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曳引力及曳引机选型计算
曳引力及曳引机选型计算
1 电梯曳引的校核计算
1.1 有关电梯曳引的要求：
根据《GB7588-2003 电梯制造与安装安全规范》中9.3，本类型乘客电梯的电梯曳引应满足以下三个条件:
(1) 轿厢装载至125%额定载荷的情况下应保持平层状态不打滑；
(2) 必须保证在任何紧急制动的状态下，不管轿厢内是空载还是满载，其减速度值不能超过缓冲器（包括减行程的缓冲器）作用时减速度的值；任何情况下，减速度不应小于0.5m/s2;
(3) 当对重压在缓冲器上而曳引机按电梯上行方向旋转时，应不能提升空载轿厢；
(4) 设计依据可按照《GB7588-2003 电梯制造与安装安全规范》中的附录M。

1.2 电梯曳引的校核计算：
1.2.1计算选用参数：
本类型乘客电梯的曳引轮绳槽采用带切口的半圆槽。表1.1中的参数为本计算选用参数。
表1.1
参数名称
参数代号
单位
参数值
备注
本类型电梯轿厢自重
P
Kg
800

电梯额定速度
V
m/s
0.75

电梯平衡系数
q
%
48

额定载重量
Q
Kg
630

电梯提升高度
H
m
57.92

本类型电梯曳引钢丝绳的倍率（曳引比）

1

采用钢丝绳根数

8

本类型电梯采用钢丝绳单位长度重量

Kg/m
0.347

本类型电梯采用补偿链根数

0

本类型电梯采用补偿链单位长度重量

Kg/m
0

本类型电梯采用随行电缆根数

1

本类型电梯采用随行电缆单位长度重量

Kg/m
0.98

自然对数的底
e

2.71828

钢丝绳在绳轮上的包角

degree
180

rad
3.1416

曳引轮半圆槽开口角

degree
30

曳引轮半圆槽下部切口角

degree
95

重力加速度
g
m/s2
9.81

1.2.2 根据《GB7588-2003 电梯制造与安装安全规范》的要求，曳引应满足的计算条件：
(1) 在轿厢装载和紧急制动条件时，曳引应满足如下公式：
其中： e ――自然对数的底
f ――钢丝绳在绳槽中的当量磨擦系数
――钢丝绳在绳轮上的包角
T1,T2 ――绳轮两侧的钢丝绳分配的张力
(2) 在轿厢滞留条件时，曳引应满足如下公式：
其中： e ――自然对数的底
f ――钢丝绳在绳槽中的当量磨擦系数
――钢丝绳在绳轮上的包角
T1,T2 ――绳轮两侧的钢丝绳分配的张力
1.2.3 带切口槽的半圆形绳槽当量摩擦系数的计算：
(1) 带切口槽的半圆形绳槽当量摩擦系数可按如下公式计算：
其中： ――下部切口角度值
――槽的角度值
――磨擦系数
= =1.972

(2) 摩擦系数可按如下公式计算：
a. 在装载工况条件下： =0.1
b. 在紧急制停条件下： =，其中v为轿厢额定速度下对应的绳速
v=Rt×V=1×0.75=0.75 m/s，所以，===0.093
c. 在轿厢滞留工况条件下：=0.2
(3) 带切口槽的半圆形绳槽当量摩擦系数的计算：
a. 在装载工况条件下： f=1.972=1.972×0.1=0.1972
b. 在紧急制停条件下： f=1.972=1.972×0.093=0.1834
c. 在轿厢滞留工况条件下： f=1.972=1.972×0.2=0.3944
1.2.4 除轿厢、对重装置以外的其它部件的悬挂质量的计算：
(1) 曳引钢丝绳质量的计算：
曳引钢丝绳质量 ？？ ==8×0.347×57.92×1＝120.6 Kg
(2) 补偿链的悬挂质量的计算：
补偿链悬挂质量 ==0 Kg
(3) 随行电缆的悬挂质量的计算：
随行电缆的悬挂质量 ==1×0.98×57.92 / 2＝28.4 Kg
1.2.5 在轿厢装载工况条件下的曳引校核计算：
(1) 当载有125％额定载荷的轿厢位于最低层站时：
a. ==1688 Kg
b. ==1102.4 Kg
c. =e0.1972×3.1416=1.858
d. ==1.5312 < =1.858
e. 结论：
在轿厢装载工况条件下，当载有125％额定载荷的轿厢位于最低层站时，曳引钢丝绳不会在曳引轮上滑移，即不会打滑。
(2) 当载有125％额定载荷的轿厢位于最高层站时：
a. ==1615.9 Kg
b. ==1202.9 Kg
c. =e0.1972×3.1416=1.858
d. ==1.3433 < =1.858
e. 结论：
在轿厢装载工况条件下，当载有125％额定载荷的轿厢位于最高层站时，曳引钢丝绳不会在曳引轮上滑移，即不会打滑。
1.2.6 在紧急制停工况条件下的曳引校核计算：
(1) 当载有100％额定载荷的轿厢位于最低层站时：
a.
==15829.71 N
b. ==10263.3 N
c. =e0.1834×3.1416=1.7792
d. ==1.5424 < =1.7792
e. 结论：
在紧急制停工况条件下，当载有100％额定载荷的轿厢位于最低层站时，曳引钢丝绳不会在曳引轮上滑移，即不会打滑。
(2) 当空载的轿厢位于最高层站时：
a.
==12452.15 N
b. = =7712.404 N
c. = e0.1834×3.1416=1.7792
d. ==1.6146 < =1.7792
e. 结论：
在紧急制停工况条件下，当空载的轿厢位于最高层站时，曳引钢丝绳不会在曳引轮上滑移，即不会打滑。
1.2.7 在轿厢滞留工况条件下的曳引校核计算：
(1) 本计算考虑的是当轿厢空载且对重装置支撑在对重缓冲器上时的曳引校核。
(2) 具体校核计算如下：
a. ==828.4 Kg
b. ==100.5 Kg
c. =e0.3944×3.1416=3.4523
d. ==8.243 >=3.4523
e. 结论：
当轿厢空载且对重装置支撑在对重缓冲器上时，在轿厢滞留工况条件下，曳引钢丝绳可以在曳引轮上滑移，即打滑。
1.3 结论
符合《GB7588-2003 电梯制造与安装安全规范》中9.3的要求。

2 电梯曳引机的选型计算
2.1 本类型电梯选用的曳引机为交流永磁同步无齿轮曳引机，其主要参数如表8.2：
表8.2
参数名称
参数代号
单位
参数值
备注
曳引机型号

SWTY1-800-100

曳引机额定转速
n
r/min
48

曳引机额定输出转矩

N.m
1015

曳引机最大输出转矩

N.m
1015

曳引机额定功率

KW
5.1

曳引机额定电压

VAC
360

曳引机额定电流

A
12

曳引机额定频率
Fn
Hz
8

曳引轮节径
D
mm
400

电梯曳引比

1:1

曳引机额定效率

%
94

曳引机工作制

S5

曳引机每小时起动次数

h-1
180

曳引机主轴最大允许负荷
Rmax
Kg
6000

2.2 有关电梯曳引机的选型的要求：
(1) 根据曳引机有关额定参数所得电梯的运行速度与电梯额定速度的关系应满足《GB7588-2003 电梯制造与安装安全规范》中12.6中电梯速度的要求，即：当电源为额定频率，电动机施以额定电压时，电梯的速度不得大于额定速度的105%，宜不小于额定速度的92%；
(2) 电梯的直线运行部件的总载荷折算至曳引机主轴的载荷应不大于曳引机主轴最大允许负荷；
(3) 曳引机的额定功率应大于其容量估算；
(4) 电梯在额定载荷下折合电机转矩应小于曳引机的额定输出转矩；
(5) 电梯曳引电机起动转矩应不大于曳引机的最大输出转矩。
2.3 曳引机的选型计算：
2.3.1计算选用参数：
本类型乘客电梯的曳引轮绳槽采用带切口的半圆槽。表8.3中的参数为本计算选用参数。
表8.3
参数名称
参数代号
单位
参数值
备注
本类型电梯轿厢自重
P
Kg
800

电梯额定速度
V
m/s
0.75

电梯平衡系数
q
%
48

额定载重量
Q
Kg
630

电梯提升高度
H
m
57.92

本类型电梯曳引钢丝绳的倍率（曳引比）

1:1

曳引钢丝绳重量

Kg
120.6

补偿链悬挂重量

Kg
0

随行电缆悬挂重量

Kg
28.4

电梯机械传动总效率

%
73

电机轴承摩擦系数

0.04

电机轴承处的轴半径
r
mm
82.5

曳引轮及所有系统滑轮节径
D
mm
400

重力加速度
g
m/s2
9.81

2.3.2电梯额定速度的核算：
(1) 电梯额定速度的核算的设定：
当电动机的输入电源为额定频率60Hz，电动机施以额定电压360VAC时，电动机的转速为36 r/min。
(2) 电梯额定速度应为===0.754 m/s
(3) 结论：
符合本计算中8.2.2(1)中的要求
2.3.3电梯的直线运行部件的总载荷折算至曳引机主轴的载荷的计算：
(1) 电梯的直线运行部件的总载荷计算：
电梯的直线运行部件的总载荷Rall = P+Q+（P+ q×Q）+Wr1+Wr2+Wr3
= 800+630+（800+0.48×630）+120.6+0+28.4
= 2681.4Kg
(2) 电梯的直线运行部件的总载荷折算至曳引机主轴的载荷
R = ==2681.4Kg=26304.534N < Rmax=6000Kg
(3) 结论：
符合本计算中8.2.2(2)中的要求。
2.3.4曳引电机容量的估算：
(1) 曳引电机的容量可按静功率进行计算。
(2) 曳引轮节径线速度的计算：
曳引轮节径线速度VTR===0.754 m/s
(3) 曳引电机的所需静功率估算：
曳引电机的所需静功率N===3.32KW
N=3.32KW < Pn=5.1KW
(4) 结论：
符合本计算中8.2.2(3)中的要求。
2.3.5电梯在额定载荷下的电机转矩的核算：
(1) 电梯的最大不平衡重量计算：
电梯的最大不平衡重量Ts=P+Q+Wr1-（P+q×Q）-Wr2
=800+630+120.6-（800+0.48×630）-0= 448.2 Kg
(2) 电梯在额定载荷下的电机转矩计算：
在此计算中，考虑导向轮、反绳轮及导轨与导靴的摩擦阻力和钢丝绳的僵性阻尼，设效率为85%。
电梯在额定载荷下的电机转矩Ms==
=517.28 N.m < Mn=1015N.m
(3) 结论：
符合本计算中8.2.2(4)中的要求。
2.3.6曳引电机起动转矩的核算：
(1) 摩擦转矩的计算：
？摩擦转矩Mf===173.61N.m
(2) 加速转矩的计算：
a. 电梯直线运动部件换算至曳引轮节圆上的转动惯量计算：
电梯直线运动部件的转动惯量J1===26.814Kg.m2
b. 旋转运动部件的转动惯量计算：
以下表8.4为本类型电梯旋转运动部件的转动惯量计算表。
表8.4
旋转运动部件名称
直径
（m）
质量
（Kg）
mD2
（Kg.m2）
换算至曳引轮的mD2
（Kg.m2）
曳引机旋转部件
0.4
152
24.32
24.32
mD2
24.32
旋转运动部件的转动惯量J2==24.32Kg.m2
c. 总转动惯量的计算：
总转动惯量J=J1+J2=26.814+24.32=51.134Kg.m2
d. 最大起动角加速度的计算：
(a) 轿厢的设计最大起动加速度a为0.4m/s2
(b) 曳引轮圆周处最大切向加速度a1=Rt×a=1×0.4=0.4m/s2
(c) 最大起动角加速度===2/s2
e. 最大加速转矩的计算：
最大加速转矩MD=J×=51.134×2=102.27N.m
(3) 曳引电机起动转矩的计算
曳引电机起动转矩M=Ms+Mf+MD=517.28+173.61+102.27
=793.16 N.m < Mmax=1015 N.m
且，M/Mn=793.16/1015=0.78，一般永磁同步无齿轮曳引机的最大转矩与额定转矩之比在2-2.5间，所以本类型电梯所选用的曳引电机容量已足够了。
(4) 结论：
符合本计算中8.2.2(5)中的要求。
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