电梯轿厢架强度计算

摘 要：介绍了TKJ 1000 /1.75-Jx（SF）电梯轿厢架受力分析，强度校核以及应注意的一些问题。

关键词：轿厢架；强度；力矩；预紧力

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

轿厢架是电梯的关键部件，在产品设计时必须对其进行强度计算。下面以某厂开发的TKJ1000/1.75-JX（SF）乘客电梯为例进行轿厢架的受力分析，强度计算及应注意的几个问题。

1 参数及材料几何特性

（1）额定载重量：Q=1000kg

（2）轿厢自重：P=1150kg

（3）随行电缆重量：W1=108kg

（4）轿厢宽度：B=1.6m

（5）上下导靴之间的垂直距离：H=3.56m

（6）上下梁跨度：L0=1.73 m

（7）立梁跨度：L=3.03 m

（8）许用正应力：[σ]=80MPa（A3钢，安全系数n=5）

（9）材料弹性模量：E=2.1×105 Mpa

（10）许用挠度：[y]=1.8 ×10-3 m

（11）许用细长比：[λ]=120

（12）螺栓许用剪应力：[τ]=80Mpa

2 轿厢架结构简图及上、下梁和立梁几何特性计算

（1）轿厢架结构简图（图1）。

（2）几何特性计算。

A、上、下梁几何特性计算结果：

Wx=2.24×10-4m3； Ix=2.5×10-5m4

B、立梁几何特性计算结果：

Wy=1.52×10-5m3； Iy=1.00×10-6m4

Iy=2.64×10-2m； A=1.43×10-3m2

以上计算过程省略。

上式中：I为梁横截面的惯性矩，W为抗弯截面模量，A为梁的横截面积。

3 上梁强度计算

按简支梁计算，受力图见图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

结论：安全。

4 下梁强度计算

按简支梁计算，受力图见图（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

计算结果：安全。

（下转第26页）

（上接第29页）

5 立梁计算

立梁受拉伸和弯曲组合应力，应进行下列三方面校核。

（1）强度校核：

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） 惯性矩：

设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） 細长比：

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

计算结果：安全。

6 轿厢架连接螺栓预紧力计算

螺栓规格：M16×140

（1）上梁螺栓预紧力Qp的计算：

取动载系数K=1.2； 摩擦系数u=0.3

Qp≥KF/Zi

式中：拉力F=（P+Q+W1+W3）g/2=12705 N

螺栓数量Z=8，接合面数i=2

Qp≥1.2×12705/0.3×8×2=3176 N

取Qp=4 KN

（2） 下梁螺栓预紧力Qp的计算：

下梁螺栓数量 Z=6

Qp≥1.2×12705/0.3×6×2=4235 N

取Qp=5KN

由以上的强度校核验算可得出结论：轿厢架所确定的几何尺寸及参数合适。轿厢架上梁螺栓预紧力Qp取4KN，下梁螺栓预紧力QP取5KN。

参考文献：

[1]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]胡家秀，机械基础[M].北京：机械工业出版社，2003.

作者简介：朱双霞（1969-），女，江苏江都人，硕士，主要研究方向：机械设计与制造。