基于Creo電梯緩沖器支架設計

摘 要：緩沖器作為最后一種安全保護的電梯安全裝置，作為緩沖器的支撐部件-緩沖器支架-它的強度和剛度設計關系到電梯的安全。本文基于Creo平臺，對緩沖器支架進行強度和剛度進行分析，并進行相互驗證，證實了此方法的可靠性。

關鍵詞：Creo；緩沖器支架；有限元分析

引言

近年來，隨著房地產業快速發展，電梯產業也空前繁榮，人們日常生活中接觸電梯的機會越來越多。在電梯調試、日常使用中，轎廂沖頂、蹲底的情況時有發生，緩沖器作為最后一種安全保護的電梯安全裝置，就顯得尤為重要。緩沖器支架作為緩沖器的支撐部件，強度和剛度均要得到充分保證。

隨著CAD和CAE軟件發展和普及，設計人員使用這些軟件可以從繁雜的設計計算中解脫出來，將時間和精力投入到產品創新中去，提升產品的競爭力。本文以Creo為平臺，簡述電梯轎廂側緩沖器支架的設計分析過程。

1 技術條件介紹

文中所述緩沖器支架如圖1所示。所用槽鋼：型號10（GB/T 706-2008）。圖中六角螺母為焊接螺母，安裝緩沖器之用。緩沖器支架緩沖器支架所用材料均為Q235A。Q235A鋼彈性模量、泊松比、密度、許用應力分別為210GPa、0.3、7850kg/m3、235MPa.

本文針對某型客梯，該型電梯相關參數如下：

載重（Q）：1000kg

轎廂自重（P）：1200kg

速度（V）：1m/s

底坑深度（S）： ≥1400mm

圖1 緩沖器支架

2 計算及有限元分析

緩沖器支架受力如圖2所示，其中F=（P+1.25*Q）*K*9.81=（1200+1.25*1000）*2*9.81=48069N（此處K為載荷系數，考慮到沖擊載荷，取值為2）。

忽略緩沖器和緩沖器支架重量影響，因槽鋼處截面積最小，所受應力應最大，計算值為：F/A=48069/（2*12.748*100）=18.85MPa。

安全系數：235/18.85≈12.47

下面利用Creo2.0建立緩沖器支架模型，如圖1右部所示，進入Simulate環境，設置材料、約束、載荷（如圖3所示），進行靜態分析。

圖2緩沖器支架受力圖 圖3緩沖器支架受力圖

圖4所示為緩沖器支架受力應力云圖，圖5為槽鋼邊線應力曲線。我們發現：槽鋼中間處應力與理論計算基本相符，在槽鋼兩端處局部有應力集中，最大值為38.8MPa， 安全系數為235/38.8=6。

壓穩計算（Q235A材料計算數據見表1）

截面積：2.5496×105mm2

長度系數μ：2

緩沖器支架對中性軸的慣性矩I：I1=3.6×106mm4，I2=4×106mm4（因I1

緩沖器支架長度l（底坑深度S=1400）：608mm

柔度i：i=■=32.4A

緩沖器支架細長比λ：λ=■=32.4

當底坑深度S=1400mm時，細長比λ<λs，因此緩沖器支架可以理解短粗桿，不需要考慮壓穩的問題；當底坑深度S≥i×λp/？滋+792=1950mm時，細長比λs≤λ<λp，緩沖器支架是中長桿；當底坑深度S≥i×λp/？滋+792=2670mm，細長比λ≥λp，緩沖器支架是細長桿。

表1 Q235A計算數據

下以底坑深度S=1950mm時，計算壓桿穩定。

臨界應力σcr=a-bλ=304-1.12×61.6=235MPa

臨界壓力Pcr=σcr×A=235×2×12.748×100=599078N

安全系數n=Pcr/F=12.5。

下面進行壓桿穩定分析。先將模型中槽鋼的長度改為1158mm，然后進入Simulate環境，利用之前的材料、約束、載荷的設置，重新開始靜態分析，再進行失穩分析。結果如圖6所示，其臨界壓力Pcr=12.1×48069=581635N，與理論計算基本一致。

圖6 失穩分析結果

3 結束語

本文利用Creo建模、有限元分析模塊對緩沖器支架進行了設計分析及驗證。因Creo集建模、有限元模塊與一身，減少了不同軟件系統數據轉換錯誤，為機械設計提供了強大的支持。另外還可以根據設計要求，對緩沖器支架進行優化設計，做到物盡其用。

參考文獻

[1]刑艷玲.工程力學[M].北京.北京交通大學出版社，2011.

[2]海天.Creo2.0輔助設計從入門到精通[M].北京.人民郵電出版社，2013.

[3]楊紅霞.基于有限元的電梯主機承重梁設計計算[J].CAD/CAM與制造業信息化，2012（4）：55-57.

[4]槐創鋒.Creo Parametric 2.0動力學與有限元分析從入門到精通[M].北京.機械工業出版社，2013.

[5]GB7588-2003.電梯制造與安裝安全規范[S].

作者簡介：王勤思（1978-），男，江蘇省淮安市人，工程師，工學學士，從事電梯設計及制造工作。

摘 要：緩沖器作為最后一種安全保護的電梯安全裝置，作為緩沖器的支撐部件-緩沖器支架-它的強度和剛度設計關系到電梯的安全。本文基于Creo平臺，對緩沖器支架進行強度和剛度進行分析，并進行相互驗證，證實了此方法的可靠性。

關鍵詞：Creo；緩沖器支架；有限元分析

引言

近年來，隨著房地產業快速發展，電梯產業也空前繁榮，人們日常生活中接觸電梯的機會越來越多。在電梯調試、日常使用中，轎廂沖頂、蹲底的情況時有發生，緩沖器作為最后一種安全保護的電梯安全裝置，就顯得尤為重要。緩沖器支架作為緩沖器的支撐部件，強度和剛度均要得到充分保證。

隨著CAD和CAE軟件發展和普及，設計人員使用這些軟件可以從繁雜的設計計算中解脫出來，將時間和精力投入到產品創新中去，提升產品的競爭力。本文以Creo為平臺，簡述電梯轎廂側緩沖器支架的設計分析過程。

1 技術條件介紹

文中所述緩沖器支架如圖1所示。所用槽鋼：型號10（GB/T 706-2008）。圖中六角螺母為焊接螺母，安裝緩沖器之用。緩沖器支架緩沖器支架所用材料均為Q235A。Q235A鋼彈性模量、泊松比、密度、許用應力分別為210GPa、0.3、7850kg/m3、235MPa.

本文針對某型客梯，該型電梯相關參數如下：

載重（Q）：1000kg

轎廂自重（P）：1200kg

速度（V）：1m/s

底坑深度（S）： ≥1400mm

圖1 緩沖器支架

2 計算及有限元分析

緩沖器支架受力如圖2所示，其中F=（P+1.25*Q）*K*9.81=（1200+1.25*1000）*2*9.81=48069N（此處K為載荷系數，考慮到沖擊載荷，取值為2）。

忽略緩沖器和緩沖器支架重量影響，因槽鋼處截面積最小，所受應力應最大，計算值為：F/A=48069/（2*12.748*100）=18.85MPa。

安全系數：235/18.85≈12.47

下面利用Creo2.0建立緩沖器支架模型，如圖1右部所示，進入Simulate環境，設置材料、約束、載荷（如圖3所示），進行靜態分析。

圖2緩沖器支架受力圖 圖3緩沖器支架受力圖

圖4所示為緩沖器支架受力應力云圖，圖5為槽鋼邊線應力曲線。我們發現：槽鋼中間處應力與理論計算基本相符，在槽鋼兩端處局部有應力集中，最大值為38.8MPa， 安全系數為235/38.8=6。

壓穩計算（Q235A材料計算數據見表1）

截面積：2.5496×105mm2

長度系數μ：2

緩沖器支架對中性軸的慣性矩I：I1=3.6×106mm4，I2=4×106mm4（因I1

緩沖器支架長度l（底坑深度S=1400）：608mm

柔度i：i=■=32.4A

緩沖器支架細長比λ：λ=■=32.4

當底坑深度S=1400mm時，細長比λ<λs，因此緩沖器支架可以理解短粗桿，不需要考慮壓穩的問題；當底坑深度S≥i×λp/？滋+792=1950mm時，細長比λs≤λ<λp，緩沖器支架是中長桿；當底坑深度S≥i×λp/？滋+792=2670mm，細長比λ≥λp，緩沖器支架是細長桿。

表1 Q235A計算數據

下以底坑深度S=1950mm時，計算壓桿穩定。

臨界應力σcr=a-bλ=304-1.12×61.6=235MPa

臨界壓力Pcr=σcr×A=235×2×12.748×100=599078N

安全系數n=Pcr/F=12.5。

下面進行壓桿穩定分析。先將模型中槽鋼的長度改為1158mm，然后進入Simulate環境，利用之前的材料、約束、載荷的設置，重新開始靜態分析，再進行失穩分析。結果如圖6所示，其臨界壓力Pcr=12.1×48069=581635N，與理論計算基本一致。

圖6 失穩分析結果

3 結束語

本文利用Creo建模、有限元分析模塊對緩沖器支架進行了設計分析及驗證。因Creo集建模、有限元模塊與一身，減少了不同軟件系統數據轉換錯誤，為機械設計提供了強大的支持。另外還可以根據設計要求，對緩沖器支架進行優化設計，做到物盡其用。

參考文獻

[1]刑艷玲.工程力學[M].北京.北京交通大學出版社，2011.

[2]海天.Creo2.0輔助設計從入門到精通[M].北京.人民郵電出版社，2013.

[3]楊紅霞.基于有限元的電梯主機承重梁設計計算[J].CAD/CAM與制造業信息化，2012（4）：55-57.

[4]槐創鋒.Creo Parametric 2.0動力學與有限元分析從入門到精通[M].北京.機械工業出版社，2013.

[5]GB7588-2003.電梯制造與安裝安全規范[S].

作者簡介：王勤思（1978-），男，江蘇省淮安市人，工程師，工學學士，從事電梯設計及制造工作。

摘 要：緩沖器作為最后一種安全保護的電梯安全裝置，作為緩沖器的支撐部件-緩沖器支架-它的強度和剛度設計關系到電梯的安全。本文基于Creo平臺，對緩沖器支架進行強度和剛度進行分析，并進行相互驗證，證實了此方法的可靠性。

關鍵詞：Creo；緩沖器支架；有限元分析

引言

近年來，隨著房地產業快速發展，電梯產業也空前繁榮，人們日常生活中接觸電梯的機會越來越多。在電梯調試、日常使用中，轎廂沖頂、蹲底的情況時有發生，緩沖器作為最后一種安全保護的電梯安全裝置，就顯得尤為重要。緩沖器支架作為緩沖器的支撐部件，強度和剛度均要得到充分保證。

隨著CAD和CAE軟件發展和普及，設計人員使用這些軟件可以從繁雜的設計計算中解脫出來，將時間和精力投入到產品創新中去，提升產品的競爭力。本文以Creo為平臺，簡述電梯轎廂側緩沖器支架的設計分析過程。

1 技術條件介紹

文中所述緩沖器支架如圖1所示。所用槽鋼：型號10（GB/T 706-2008）。圖中六角螺母為焊接螺母，安裝緩沖器之用。緩沖器支架緩沖器支架所用材料均為Q235A。Q235A鋼彈性模量、泊松比、密度、許用應力分別為210GPa、0.3、7850kg/m3、235MPa.

本文針對某型客梯，該型電梯相關參數如下：

載重（Q）：1000kg

轎廂自重（P）：1200kg

速度（V）：1m/s

底坑深度（S）： ≥1400mm

圖1 緩沖器支架

2 計算及有限元分析

緩沖器支架受力如圖2所示，其中F=（P+1.25*Q）*K*9.81=（1200+1.25*1000）*2*9.81=48069N（此處K為載荷系數，考慮到沖擊載荷，取值為2）。

忽略緩沖器和緩沖器支架重量影響，因槽鋼處截面積最小，所受應力應最大，計算值為：F/A=48069/（2*12.748*100）=18.85MPa。

安全系數：235/18.85≈12.47

下面利用Creo2.0建立緩沖器支架模型，如圖1右部所示，進入Simulate環境，設置材料、約束、載荷（如圖3所示），進行靜態分析。

圖2緩沖器支架受力圖 圖3緩沖器支架受力圖

圖4所示為緩沖器支架受力應力云圖，圖5為槽鋼邊線應力曲線。我們發現：槽鋼中間處應力與理論計算基本相符，在槽鋼兩端處局部有應力集中，最大值為38.8MPa， 安全系數為235/38.8=6。

壓穩計算（Q235A材料計算數據見表1）

截面積：2.5496×105mm2

長度系數μ：2

緩沖器支架對中性軸的慣性矩I：I1=3.6×106mm4，I2=4×106mm4（因I1

緩沖器支架長度l（底坑深度S=1400）：608mm

柔度i：i=■=32.4A

緩沖器支架細長比λ：λ=■=32.4

當底坑深度S=1400mm時，細長比λ<λs，因此緩沖器支架可以理解短粗桿，不需要考慮壓穩的問題；當底坑深度S≥i×λp/？滋+792=1950mm時，細長比λs≤λ<λp，緩沖器支架是中長桿；當底坑深度S≥i×λp/？滋+792=2670mm，細長比λ≥λp，緩沖器支架是細長桿。

表1 Q235A計算數據

下以底坑深度S=1950mm時，計算壓桿穩定。

臨界應力σcr=a-bλ=304-1.12×61.6=235MPa

臨界壓力Pcr=σcr×A=235×2×12.748×100=599078N

安全系數n=Pcr/F=12.5。

下面進行壓桿穩定分析。先將模型中槽鋼的長度改為1158mm，然后進入Simulate環境，利用之前的材料、約束、載荷的設置，重新開始靜態分析，再進行失穩分析。結果如圖6所示，其臨界壓力Pcr=12.1×48069=581635N，與理論計算基本一致。

圖6 失穩分析結果

3 結束語

本文利用Creo建模、有限元分析模塊對緩沖器支架進行了設計分析及驗證。因Creo集建模、有限元模塊與一身，減少了不同軟件系統數據轉換錯誤，為機械設計提供了強大的支持。另外還可以根據設計要求，對緩沖器支架進行優化設計，做到物盡其用。

參考文獻

[1]刑艷玲.工程力學[M].北京.北京交通大學出版社，2011.

[2]海天.Creo2.0輔助設計從入門到精通[M].北京.人民郵電出版社，2013.

[3]楊紅霞.基于有限元的電梯主機承重梁設計計算[J].CAD/CAM與制造業信息化，2012（4）：55-57.

[4]槐創鋒.Creo Parametric 2.0動力學與有限元分析從入門到精通[M].北京.機械工業出版社，2013.

[5]GB7588-2003.電梯制造與安裝安全規范[S].

作者簡介：王勤思（1978-），男，江蘇省淮安市人，工程師，工學學士，從事電梯設計及制造工作。