Расчет механической части лифта

Расчет массы противовеса

Расчет лифта будем вести по схеме, указанной на рис. 2.1. На данной схеме представлено два варианта уравновешивания тяговых канатов (с помощью компенсирующей цепи, а также УКЗЛ). Выбор того или иного варианта уравновешивания будет осуществлен при дальнейшем расчете.

рис. 2.1. Расчетная схема лифта

Для определения массы противовеса требуется предварительзо задать массу кабины лифта. Примем массу кабины лифта, равную 570 кг.

Предварительный выбор тягового каната

В соответствие с Европейским Стандартом EN 81−1:1998 номинальный диаметр тяговых канатов должен быть не менее 8 мм.

Наиболее часто в лифтах используются канаты двойной свивки из прядей одинаковой структуры, в которых пряди свиваются с одинаковым шагом.

При выборе типа каната будем опираться на исследования, проведенные профессором К. Фейрером в Университете Штутгарта. Данные исследования были посвящены испытаниям по сравнению фактических разрывов проволок со значениями, принятыми в немецком стандарте DIN 15 020 и ISO 4309 при испытании на изгиб (см. табл. 2.2.1).

Таблица 2.2.1. Критическое число разрывов проволок канатов лифта.

Несмотря на то, что внешний слой канатов односторонней свивки оставался целым, на внутренних проволоках могло быть большое число разрывов. Таким образом, канаты односторонней свивки следует применять только тогда, когда производится неразрушающий магнитный контроль. Тоже относится к шкивам с пластиковой футеровкой ручья.

В европейской практике наиболее широко используются следующие три типа канатов:

1. Канат двойной односторонней свивки 6×19 (9/9/1).

Такая конструкция означает 6 прядей, по 19 проволок в каждой (9 во внутреннем слое, 9 во внешнем и 1 сердечник) (см. рис. 2.2.1.).

Наличие в наружном слое прядей проволок большего диаметра означает увеличенную поверхность контакта и более низкому давлению между проволоками слоев навивки, а значит к гораздо большему сроку службы по сравнению с используемыми ранее канатами обычной свивки.

Рис. 2.2.1. Канат двойной односторонней свивки 6×19 (9/9/1)

2. Канат двойной односторонней свивки 6×19 (12/6+6F/1).

В этом канате 6 проволок меньшего диаметра размещены между наружными и внутренними слоями проволок каждой пряди, заполняя пустые промежутки (рис. 2.2.2.). Это улучшает контакт между слоями и способствует сохранению формы каната. При расчете каната на прочность наличие дополнительных заполняющих проволок не учитывается.

Рис. 2.2.2. Канат двойной односторонней свивки 6×19 (12/6+6F/1)

3. Канат двойной односторонней свивки 8×19 (9/9/1).

На рис. 2.2.3 показана конструкция этого каната.

Рис. 3.2.3. Канат двойной односторонней свивки 8×19 (9/9/1)

Он превосходит 6-и прядные канаты по нескольким показателям: обладает большей гибкостью и усталостной прочностью; лучше соответствует форме ручья шкива и перемещается более плавно; площадь контакта между проволоками и ручьями больше; он выдерживает большее число перегибов, что способствует увеличению срока службы.

Канат имеет меньшую устойчивость к абразивному износу по сравнению с эквивалентными по размеру канатами 6×19, т.к. проволоки наружного слоя имеют меньший диаметр. Также, разрушающая нагрузка ниже, чем в канате 6×19.

Показатель усталостной прочности канатов 6×19 (9/9/1) иногда ниже, чем у 6×19 (12/6+6F/1) или 8×19 и поэтому из-за своей более жесткой конструкции они требуют применения канатоведущих шкивов и блоков большего диаметра. Кроме того, рекомендуется применять 6×19 канаты (12/6+6F/1) с клиновыми профилем (V) ручья тягового шкива, тогда как все остальные типы канатов рекомендуется применять при использовании шкивов с полукруглым профилем ручья (U) или полукруглым с подрезом.

Канаты типа 6×19 (9/9/1) следует использовать преимущественно там, где требуются небольшой диаметр поперечного сечения.

Расчет каната производится при следующих исходных данных:

Номинальная грузоподъемность Q=400 кг Масса кабины Q_к=570 кг Масса противовеса.

Высота подъема H=33,6 м Номинальная скорость V=1,0 м/с Канатный фактор (кратность подвески) i=1.

.

где f — коэффициент запаса, предварительно допустим, что f=12;

n — число канатов, зададимся минимально допустимым n=4;

N — минимальная разрушающая нагрузка;

g=9,81 — ускорение свободного падения Получим:

откуда.

Для данной разрущающей нагрузки подходят:

Группа конструкции 6×19:

номинальный диаметр d=8 мм, общая разрушающая нагрузка 114,2 кН фактический коэффициент запаса 12,001.

номинальный диаметр d=10 мм, общая разрушающая нагрузка 175,6 кН фактический коэффициент запаса 18,451.

Группа конструкции 8×19:

номинальный диаметр d=8 мм, общая разрушающая нагрузка 126,8 кН фактический коэффициент запаса 13,325.

номинальный диаметр d=10 мм, общая разрушающая нагрузка 198 кН фактический коэффициент запаса 20,808.

Тяговому канату с большим номинальным диаметром (10 мм) следует отдать предпочтение с целью уменьшения контактного давления в ручьях КВШ и увеличения срока службы канатов и ручьев. В европейской практике иногда используются канаты даже с большим диаметром, чтобы удовлетворить этим требованиям.

Окончательный выбор каната будет произведен после определения параметров КВШ и проверки соответствия фактического коэффициента запаса минимальному, указанному в стандарте EN 81−1:1998.