電梯轎廂架強度計算

摘 要：介紹了TKJ 1000 /1.75-Jx（SF）電梯轎廂架受力分析，強度校核以及應注意的一些問題。

關鍵詞：轎廂架；強度；力矩；預緊力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.024

轎廂架是電梯的關鍵部件，在產品設計時必須對其進行強度計算。下面以某廠開發的TKJ1000/1.75-JX（SF）乘客電梯為例進行轎廂架的受力分析，強度計算及應注意的幾個問題。

1 參數及材料幾何特性

（1）額定載重量：Q=1000kg

（2）轎廂自重：P=1150kg

（3）隨行電纜重量：W1=108kg

（4）轎廂寬度：B=1.6m

（5）上下導靴之間的垂直距離：H=3.56m

（6）上下梁跨度：L0=1.73 m

（7）立梁跨度：L=3.03 m

（8）許用正應力：[σ]=80MPa（A3鋼，安全系數n=5）

（9）材料彈性模量：E=2.1×105 Mpa

（10）許用撓度：[y]=1.8 ×10-3 m

（11）許用細長比：[λ]=120

（12）螺栓許用剪應力：[τ]=80Mpa

2 轎廂架結構簡圖及上、下梁和立梁幾何特性計算

（1）轎廂架結構簡圖（圖1）。

（2）幾何特性計算。

A、上、下梁幾何特性計算結果：

Wx=2.24×10-4m3； Ix=2.5×10-5m4

B、立梁幾何特性計算結果：

Wy=1.52×10-5m3； Iy=1.00×10-6m4

Iy=2.64×10-2m； A=1.43×10-3m2

以上計算過程省略。

上式中：I為梁橫截面的慣性矩，W為抗彎截面模量，A為梁的橫截面積。

3 上梁強度計算

按簡支梁計算，受力圖見圖2。

F=（Q+P+W1+W3）g

=（1000+1150+108+283）×10

=2541（N）

Mmax=FLo/4

=25410×1.730/4

=10989825Nmm

=10989825/2.24×105

=49.09（MPa）<[]=80（MPa）

ymax=FLo3/148EIx

=25410×1.733/（48×2.1×2.5×106）

=5.22×10-4m<[y]=1.8×10-3m

結論：安全。

4 下梁強度計算

按簡支梁計算，受力圖見圖（3）。

q=5（p+Q）g/（8Lo）=5×（1150+1000）×10/（8×1.73）

=7767N/m

F1=W1 g+W3 g=108×10+283×10=3910 N

Mmax=qLo2/8+F1Lo/4

=7767×1.732 /8+3910×1.73 /4=6718Nm

=29.99Mpa<[]=80Mpa

=5×7767×1.734/（384×2.1×2.25×106）

+3910×1.733/（48×2.1×2.25×106）

=4.92×10-4m<[y]=1.8×10-3 m

計算結果：安全。

（下轉第26頁）

（上接第29頁）

5 立梁計算

立梁受拉伸和彎曲組合應力，應進行下列三方面校核。

（1）強度校核：

偏心力矩：Mo=QgB/8=1000×9.8×1.6 / 18=1960N. m

max=MoL/（4HWy）+F/（2A）

=1960×3.03/（4×3.56×1.52×10-5）+25410/（2×1.43×10-3）

=2.8×107Pa=28MPa<[]=80MPa

（2） 慣性矩：

設σ=10 mm

I=MoL3/（24EHσ）=1960×3.033/（24×2.1×3.56×109）

=3.04×10-7m4<[Iy]=1.35×10-6m4

（3） 細長比：

λ=L/Iy=3.03/（2.64×10-2）=114.77<[λ]=120

計算結果：安全。

6 轎廂架連接螺栓預緊力計算

螺栓規格：M16×140

（1）上梁螺栓預緊力Qp的計算：

取動載系數K=1.2； 摩擦系數u=0.3

Qp≥KF/Zi

式中：拉力F=（P+Q+W1+W3）g/2=12705 N

螺栓數量Z=8，接合面數i=2

Qp≥1.2×12705/0.3×8×2=3176 N

取Qp=4 KN

（2） 下梁螺栓預緊力Qp的計算：

下梁螺栓數量 Z=6

Qp≥1.2×12705/0.3×6×2=4235 N

取Qp=5KN

由以上的強度校核驗算可得出結論：轎廂架所確定的幾何尺寸及參數合適。轎廂架上梁螺栓預緊力Qp取4KN，下梁螺栓預緊力QP取5KN。

參考文獻：

[1]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]胡家秀，機械基礎[M].北京：機械工業出版社，2003.

作者簡介：朱雙霞（1969-），女，江蘇江都人，碩士，主要研究方向：機械設計與制造。