G4 2.7 轿架受力强度及安全系数计算

轿架受力及安全系数计算

20150906

上海中联重科电梯有限公司

轿架受力及安全系数计算

20150906

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目

1

2 录 轿厢悬吊方式 . ....................................................................................................................................................... 1 相关参数 ............................................................................................................................................................... 1

2.1

2.2

2.3

2.4 轿厢基本参数 . ...................................................................................................................................................... 1 轿架结构参数 . ...................................................................................................................................................... 2 拉杆相关参数 . ...................................................................................................................................................... 3 轿底托架槽钢参数 ............................................................................................................................................... 3

3 拉杆、拉条强度计算 ............................................................................................................................................ 4

3.1 拉条与托架连接处受力计算 ............................................................................................................................... 4

3.2 拉杆安全率校核 ................................................................................................................................................... 5

3.2.1 拉条螺栓应力校核 . ...................................................................................................................................... 5

3.2.2 拉条应力校核 . .............................................................................................................................................. 5

3.2.3 拉板应力校核 . .............................................................................................................................................. 5

3.2.4 轿底托架粱校核 . .......................................................................................................................................... 6

3.3 拉杆疲劳安全率校核 ........................................................................................................................................... 6

轿架受力及安全系数计算

1 轿厢悬吊方式

轿厢悬吊方式示意图

2 相关参数

2.1

P1=616mm

P2=537.5mm P3=70mm LR1=270mm LF1=1246mm

LR2=270mm LF2=1220mm

2.4 轿底托架槽钢参数 槽钢断面图

H=14.4cm

W=6.5cm

t=0.4cm

截面面积A 2=9.67cm2

惯性矩I 2=265.1cm2

断面系数Z 2=39.27cm3

托架以上重W 1=319.85kg：

3 拉杆、拉条强度计算

3.1 拉条与托架连接处受力计算

W0

拉杆处受力图

拉条变形量：δ1；引起变形的力：W 01 托架梁变形量：δ2；引起变形的力：W 02

前侧重量W0用Wo f 表示

W 0fMAX= 1+a ×W0fMIN W1+b×WL +Wt W1= 1−a ×W 0fMAX=400.16kg⇒ W 0fMIN=67.97kg

前侧重量W0用Wo r 表示

W1+b×WL W 0rMAX= 1+a ×+Wc W1W 0rMIN= 1−a ×W 0fMAX=559.46kg ⇒ W 0fMIN=67.97kg

a) 所受外力总和为：

b) 由图受力分析可得：

c) 由胡克定律可得：

FnΔI=E× ⇒δ1=LR∙sinθ∙ W01×

d) 由挠度方程可得

P3

δ2=W022

LR×A12+LF×A11

A11×A12×sin2θ× 3I2 W 0=W01+W02 δ1=δ2×sinθ A11 综合a ）b ）c ）d ）可得

将带入上述公式可得

W02=+R12F11A11×A12×sinθ ×W 0 W01=W0−W02

W01fMAX=316.40kg（前侧拉条受最大力） W

01fMIN=53.74kg （前侧拉条受最小力）

W01rMAX=407.73kg（前侧拉条受最大力）

W01rMIN=49.54kg（前侧拉条受最小力）

将带入上述公式可得

W02fMAX=83.76kg（前梁受最大力） W

02fMIN=14.23kg 前梁受最小力

W02rMAX=151.72kg（后梁受最大力）

W02rMIN=18.43kg（后梁受最小力）

3.2 拉杆安全率校核

根据胡克公式

σ=

疲劳载荷安全系数计算公式

Sf=

WAσbp

σb−轿架疲劳载荷计算应力，Mpa σp−轿架材料强度极限，MPa

3.2.1 拉条螺栓应力校核

σ1fMAX=σ1fMIN=σ1rMAX=σ1rMIN=

轿底托架梁安全系数：

Sf=

校核：

结论：满足条件

3.2.2 拉条应力校核

σ1fMAX =

轿底托架梁安全系数：

S f =

校核：

结论：满足条件

3.2.3 拉板应力校核

σ1fMAX =

轿底托架梁安全系数：

W 01fMAX

A =126.56kg/cm2 12

W 01fMAX

A =157.36kg/cm2 11

W01fMAX2 As=201.53kg/cm W01fMIN2 As=34.23kg/cm W01fMAX2 =201.53kg/cm AsW01fMIN2 As=34.23kg/cm

4100

=15.9 1MAX

Sf=15.9>7.5

4100

=20.22 1MAX

S f =20.22>7.5

S f =

校核：

结论：满足条件

3.2.4 轿底托架粱校核

σ2fMAX =

轿底托架梁安全系数：

S f =

校核：

结论：满足条件

3.3 拉杆疲劳安全系数校核 3.3.1 拉杆变形量

4100

=25.14 1MAX

S f =25.14>7.5

W 01fMAX ∙P1

Z =131.38kg/cm2 2

4100

=19.75 1MAX

S f =19.75>7.5

δ=

F∙l

E∙A

a) 前侧拉杆形变量：

W01fmax× sinθ1×LR1 W01fmax× sinθ1×LF1 δ1f=+=0.08cm

1112b) 后侧拉杆形变量：

W01rmax× sinθ2×LR2 W01rmax× sinθ2×LF2 δ1r=+=0.1cm

11123.3.2 拉杆疲劳安全系数

疲劳载荷安全系数计算公式

Sf=

σbp

σb−轿架疲劳载荷计算应力，Mpa σp−轿架材料强度极限，MPa

3.3.2.1 螺纹处疲劳强度安全系数

a) 前部螺纹

应力平均值计算：

σm1=

应力幅计算

σa1=

疲劳安全系数计算：

σ01fMAX+σ01fMIN

=117.8kg/cm2

σ01fMAX−σ01fMIN

=83.65kg/cm2

Sf=

1 σ+

p

σa1σm 1σs

疲劳极限：σp =1400kg/cm2； 破断力：σs =7000kg/cm2

带入公式得

Sf=13.06>2

结论：满足要求 b) 后部螺纹

应力平均值计算：

σm1

应力幅计算

σ01rMAX+σ01rMIN ==145.63kg/cm2

σ01rMAX−σ01rMIN

=114.08kg/cm2

Sf=

1

σa1σp

σm 1σs

σa1=

疲劳安全系数计算：

+

疲劳极限：σp =1400kg/cm2； 破断力：σs =7000kg/cm2

带入公式得

Sf=9.78>2

结论：满足要求

3.3.2.2 拉杆处疲劳强度安全系数

a) 前部拉条

应力平均值计算：

σm1=

应力幅计算

σa1=

疲劳安全系数计算：

σ01fMAX+σ01fMIN

=92.05kg/cm2

σ01fMAX−σ01fMIN

=65.32kg/cm2

Sf=

1 σ+

p

σa1σm 1σs

疲劳极限：σp =1400kg/cm2； 破断力：σs =7000kg/cm2

带入公式得

Sf=16.72>2

结论：满足要求 b) 后部拉条

应力平均值计算：

σm1=

应力幅计算

σa1=

疲劳安全系数计算：

σ01rMAX+σ01rMIN

=113.71kg/cm2

σ01rMAX−σ01rMIN

=89.08kg/cm2

Sf=

1 σ+

p

σa1σm 1σs

疲劳极限：σp =1400kg/cm2； 破断力：σs =7000kg/cm2

带入公式得

Sf=12.52>2

结论：满足要求

3.3.2.3 拉处疲劳强度安全系数

c) 前部拉板

应力平均值计算：

σm1=

应力幅计算

σa1

疲劳安全系数计算：

σ01fMAX+σ01fMIN

=74.03cm2

σ01fMAX−σ01fMIN ==52.53cm2

Sf=

1

σa1σp

σm 1σs

+

疲劳极限：σp =1400kg/cm2； 破断力：σs =7000kg/cm2

带入公式得

Sf=20.79>2

结论：满足要求 d) 后部拉板

应力平均值计算：

σm1=

应力幅计算

σa1=

疲劳安全系数计算：

σ01rMAX+σ01rMIN

=91.45cm2

σ01rMAX−σ01rMIN

=71.64cm2

Sf=

1 σ+

p

σa1σm 1σs

疲劳极限：σp =1400kg/cm2； 破断力：σs =7000kg/cm2

带入公式得

Sf=15.57>2

结论：满足要求

3.4 拉杆焊接强度校核

τ=

结论：满足要求

3.5 拉板连接孔处应力

σ=

结论：满足要求

W0MAX

=453.04kg/cm2

3.6 拉板、侧梁连接螺栓强度校核

螺栓规格

M16螺栓有效截面面积As 1.57cm 2

有效节径ds

d

1.41cm

螺栓剪应力τ

259.70kg/cm2螺栓弯曲应力σ

σ M W t d 367.3653kg/cm2

结论：满足要求

4 轿底托架强度校核