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曳引钢丝绳安全系数

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曳引钢丝绳安全系数
8 . 2.1   定义
安全系数是指装有额定载荷的轿厢停靠在最低层站时,一根钢丝绳的最小破断负荷 (N) 与这根钢丝绳所受的最大力 (N) 之间的比值。
8 . 2.2   要求
1 ) 曳引钢丝绳安全系数实际值 S ≥按 GB7588-2003 的附录 N 得到的曳引钢丝绳许用安全系数计算值 S f ;
2 ) 曳引钢丝绳安全系数实际值 S ≥按 GB7588-2003 的 9.2.2 条款规定的 曳引钢丝绳许用安 全系数最小值 S m   :
① 对于用三根或三根以上钢丝绳的曳引驱动电梯为 12 ;
② 对于用两根钢丝绳的曳引驱动电梯为 16 ;
③ 对于卷筒驱动电梯为 12 。
8 . 2.3  校核步骤
1 ) 求出 给定 曳引系统悬挂绳安全系数实际值 S
  S=Tnm/(P+Q+Hnrq)g
式中:
T — 钢丝绳最小破断载荷, N ;  n — 曳引绳根数;   m — 曳引钢丝绳倍率; P — 轿厢自重, kg ;  
Q — 额定载荷 ,kg ;  H — 轿厢至曳引轮悬挂绳长度(约等于电梯起升高度), m ;  
q — 钢丝绳单位长度重量, kg/m ; g— 重力加速度。
2 ) 按 GB7588-2003 的附录 N 计算出 给定 曳引系统钢丝绳许用安全系数计算值 S f
S f 是考虑了曳引轮绳槽形状、滑轮数量与弯曲情况所得到的 给定 曳引系统钢丝绳许用安全系数计算值,按以下求得:
① 求出考虑了曳引轮绳槽形状、滑轮数量与弯曲情况,折合成 等效的滑轮数量 N equiv
N equiv    = N equiv(t)  + N equiv(p)
式中: N equiv(t)   — 曳引轮的等效数量 . N equiv(t)  的数值从表 N1 查得。
N1

曳引钢丝绳安全系数

曳引钢丝绳安全系数

N equiv(p)   — 导向轮的等效数量
N equiv(p)  =  K p  ( N ps  + 4  N pr )
式中:
N ps — 引起简单弯折的滑轮数量;
N p — 引起反向弯折的滑轮数量;反向弯折仅在下述情况时考虑,即钢丝绳与两个连续的静滑轮的接触点之间的距离不超过绳直径的 200 倍。
K p — 跟曳引轮和滑轮直径有关的系数

曳引钢丝绳安全系数

曳引钢丝绳安全系数
式中:
D t — 曳引轮的直径;
D p — 除曳引轮外的所有滑轮的平均直径。
② 根据曳引轮直径与 悬挂绳 直径的 D t /d r 比值、 等效的滑轮数量 N equiv ,从 下图 N1 查得 许用 安全系数计算值 S f :

曳引钢丝绳安全系数

曳引钢丝绳安全系数
N1
图中的 16 条曲线分别对应 N equiv 值为 1 、 3 、 6 、 18 ……… 140 时随 Dt/dr 值变动的 许用 安全系数 S f 数值 曲线 ,根据计算得到的 N equiv 值选取向上的最近线。若需要精确可用插入法取值。
3 ) 校核

曳引钢丝绳安全系数

曳引钢丝绳安全系数
S ≥ S f ; 且 S ≥ S m   , 曳引钢丝绳安全系数校核通过。
例: 某电梯 Q= 1 5 00kg ; P= 20 00kg ; H= 50m ; 采用 4 根 Φ 13 钢丝绳 ,  最小破断载荷 T=74300N ; q= 58.6kg / 100m ;曳引结构如图, U 型带切口曳引绳槽, β =90 º ,  验算钢丝绳安全系数。
解: ①求出 给定 曳引系统悬挂绳安全系数实际值 S
  

曳引钢丝绳安全系数

曳引钢丝绳安全系数
式中: T — 钢丝绳最小破断载荷, T=74300N ;  n — 曳引绳根数 ,n= 4 ;  m — 曳引比 ,m=2 ; P — 轿厢自重, p= 20 00kg ; Q — 额定载荷 ,q= 1 5 00kg ;  H — 轿厢至曳引轮悬挂绳长度 ,  约等于电梯起升高度 h= 50m ;  q — 钢丝绳单位长度重量, q= 58.6kg / 100m ; — 重力加速度。

曳引钢丝绳安全系数

曳引钢丝绳安全系数
②按 GB7588-2003 的附录 N 计算出 给定 曳引系统钢丝绳许用安全系数计算值 S f
a)   求出考虑了曳引轮绳槽形状、滑轮数量与弯曲情况,折合成 等效的滑轮数量 N equiv
N equiv    = N equiv(t)  + N equiv(p)
式中 N equiv(t)   — 曳引轮的等效数量 ; N equiv(p)  — 导向轮的等效数量
N equiv(t)  的数值从表 N1 查得 , U 型带切口曳引绳槽 , β =90 º 时 ,   N equiv(t) =5
N equiv(p)  =  K p  ( N ps  + 4  N pr )
式中: N ps — 引起简单弯折的滑轮数量,本系统设置了两个动滑轮,即 N ps  =2 ;
N pr — 引起反向弯折的滑轮数量,根据反向弯折仅在钢丝绳与两个连续的静滑轮的接触点之间的距离不超过绳直径的 200 倍时才考虑的规定,本系统没有反向弯曲,即 N pr =0 ;
K p — 跟曳引轮和滑轮直径有关的系数,本系统曳引轮的直径 D t = 600mm ; 除曳引轮外
有滑轮的平均直径 D p = 500mm ; K p= ( D t /D p ) 4 = ( 600/500 ) 4 =2.07
N equiv(p)  =  K p  ( N ps  + 4  N pr )=2.07 2+4 0 ) =4.1
N equiv    = N equiv(t)  + N equiv(p)  =5+4.1=9.1
b) 根据曳引轮直径与 悬挂绳 直径的 D t /d r 比值、 等效的滑轮数量 N equiv ,   从 图 N1 查 得 许用 安全系数计算值 S f
曳引轮的直径 D t = 600mm ;悬挂绳 直径 d r = 13mm , D t /d r =600/13=46, N equiv   =9.1 , 选取 向上的最近线 N equiv   =10 。横坐标 D t /d r =46 与 N equiv   =10 的曲线交汇点为 15 ,即 S f =15 。
③校核 : 本系统曳引绳根数 n= 4 ,按 GB7588-2003 的 9.2.2 条款规定, 曳引钢丝绳许用安全系数最小值 S m =12 ;已 查 得 许用 安全系数计算值 S f =15 ; 已求出安全系数实际值  S=1 6 . 2 ,
   S > S f   S > S m   , 曳引钢丝绳安全系数校核通过。
8 . 3    曳引电动机容量
  按下式计算:

曳引钢丝绳安全系数

曳引钢丝绳安全系数
式中:
N— 电动机功率( kW );  K— 电梯平衡系数;
    Q— 额定载重量( kg );  V— 额定速度( m/s );
η — 曳引传动总机械效率,对使用蜗轮付曳引机的电梯η =0.5-0.65 (可根据曳引机传动比估算,传动比越大效率越低) ,   对无齿轮曳引机电梯η =0.8-0.85,
  例: 电梯额定载重量 Q= 1000kg ,额定速度 v= 1 m /s,  平衡系数 k=0.45 ,蜗轮付曳引机减速比为 I=32 ,求曳引电动机功率 N 。
解: I=32 的蜗轮付曳引机,总机械效率取较小值,η≈ 0.55

曳引钢丝绳安全系数

曳引钢丝绳安全系数
8 . 4  曳引机输出扭矩
  按下式计算:

曳引钢丝绳安全系数

曳引钢丝绳安全系数
式中 :
M 1 — 电动机额定功率时曳引机低速轴输出的扭矩, Nm ;
  N 1 — 电动机额定功率, kW ;   — 电机额定转速 ,r/min ;
η 一曳引机总效率,由曳引机厂提供;或根据蜗杆头数 Z 1 及减速箱速比 I 来估算,
Z 1 =1 , η =0.75 ~ 0.70 ;  Z 1 = 2 , η =0.82 ~ 0.75 ;  Z 1 = 3 , η =0.87 ~ 0.82 ;
I 数值大 , 效率取较小值   。
8.5  曳引机输出轴最大静载荷
  按下式计算:

曳引钢丝绳安全系数

曳引钢丝绳安全系数
式中 :
T— 曳引机输出轴最大静载荷(以 125% 额定载荷,轿厢在最低层站工况计算), kg :
n 1 — 曳引绳根数; q 1 — 钢丝绳单位长度重量 , kg/m ;  n 2 — 平衡链根数; k— 平衡系数;
q 2 — 平衡链单位长度重量, kg/m ;   H— 提升高度, m ; — 钢丝绳在曳引轮的包角,角度值。
8 . 6    曳引机的盘车力
  按下式计算:

曳引钢丝绳安全系数

曳引钢丝绳安全系数
式中 :
F— 提升有额定载荷的轿厢曳引机盘车手轮所需的操作力, N ;
k— 平衡系数; Q— 额定载重量( kg ); D 1 — 曳引轮直径, mm ; D 2 — 盘车轮直径, mm ;
r— 曳引钢丝绳的倍率; I— 曳引机减速比:η — 曳引传动总机械效率,对使用蜗轮付曳引机的电梯η≈ 0.5-0.65 (可根据曳引机传动比估算,传动比越大效率越低) ,  对无齿轮曳引机电梯η =0.8-0.85 ; — 重力加速度。
:  电梯额定载重量 Q= 2000kg ,曳引钢丝绳的倍率 r =2 ,平衡系数 k=0.5 ,曳引轮直径 D= 640mm ,盘车手轮直径 d= 400mm , 减速器减速比为 I=32 ,机械传动总效率η =0.65 。
如不设紧急电动运行装置,提升有额定载荷的轿厢提升有额定载荷的轿厢手动盘车时作用在手轮上的力 F 是否符合要求? ( 不考虑曳引钢丝绳、随行电缆自重 )
解:   电梯额定载重量盘车时作用在手轮上的力

曳引钢丝绳安全系数

曳引钢丝绳安全系数
标准规定手动盘车所需力应不大于 400N , F= 186 N , 小于规定值,符合要求。
8.7  轿厢运行速度  
  按下式计算:

曳引钢丝绳安全系数

曳引钢丝绳安全系数
式中: v j — 轿厢运行速度, m/s ;   D—— 曳引轮直径, mm  ;
n—— 电动机转速 , r/min ;     r— 曳引钢丝绳的倍率;   I— 曳引机减速比。  
例: 某电梯额定运行速度 v = 2.0m /s ,额定载重量 Q = 1000kg ,轿厢内装 500kg 的砝码,向下运行至行程中段测得电机转速 n = 1450r/min 。减速器减速比 I   = 46 : 2 ,   曳引钢丝绳的倍率 r =1, 曳引轮节圆直径为 630mm ,平衡系数 K = 0.5 。问轿厢运行速度是多少?是否符合规定?
解:

曳引钢丝绳安全系数

曳引钢丝绳安全系数
速度偏差 = ( v j - v   ) /   v  = (2.078 - 2)/2=0.039=3.9 %
标准规定电梯轿厢在 50% 额定载重量时,向下运行至中段时的速度不大于 105% ,不小于 92% ,该梯速度 偏差为 3.9 % , 符合要求。

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