扶梯设计计算书.doc

1、1扶梯计算说明书21. 梯级和扶手带速度计算：1. 1 已知数据电 动 机 KFT160M-VF6B 额定转速 n 电 =960r/min主动链轮 z 1=23 t=31.75被动链轮 z 2=65 t=31.75 梯级曳引链轮 z 3=16 t=133.33 d1=0.6341m扶手带传动链轮 z 4=30 t=25.40扶手带驱动链轮 z 5=26 t=25.40扶手带驱动胶轮 d 2=0.5974m减 速 机 i=24.51. 2 梯级速度计算:主传动总传动比 i 总i 总 =i*z2/z1=24.5*65/23=69.24主轴转速 n 主n 主 =n 电 /i 总 =960/69.24

2、=13.86r/min梯级运行速度 v 梯v 梯 =n 主 /(60*d 1)=(13.86/60)x3.14x0.68341=0.4958m/s1. 3 扶手带速度计算:扶手带运行速度 v 扶v 扶 =(n 主 /60)*(z4/z5)*d 2(1- 轮 )=0.499m/s式中 轮 -胶轮打滑系数31. 4 扶手胶带与梯级的同步率(v 扶 -v 梯 )/v 梯 =(0.499-0.495)/0.499=0.8%2. 5 自动扶梯的理论输送能力Ct=V/(0.4x3600xK)Ct理论输送能力 人/h V额定速度 0.495m/sK系数,梯级宽度为 1000mm 时K=2Ct=0.495/(

3、0.4x3600x2)=8910 人/h基本满足每小时输送 9000 人的要求.3. 自动扶梯挠度及强度计算44. 1 已知数据序 号 代 号 名 称 数据及说明1 E 弹性模量 E=2x105N/mm22 H 提升高度 H=5400m3 倾斜角度 =354 V 扶梯运行速度 V=0.495x1035 q 梯 梯路线载荷 q 梯 =0.799N/mm6 q 人 1m 宽扶梯乘客载荷 Q 人 =5N/mm7 Ct 理论运载能力 Ct=9000 人/小时8 Q 主 主动链轮重量 Q 主 =2744N9 Q 架 金属骨架重量 Q 架 =25917N10 Q 电 电机重量 Q 电 =1803N11 Q

4、 减 减速机重量 Q 减 =1617N12 Q 扶 扶手装置重量 Q 扶 =18966N13 Q 轨 导轨重量 Q 轨 =9410N14 Q 前 梳齿前沿板重量 Q 前 =4508N15 Q 控 电器控制重量 Q 控 =637N扶梯金属骨架,组合截面的转动惯量主梁选用矩形管 (120x60x6)/201.方钢 120x60x6 的截面参数:截面面积 S=1971.2mm2 重心距离 x0=19.2mmy0=41.4mm惯性矩 Ix0=3.12x106mm452.组合截面的转动惯量横截面如图 2-1一根方钢的转动惯量 IxIx = Ix0+a2 .S=3.12x106+(1000/2- y0)2

5、x1971.2=4.18x108mm4组合截面的转动惯量 IxIx =4 Ix=4x4.18x108=1.67x109mm4=1.67x10-3m42.3 受力分析扶梯受力情况,如图 2-2 所示62.3.1 均布载荷 qa. 乘客给扶梯的均布载荷 q 人按国际 q 人 =5N/mmb. 梯路线载荷 q 梯q 梯 =0.799N/mmc. 金属构件的线载荷 q 构q 构 = (Q 架 + Q 扶 + Q 轨 + Q 控 )/l=(35917+18966+9410+637)/14613=4.44N/mm均布载荷 qq= q 人 + q 梯 + q 构 =10.24N/mm2.3.2 电机、减速机

6、重量 Q 动7Q 动 = Q 电 + Q 减 =1803+1617=3420N2.4 挠度及强度计算由受力图分析，最大挠度和最大弯矩出现在 F 点，即：y max=yFMmax=MF,下面计算从 A 点到 B 点各分力对 F 点的挠度和弯矩。2.4.1 Q 前 1 对 F 点引起的挠度 y1 和弯矩 M1式中： a=928 b=13686x=7306.5 L=14613y1=-( Q 前 a2b2/6EIL)*2(l-x)/b+(l-x)/a-x3/ab2=-0.1663mmM1= Q 前 a(L-x)/l=2.09x106N.mm2.4.2 Q 从 对 F 点引起的挠度和弯距式中： a=10

7、62 b=13551x=7307 l=14613y2=-( Q 人 a2b2/6EIL)* 2(l-x)/b+(l-x)/a-x3/ab2=-0.109mmM2=Q 人 a(L-x)/l=1.37x106N.mm2.4.3 均布载荷 q 对 F 点引起的挠度和弯矩y3=-5L4/384EI=-18.20mmM3=ql2/8=2.72x108N.mm2.4.4 Q 主 对 F 点引起的挠度和弯矩8式中 a=13293 b=1320x=7307 l=14613y4=- Q 主 a2b2/(6EIL).2x/a+x/b-(b-x)3/a2b=-0.143mmM4= Q 主 bx/l=1.81x106

8、N.mm2.4.5 Q 前 2 对 F 点引起的挠度和弯矩式中 a=13293 b=928x=7307 l=14613y5=- Q 前 2a2b2/(6EIL).2x/a+x/b-(b-x)3/a2b=-0.166mmM5= Q 前 bx/l=2.09x106N.mm2.4.6 Q 动 对 F 点引起的挠度和弯矩式中 a=14143 b=470x=7307 l=14613y6=- Q 动 a2b2/(6EIL).2x/a+x/b-(b-x)3/l=-0.064mmM6= Q 动 bx/l=8.04x106N.mm所以 F 点的挠度为：yF=y1+y2+y3+y4+y5+y6=-18.55mm即

9、：最大挠度 ymax=18.55mm扶梯跨距为 14613mm，其允许挠度为 1/7509所以 y=l/750=19.48mm18.55mmF 点处的弯矩 MFMF=M1+M2+M3+M4+M5+M6=2.874x108N.mm所以最大应力为 max max = MF .y/Ix=2.874x108x500/1.67x109=86.2N/mm2=8.62x107 N/m2允许应力=2.7 x10 8 N/m2 max =8.62x107 N/m2所以金属骨架强度满足要求3.自动扶梯驱动功率计算4.1 梯路牵引计算4.1.1 已知数据序号 代号 含 义 计算式及结果1 Q 级 一个梯级的重量 2

10、45N2 t 级 梯级节距 0.4064m3 q 链 每米链条重量 98N/m4 q 梯 梯路线载荷 q 梯 = Q 级 / t 级 +2 q 链=799N/mm5 Q 人 每位乘客的重量 600N6 q 人 乘客的线载荷 q 人 =n Q 人 / t 级 =2643/mm7 d 级 梯级主副轮轴径 1.7cm8 级 梯级轮轴承磨擦系数 0.0159 f 梯级轮滚动磨擦系数 0.110 d 梯级主副轮直径 7cm11 链 链条销轴的磨擦系数 0.312 d 链 链条销轴直径 1.43cm13 R 曲线段梯级主轮曲率半径 1.79m14 轮 链轮轴承处磨擦系数 0.0115 d 轮 链轮轴颈直径

11、 0.7434m1016 D0 链轮节圆直径 0.6834m17 倾斜角度 3518 H 提升高度 4500mm19 N 每个梯级上的人数 220 扶梯的满载系数 =(2-v)x0.6=0.859梯路各区段长度：L6-7=0.458m L7-8=0.602mL9-10=9.852m L11-12=0.459mL12-13=0.4m L0-1=1.271mL2-3=9.840m L4-5=0.620m直线段阻力系数 C0C0=（ 级 . d 级 +2f）/d .=(0.015x1.7+2x0.1)/8=0.028式中 为轮缘侧面与导轨间可能出现磨擦系数，取 =1曲线段阻尼系数 CRCR=1+C 0 +( 链 d 链 )/R