588-2003 附录N. 图N1中查得,安全系数:Sf=17根据GB 7588-2003.9.2.2条的要求 S=nSK/TSf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GB 8903-88中 819S+NF直径13的钢丝绳最小破断拉力SK=74.3KN. S=(674.3)22=20.317 结论:安全按GB 7588-2003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额定载重量：Q=1000kg轿厢重量： P=1200kg随行电缆： W1=120kg W4=241kg T1=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=2.1105Mpa许用应力=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)4.1.2轿厢架上梁计算(见图四)按简支梁计算:最大弯矩: Mmax=T1L=256101790=11460475(Nmm) 4 4最大正应力: max=Mmax= 1460475 =29.7(Mpa)100Mpa W 1930002 (结论：安全)最大挠度:ymax= T1L3 48EIX = 2561017903 482.11051600104= 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) L 1790b)均布作用下梁最大弯矩：Mmax= qL2 8 c)均布载荷如图五（a）。 d)力矩图见图五（b）。e)最大应力：max= Mmax = qL2 WX 82WX2 = 12.2917902 881000 =60.77(MPa) =100(MPa)f)最大挠度：ymax= 5qL4 = 512.2917904 384EIX 3842.1105 =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=9810mm3= QLA + 2T1 32HWY3 2A0 = 1000030501600 + 225610 32370098102 15502= 37.5(MPa) =100(MPa) (结论：安全)4.1.5轿厢架联接螺栓强度校核螺栓规格 M1660 GB5783-86，查手册M16的公称应力面积F=157mm2，性能等级为8.8级。材料:s=640MPa。= s n = 1.5n= 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 2KT1 QP= = m m式中:Qp 螺栓预紧力K 动载系数，K=1.2m 螺栓个数，m=16 摩擦系数，=0.3Q= 2KT1 = 21.225610 = 12805(N) m 160.3螺栓最大应力计算：max = 1.3 Q = 1.3 12805 F 157=106(MPa)=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Imax=31.1=3.3A开关门电流3A总电流6.3A,该继电器共有四对常开触点采用3对并联使用，每对电流为2.1A 16A2.1A 结论：该型继电器可靠。6. 1.6变压器计算：变压器所需容量（VA）：Sb控制电路最大负载所需功率（VA）：Sxc变压器容量的储备系数：KB=1.11.25所有同时启动的接触器、中间继电器在起动时所需总功率 （VA）：Sjq同时吸合的接触器数量：3个，吸持功率：32VA，起动功率：230VA同时吸合的中间继电器数量：3个，吸持功率：12VA，起动功率：75VA门系统功率：290VA制动器消耗功率：120VAPC机功率：60VA信号显示功率：50VA Sxc=323+123+290+120+60+50=652（VA）Sjq=2303+753+290+120+60+50=1335（VA）变压器容量Sb要符合下述两个公式：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) 所选用的电源变压器型号为：BK-1000 容量：1000VA 结论：可靠。6.1.7小型自动断路器选型说明： 公式：负载电流Ic= 负载功率P 线路电压V a.FA1和FA2：P=变压器容量=1000VA，电压V=380（V） Ic= 1000 3 (A) 380 选用断路器额定电流：4A 结论：可靠。 b. FA3和FA8：P=接触器线圈消耗功率=75VA，电压V=380V Ic= 75 0.197 (A) 380 选用断路器额定电流：2A。 c.FA4：P=开（关）门接触器起动功率+门机系统功率+制动器功率 =25+290+120=435 电压：V=110 Ic= 435 =4(A) 110 选用断路器额定电流：5A d.FA5:P=开(关)门直流电机回路系统功率=290VA 电压V=110V Ic=2902.7(A) 110 选用断路器额定电流：4Ae.FA6：P=信号显示功率=80VA，电压V=24（V） Ic=803.3(A) 选用断路器额定电流：4A 24 f.FA7:P=照明灯功率=120VA，电压V=36（V） Ic= 1203.3 (A) 36 选用断路器额定电流：4A6. 1.8导线截面验算： 根据GB4706.1：电器额定电流6A，导线标称截面积为0.75mm2; 由于所有控制回路的电流均在6A以下. 选用导线截面积1mm2 根据佛山地区安装规定不同敷设方式的电线载流量表,导线标称面积为10mm2其电流在3852A之间由于主回路额定电流I33A 选用导线截面积10mm2 注：本节的导线均指长度在50m以内，长度超过50m时，导线截面须乘以长度系数，其值为：实际长度（m）/50。6.1.9主电源开关计算：由于异步电动机的起动电流比额定电流要大。根据经验和参看有关资 料，主电源开关的额定电流一般为电机电流的1.52.5倍主电源开关额定电流I=1.52.5(33)=49.582.5A选用电源开关型号为：DZ-100脱扣电流：60A。结论：可靠。6.1.10信号显示说明：指示应答灯、召唤应答灯，方向指示灯均为24V，3W，层站显示为七段数码显示，经检验证明：信号显示清晰、明亮。符合要求。7 参考资料7.1 GB 7588-2003电梯制造与安装安全规范7. 2 GB/ T10058-1997电梯技术条件7.3 GB/T 7025.2-1997电梯主参数及轿厢、井道、机房的形式与尺寸7. 4 GB 10060-93电梯安装验收规范7.5 GB/T 13435-92电梯曳引机7.6 JG/T 5072.1-1996电梯T型导轨7.7 GB 8903 8904-88电梯用钢丝绳7.8 GB 2455低压接触器（电梯用部分）7. 9 GB 3811起重机设计规范 16 / 17文档可自由编辑打印