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
12、0 +( 链 d 链 )/R11=1+/6x0.028+(0.3x0.0143/1.79)=1.017链轮上的阻尼系数 C 链C 链 =（ 链 d 链 + 轮 d 轮 ）/D 0=(0.3x0.0143+0.01x0.11)/0.777=0.00694.1.2 满载上升时各区段上张力计算张紧端取弹簧张力 A 为 4900NS6=S5（1+ 2C 链 ）+ q 梯 D0 (1- C 链 )= S5 (1+2x0.0069)+799x0.777(1-0.0069)=1.0138 S5 +617A=1.2(S5+ S6)=4900所以 S5 =1721.3N S6=2362NS7= S6+ q 梯
13、l6-7 C0=2362+799x0.458x0.028=2372NS8= S7+( q 梯 + q 人 ) l7-8C0 =2372+(799+2643)x0.602x0.028=2430NS9= S8(CR+ 2C 0) +( q 梯 + q 人 )RC 0 (1-COS)=2430x1.017-2(/6)x0.028+(799+2643)x1.79x(/6)x0.028-(1-COS35)=1665NS10= S9+( q 梯 + q 人 ) l9-10(SIN+C 0 COS)=1665+(799+2643)x9.852x(SIN35+0.028COS35)=19443N12S11=
14、S10 CR +( q 梯 + q 人 ) RC 0 +(1-COS)=19443x1.017+(799+2643)x1.79(/6)x0.028+(1- COS35)=20689NS12= S11+( q 梯 + q 人 ) l11-12 C0=20689+(799+2643)x0.459x0.028=20733NS13= S12+ q 梯 l12-13C0=20733+799x0.4x0.028=20742NS4= S5-q 梯 l4-5C0=1721-799x0.620x0.028=1707NS 3= S4(CR-2 链 d 链 /R)+q 梯 R(1-COS)+C 0 =1707x(1
15、.017-2x0.3x0.0143/1.79+799x1.79x(1- COS35)+ (/6)x0.028=1940NS2= S3 +q 梯 l2-3(SIN-C 0 COS)=1940+799x9.840x(SIN35-0.028 COS35)=5680NS1= S2 (2-CR)+q 梯 R(1-COS)-C 0=5680x(2-1.017)+799x1.79x(1- COS35)-0.028x(/6)13=5754NS0= S1 -q 梯 l0-1 C0=5754-799x1.271x0.028=5726N3.1.3 满载上升时的圆周力 P 上P 上 = S13 S0+( S13 +
16、S0) C 链 - q 梯 De=20724-5726+(20724+5726)x0.0069-799x0.777=14578N3.1.4 驱动梯级满载上升时所需功率为 N 梯N 梯 =SV/(102x9.8)=(14578x0.495)/(102x9.8)=7.21kw4.2 扶手牵引力计算4.2.1 已知数据序号 代号 含 义 数据及说明1 q 人 乘客对扶手带的线载荷 4.5N/m2 Q 扶 每米扶手带的重量 25N/m3 驱 驱动滑轮与扶手间磨擦系数 0.54 曲线段的包角 圆弧段为 ，其它/6 5 Fl1 扶手胶带对滑轮群滚动磨擦系数 0.56 0 滑轮承轴的磨擦系数 0.017 d
17、1 滑轮轴颈 1.5cm8 g 扶手胶带与扶手导轨间磨擦系数 0.39 D1 滑轮群轴颈 3.510 fl2 扶手胶带对滑轮群的磨擦系数 0.311 d3 托辊轴的直径 12cm12 D3 托辊的直径 7cm13 fl3 fl3=fl1 0.5cmL0-1=0.071m L1-2=10.652m14L2-3=1.50m L4-5=1.084mL6-7=9.621m L8-9=1.417mL10-0=2.033m 扶手带在曲线段的阻力系数 CR(1) 扶手胶带在导轨上滑动时= g+0.01=0.31CR =l =l0.31x/6 =1.17(2) 扶手胶带在滑轮群上运动时=(2f+ 0d1)/
18、D1+ 0=(2x0.5+0.01x1.5)/2+0.01=0.3CR =l =l0.31x =2.57直线段阻力系数 C0(1)扶手胶带在导轨上滑动时15C0= g=0.3(2)扶手带在托辊上运动时C0=(2 fl3+ 0d1)/ D3=(2x0.5+0.01x1.5)/6=0.173.2.2 满载上升时扶手系统各点张力计算（圆弧段 R=0.352）根据结 构可使 S2=0 S3= S2 +q 扶 L2-3 g=0+25x1.5x0.3=11NS4= S3CR +q 扶 (1-COS)=11x2.57+25x0.352x(1-COS35)=46NS5= S4+(q 扶 + q 人 ) L4-
19、5 C0=46+(25+45)x1.084x0.3=69NS6= S5CR +(q 扶 + q 人 )R(1-COS)=69x1.17+(25+45)x2.2x(1-COS35)=101NS7= S6 +(q 扶 + q 人 ) L6-7(C0COS+SIN)=101+(25+45)x9.621x(0.3 COS32+ SIN35)=613NS8= S7CR +(q 扶 + q 人 )R(1-COS)=613x1.17+(25+45)x2.2x(1-COS345)=737NS9= S8 +(q 扶 + q 人 ) L8-9C0 =737+(25+45)x1.417x0.316=767NS10=
20、 S9CR -q 扶 R(1-COS)=767x2.57-25x0.352x(1-COS35)=1954NS0= S11 +q 扶 L10-0C0=1954+25x2.033x0.3=1969NS1= S2-q 扶 L1-12(C0COS-SIN)=0-25x10.652x(0.17x COS35- SIN35)=94NS1-0= S1-q 扶 L0-1C0=94-25x0.071x0.3=93N4.2.2 满载上升时驱动扶手带所需功率 N 扶扶手带驱动处的圆周力 SS=S0-S1-0=1969-93=1876N满载上升时驱动一条扶手带所需功率为 N1N1=SV=1876x0.495=928w
21、=0.928kw满载上升时驱动两条扶手带所需功率 N 扶N 扶 = 2N1 =1.856kw4.3 功率计算：由梯路和扶手所引起的在驱动主轴上的总功率为17N 总 =（N 梯 + N 扶 / 扶 ）/式中： 扶 驱动扶手带的链传动和磨擦传动的效率 扶 = 链 摩 =0.97x0.98=0.951电机 Z1 曳引主轴的效率= 扶 链 =0.93x0.97=0.902N 总 =(7.21+1.856/0.95)/0.902=10.05kw所选电机功率为 11kw。4.驱动链条的强度校核P 驱 = P 上 . (De/ D 驱 )+S.(D 扶 /D 驱 ).(1/ 扶 )=14578x(0.777/0.703)+2x1876x(0.470/0.703)x(1/0.931)=18807.4安全系数 n= P2/ P 驱 =111200/18807.4=5.91安全系数大于 5，满足要求5.曳引链条强度校对 安全系数 n 曳 = P1/ P 上 =222400/14578=15.26安全系数远大于 5，满足要求。
