124182 (Расчет конструкции лифта), страница 4

Методика расчета направляющих противовеса особой специфики не имеет. В связи с этим, более детально рассмотрим расчет направляющей кабины.

1. Предварительно определяем параметры профиля и шаг крепления направляющей (п. 7.1; табл. 7.1 [1]).

Геометрические характеристики профиля (рис. 2.7 а):

– Обозначение профиля НТ-3;

– Размеры поперечного сечения профиля:

H=60 мм;

h=35 мм;

B=90 мм;

b=16 мм.

– Масса 1 м 11,8 кг;

– Шаг крепления принимаем равным 2 м.

Рис. 2.7. Направляющая таврового профиля

а) схема поперечного сечения; б) расчетная схема

2. Рассчитываем величины моментов инерции и моментов сопротивления поперечного сечения направляющей (рис. 2.7 б).

Площадь поперечного сечения брутто

(2.15)

Площадь поперечного сечения нетто (учет ослабления отверстиями)

(2.16)

Координаты центра тяжести сечения брутто

(2.17)

X_сб=0

Координаты центра тяжести сечения нетто

(2.18)

X_сн = 0

где Y₁, Y₂, Y₃,Y₄ – координаты центра элементарных площадок поперечного сечения относительно любой выбранной точки горизонтальной оси сечения;

h₁=35 мм;

h₂=17 мм;

h₃=8 мм;

h₄=8 мм;

b₁=16 мм;

b₂=8 мм;

b₃=90 мм;

b₄=8 мм;

Y₁=42,5 мм;

Y₂=16,5 мм;

Y₃=4 мм;

Y₄=4 мм;

F₁=560 мм²;

F₂=136 мм²;

F₃=720 мм²;

F₄=64 мм².

Моменты инерции сечения брутто

(2.19)

(2.20)

Моменты инерции нетто

(2.21)

(2.22)

Минимальная величина радиуса инерции брутто

(2.23)

=28,2 мм

Моменты сопротивления брутто при изгибе в плоскости направляющих:

– для верхней точки сечения

(2.24)

– для нижней точки сечения

(2.25)

Момент сопротивления брутто при изгибе в плоскости перпендикулярной плоскости направляющих:

– для крайней точки основания сечения направляющих

(2.26)

– для точки на боковой поверхности головки направляющей

(2.27)

Момент сопротивления нетто при изгибе в плоскости направляющих:

– в верхней точке сечения

(2.28)

– в нижней точке сечения

(2.29)

Момент сопротивления нетто при изгибе в плоскости перпендикулярной плоскости направляющих:

– в крайней точке основания сечения направляющей

(2.30)

– в точке боковой поверхности головки

(2.31)

3. Производим расчет направляющей в рабочем режиме работы лифта с 10 % перегрузкой кабины (см. рис. 2.6 а, б).

Предполагается, что в центре пролета направляющей действуют расчетная, нормальная сила N_н в плоскости направляющих и нормальная сила N_п перпендикулярная плоскости направляющих. Нормальные силы определяются рассмотренным выше методом при смещении центра масс груза в поперечном и продольном направлениях на величину А/6 и В/6, соответственно.

Пролет реальной многопролетной балки заменяется расчетным эквивалентным, учитывающим влияние жесткости соседних пролетов, путем сокращения его длины до величины

(2.32)

В среднем сечении пролета во взаимно перпендикулярных направлениях действуют изгибающие моменты от поперечных сил:

– в плоскости направляющих

(2.33)

– в плоскости, перпендикулярной плоскости направляющих

(2.34)

Наибольшее расчетное нормальное напряжение определяется геометрическим сложением нормальных напряжений, действующих в двух плоскостях изгиба

(2.35)

где W_н, W_п – минимальные значения величины момента сопротивления сечения направляющей соответствующих плоскостях изгиба.

Коэффициент запаса прочности определяется по отношению к пределу текучести материала направляющей (для Ст. 20 ГОСТ 1050-74 =245 МПа=2450000 Н/м²)

, (2.36)

где [n_э] – допускаемый запас прочности в рабочем режиме.

4. Проверка жесткости направляющей.

Прогиб в плоскости направляющих

,

где Е=2,17·10⁷ Н/см²

Прогиб направляющей не должен превышать величины

Условие выполняется, следовательно, направляющая подобрана верно.

3. Спецчасть

3.1 Расчет и подбор каната

Канаты подъёмных механизмов лифтов обеспечивают передачу движения от лебедки к кабине и противовесу с небольшими потерями мощности на канатоведущем органе и отклоняющих блоках [2, 3].

Канаты воспринимают растягивающие нагрузки при движении и неподвижном состоянии кабины, в нормальных эксплуатационных и аварийных режимах.

От надежности работы системы подвески подвижных частей лифта зависит жизнь пассажиров. Поэтому к стальным канатам и тяговым цепям лифтов предъявляются повышенные требования прочности и долговечности. Эти требования нашли отражения в ПУБЭЛ Госгортехнадзора [4].

Канаты, поступающие на монтаж лифтового оборудования должны иметь документ (сертификат), характеризующий их качество и оформленный в полном соответствии с требованиями государственных стандартов. Аналогичные требования предъявляются к тяговым цепям.

Параллельно работающие канаты подвески кабин (противовесов) должны иметь одинаковые диаметры, структурные и прочностные характеристики.

Не допускается сращивание тяговых канатов механизмов подъема и ограничителей скорости.

Номинальный диаметр тяговых канатов лифтов для перевозки людей должен быть не менее 8 мм, а в ограничителях скорости и лифтах, не рассчитанных на транспортировку людей, – не менее 6 мм.

Число параллельных ветвей канатов подвески кабины (противовеса) должно быть не менее указанных в таблице 4 ПУБЭЛ [4].

В лифтах применяются только канаты двойной свивки, которые свиваются из прядей проволок относительно центрального сердечника в виде пенькового каната, пропитанного канатной смазкой.

Обычно стальной канат состоит из 6 прядей и сердечника.

Условия работы канатов в лифтах с КВШ отличаются наличием изгибающих, растягивающих, скручивающих и сдвигающих нагрузок, поэтому очень важно иметь большую поверхность касания проволочек в отдельных слоях. Этому требованию в наибольшей степени отвечают канаты типа ЛК с линейчатым касанием между проволоками.

В зависимости от структуры поперечного сечения прядей различают канаты ЛК-О – при одинаковых диаметрах проволок по слоям навивки, ЛК-Р с различным диаметром проволок. Канаты с точечным касанием проволок имеют обозначение ТК.

В обозначении конструкции каната учитывается характер касания проволок, количество прядей и число проволок в каждой пряди: ЛК-О 6x19 или ТК 6x37.

При использовании канатов важно обеспечить не только достаточную их прочность, но и надежное соединение с элементами конструкции лифта.

Стальные канаты должны рассчитываться на статическое разрывное усилие

, (3.1)

где Р – разрывное усилие каната, принимаемое по таблицам ГОСТ или результатам испытания каната на разрыв, кН;

К – коэффициент запаса, принимаемый по таблице 6 ПУБЭЛ в зависимости от типа канатоведущего органа, назначения и скорости кабины лифта [4];

S – расчетное статическое натяжение ветви каната, кН

Величина расчетного натяжения ветви канатной подвески должна определяться по следующим зависимостям:

для канатов подвески кабины.

(3.2)

для канатов подвески противовеса

, (3.3)

где Q – грузоподъемность лифта, кг;

Q_К – масса кабины, кг;

Q_П – масса противовеса, кг;

Q_ТК – масса тяговых канатов от точки схода с КВШ до подвески, кг;

Q_Н – масса натяжного устройства уравновешивающих канатов, кг;

m – число параллельных ветвей канатов;

g=9,8 м/с² – ускорение свободного падения.

Канат подвешивается в соответствии с правилами ПУБЭЛ [4]. Лифт с канатоведущим шкивом, в котором допускается транспортировка людей должен быть подвешен не менее чем на трех канатах. По рекомендации [1] лифты от 500 до 1000 кг подвешиваются на 3-6 отдельных канатах.

Выбираем 3 отдельные ветви канатов, на которых подвешивается кабина и противовес.

Масса тяговых канатов определяется по формуле

(3.4)

где – приближенное значение массы 1 метра тягового каната, кг/м (принимается 0,4-0,5 кг/м);

– расчетная высота подъема кабины, м.

По расчетному значению разрывной нагрузки Р и таблицам ГОСТ определяется необходимый диаметр каната, так, чтобы табличное значение разрывной нагрузки было равно или больше расчетной величины.

Выбираем канат типа ЛК-Р ГОСТ 2680-80 [12] с одним органическим сердечником со следующими параметрами:

– Диаметр каната d=9,1 мм;

– Расчетная площадь сечения всех проволок F=31,18 см²;

– Масса 1000 м смазанного каната 305 кг

– Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву 1860 МПа;

– Расчетное разрывное усилие:

• суммарное всех проволок в канате 58050 Н;

• каната в целом 47500 Н;

После выбора типа и определения диаметра каната производим проверку фактической величины коэффициента запаса прочности каната подвески кабины или противовеса [3]

,

где Р^Т – табличное значение разрывной нагрузки выбранного каната, кН;

– фактическое значение массы каната от точки схода с КВШ до подвески кабины (противовеса), кг;

– фактическое значение массы 1 метра выбранного тягового каната, кг/м;

,

где Н – расчетная высота подъема кабины лифта, м

Правильному выбору каната должно соответствовать условие

(3.5)

13 ≥ 12

Условие прочности 3.5 выполняется.

3.2 Определение массы подвижных частей механизма подъема

Работа механизма подъема лифта связана с перемещением массы кабины, противовеса, тяговых канатов и подвесного кабеля.

Работа по преодолению сил тяжести подвижных частей может быть существенно снижена, если добиться равновесия сил тяжести, действующих на канатоведущий орган лебедки со стороны кабины и противовеса.

Так как полезный груз в кабине не остается величиной постоянной, полное уравновешивание кабины с грузом практически исключается. Если силу тяжести конструкции кабины можно полностью уравновесить с помощью противовеса, то груз в кабине – только частично.

В крайних положениях кабины оказывается неуравновешенной и сила тяжести тяговых канатов [2, 3]. Влияние неуравновешенности канатов становится весьма ощутимым при значительной высоте подъема лифта.