徐友紅
摘 要:介紹了電梯導(dǎo)軌支架的數(shù)量與間接要求,對導(dǎo)軌支架的受力進行了計算,并對導(dǎo)軌支架安裝間接進行了強度校核;重點分析了導(dǎo)軌支架數(shù)量不滿足標準要求,對轎廂導(dǎo)軌的強度及撓度進行校核計算。
關(guān)鍵詞:導(dǎo)軌支架數(shù)量;間距;強度校核
電梯導(dǎo)軌的承載能力與導(dǎo)軌支架的間距及數(shù)量有著直接的聯(lián)系。GB/T 10060—2011《電梯安裝驗收規(guī)范》第5.2.5.2條款規(guī)定“每根導(dǎo)軌宜至少設(shè)置兩個導(dǎo)軌支架,支架間距不宜大于2.5m。當(dāng)不能滿足此要求時,應(yīng)有措施保證導(dǎo)軌安裝滿足GB7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中10.1.2規(guī)定的許用應(yīng)力和變形要求。對于安裝于井道上、下端部的非標準長度導(dǎo)軌,其導(dǎo)軌支架數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計要求” 。下面筆者以3000kg載貨電梯為例,對導(dǎo)軌支架間距和數(shù)量進行校核。
1 導(dǎo)軌支架間距的強度校核
計算用參數(shù)如下:額定載重Q=3000kg,額定速度V=0.5m/s,轎廂自重P=2400kg,轎廂凈寬Dy=2140mm,轎廂凈深Dx=2700mm,轎廂架上、下導(dǎo)靴之間的距離h=3950mm,轎廂導(dǎo)軌根數(shù)n=2,重力加速度gn=9.8m/s2,導(dǎo)軌支架最大設(shè)計間距L=2m。
1.1 導(dǎo)軌支架受力計算
根據(jù)GB7588—2003附錄G7,載貨電梯轎廂屬于導(dǎo)軌中心導(dǎo)向和懸掛,偏載轎廂作用于導(dǎo)軌的最大彎曲應(yīng)力發(fā)生在安全鉗動作工況,此時導(dǎo)向力在轎廂導(dǎo)軌y軸和x軸上的作用力分別為:
式中:k1——沖擊系數(shù),查GB7588-2003表G2,取k1=5;
xQ、yQ——額定載荷Q相對導(dǎo)軌直角坐標系的坐標,取xQ=、yQ=;
xP、yP——轎廂重心P相對導(dǎo)軌直角坐標系的坐標,取xP=0、yP=0;
則:FX=6280.1N,F(xiàn)y =9955.1N
2 導(dǎo)軌支架數(shù)量
當(dāng)轎廂在頂層平層裝卸載時,轎廂頂端導(dǎo)軌的受力較其它工況大些,與頂端0.4米導(dǎo)軌相連接的下一根導(dǎo)軌其受力力學(xué)模型簡化為懸臂梁。
2.1 彎曲應(yīng)力
1)由導(dǎo)向力引起的Y軸上的彎曲應(yīng)力為:
2)由導(dǎo)向力引起的X軸上的彎曲應(yīng)力為:
式中:Fx——X軸上的作用力;
Fy—— Y軸上的作用力;
xP、yP——轎廂重心P相對導(dǎo)軌直角坐標系的坐標,xP=0,yP=0;
x1、y1——轎廂入口處對導(dǎo)軌直角坐標系的坐標,x1=1410mm、y1=134mm;
Fs——根據(jù)GB7588—2003中G2·5“在轎廂裝卸載時,作用于地坎的力Fs假設(shè)作用于轎廂入口的地坎中心。力的大小為:對于額定載重量不小于2500kg的電梯:Fs=0.6gnQ,施加該力時,認為轎廂空載。
Mx、My——彎矩;
b——轎廂導(dǎo)靴F力作用點至懸臂端導(dǎo)軌支架的距離,b=261mm;
Wx、Wy——彎曲截面系數(shù);T114/B導(dǎo)軌 Wx =29.70cm3,Wy =19.05cm3
σ——彎曲應(yīng)力。
1)由導(dǎo)向力引起的Y軸上的彎曲應(yīng)力為:
Fx=3148.4N,My=821733.7N.mm,σy=43.14MPa
2)由導(dǎo)向力引起的X軸上的彎曲應(yīng)力為:
Fy=598.4N,Mx=156187.7N.mm,σx=5.26MPa
2.2 壓彎應(yīng)力
“正常使用、裝卸載”工況,不發(fā)生壓彎情況。
2.3 翼緣彎曲
式中:σF——局部翼緣彎曲應(yīng)力,MPa;
c——導(dǎo)軌導(dǎo)向部分與底腳連接部分的寬度;T114/B導(dǎo)軌c=9.5mm
σF=64.54<σperm =165Mpa
2.4 撓度
式中:δBx——懸臂梁端頭B點在X軸上的撓度;
δBy——懸臂梁端頭B點在Y軸上的撓度;
E——導(dǎo)軌材料彈性模量;取E=200×103Mpa;
Ix——X軸上的截面慣性矩;T114/B導(dǎo)軌Ix =179.3cm4;
Iy——Y軸上的截面慣性矩;T114/B導(dǎo)軌Iy =108.6cm4;
l ——懸臂梁的長度,l=630mm;
δperm——T型導(dǎo)軌的最大允許變形,GB7588—2003中10·1·2·2 a)“對于裝有安全鉗的轎廂、對重(或平衡重)導(dǎo)軌,安全鉗動作,在兩個方向為5mm”。
綜合上面計算結(jié)果,3000kg載貨電梯在頂層裝卸載時,頂端懸臂梁導(dǎo)軌在各種工況下其應(yīng)力及撓度均滿足GB7588-2003 規(guī)范的要求。
3 結(jié)語
GB/T10060-2011中要求“每根導(dǎo)軌宜至少設(shè)置兩個導(dǎo)軌支架,支架間距不宜大于2.5m”,當(dāng)現(xiàn)場實際情況不能滿足要求時,需要根據(jù)GB7588-2003的要求計算導(dǎo)軌的許用應(yīng)力和變形,看是否能滿足要求。以上是筆者關(guān)于導(dǎo)軌支架間距和數(shù)量的一些膚淺的認識,如有不妥敬請指正。
參考文獻:
[1] 朱昌明.電梯與自動扶梯[M].上海交通大學(xué)出版社,1995.
[2] 成大先.機械設(shè)計手冊(第四版)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2002.