CN204434036U - 一种超大汽车电梯平衡机构装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超大汽车电梯平衡机构装置，包括：曳引系统、平衡系统和支架系统，所述的曳引系统由两个轿顶返绳轮、一个曳引轮、一个对重返绳轮和曳引钢丝绳组成；所述的平衡系统由两个平衡系统的机房导轮、一个平衡重和平衡重吊挂绳组成，两个平衡系统的机房导轮设在井顶的同一平面上，本实用新型的贡献在于提供了一种超大汽车电梯平衡机构装置，在保证曳引能力的条件下，确定轿厢自重，多余重量为平衡重的重量，解决了因轿厢自重大，对重的重量也相应大，对曳引机的主轴压力也大，解决了曳引机载重大会加大各机构的负荷和影响曳引机使用寿命的问题。

Description

一种超大汽车电梯平衡机构装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽车电梯，特别是涉及一种超大汽车电梯平衡机构装置。

背景技术

汽车电梯载重大，由于汽车要进入轿厢，轿厢由于面积大，如5000kg曳引传动汽车电梯，要求轿厢面积3000×7200＝21600000mm²＝21.6m²，最大提升高度H＝30-50m。针对这种电梯的使用要求，我们按三框架六导轨结构设计轿厢，轿厢自重7500kg左右，轿厢自重大，对重的重量也相应大，对曳引机的主轴压力也大，曳引机载重大会加大各机构的负荷，影响曳引机使用寿命，另外曳引轮比压大加快曳引轮的磨损，曳引钢丝绳拉力过大，不能满足安全系数的要求，如果安全钳动作，对主导轨的压弯力也大，主导轨强度有较大影响，如果轿厢撞击缓冲器，撞击力大，对轿厢下梁、底板梁、拉杆等构件的强度也有较大的影响。为了减小以上由轿厢自重过大带来的多种不利影响，有必要设计一种超大汽车电梯平衡机构装置。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种超大汽车电梯平衡机构装置，使电梯各机构受力相对减小，可以解决汽车电梯“安全受到有效控制”的要求。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种超大汽车电梯平衡机构装置，包括：曳引系统、平衡系统和支架系统，所述的曳引系统由两个轿顶返绳轮、一个曳引轮、一个对重返绳轮和曳引钢丝绳组成，两个轿顶返绳轮设在同一水平面上并固定在轿厢上端，曳引轮固定在电梯井道的井顶上，曳引钢丝绳的其中一端固定在井顶上，曳引钢丝绳先绕过两轿顶返绳轮下端，再按序绕过曳引轮和对重返绳轮，曳引钢丝绳另一端与井顶固定连接，对重返绳轮连接对重；所述的平衡系统由两个平衡系统的机房导轮、一个平衡重和平衡重吊挂绳组成，两个平衡系统的机房导轮设在井顶的同一平面上，其中平衡系统的机房导轮一设在轿厢的上方，平衡系统机房导轮二设在井顶的一侧，平衡重设在对重对应的另一侧，平衡重吊挂绳的其中一端固定连接在轿厢上，平衡重吊挂绳绕过两个平衡系统的机房导轮与平衡重连接。

本实用新型的贡献在于提供了一种超大汽车电梯平衡机构装置，为了减小由轿厢自重过大带来的多种不利影响，采用平衡装置平衡掉部分轿厢自重，在保证曳引能力的条件下，确定轿厢自重，多余重量为平衡重的重量，解决了因轿厢自重大，对重的重量也相应大，对曳引机的主轴压力也大，解决了曳引机载重大会加大各机构的负荷和影响曳引机使用寿命的问题，能延长曳引机使用寿命；解决了因曳引轮比压大加快曳引轮的磨损，曳引钢丝绳拉力过大，不能满足安全系数的要求的问题，汽车电梯安全受到有效控制。

附图说明

图1为本实用新型其中一个实施例的示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本实用新型包括：曳引系统1、平衡系统2和支架系统，所述的曳引系统1由两个轿顶返绳轮15、一个曳引轮14、一个对重返绳轮12和曳引钢丝绳11组成，两个轿顶返绳轮设在同一水平面上并固定在轿厢3上端，曳引轮14固定在电梯井道的井顶17上，曳引钢丝绳11的其中一端固定在井顶上，曳引钢丝绳先绕过两轿顶返绳轮下端，再按序绕过曳引轮和对重返绳轮，曳引钢丝绳另一端与井顶固定连接，对重返绳轮连接对重13；所述的平衡系统2由两个平衡系统的机房导轮、一个平衡重24和平衡重吊挂绳23组成，两个平衡系统的机房导轮设在井顶的同一平面上，其中平衡系统的机房导轮一21设在轿厢的上方，平衡系统机房导轮二22设在井顶的一侧，平衡重设在对重对应的另一侧，平衡重吊挂绳23的其中一端固定连接在轿厢上，平衡重吊挂绳绕过两个平衡系统的机房导轮与平衡重连接。

为了满足使用电梯的特殊要求，GB/7588-2003标准8.2.2载货电梯中有一段对非商用汽车电梯的要求。“专供批准的且受过训练的使用者使用的非商用汽车电梯，额定载重量应按单位轿厢面积不小于200kg/m²计算”

近日有用户要求订购5000kg曳引传动汽车电梯，用户要求轿厢面积AAxBB＝3000×7200＝21600000mm²＝21.6m²。轿门宽2.6m，轿门高2.8m，最大提升高度H＝41m。针对这种电梯的使用要求，我们按三框架六导轨结构设计轿厢，轿厢自重7500kg左右，轿厢自重大，对重的重量也相应大，对曳引机的主轴压力也大，曳引机载重大会加大各机构的负荷，影响曳引机使用寿命，另外曳引轮比压大加快曳引轮的磨损，曳引钢丝绳拉力过大，不能满足安全系数的要求，如果安全钳动作，对主导轨的压弯力也大，主导轨强度有较大影响，如果轿厢撞击缓冲器，撞击力大，轿厢下梁，底板梁，拉杆等构件的强度也有较大的影响。为了减小以上由轿厢自重过大带来的多种不利影响，申请人用上述平衡装置采用平衡重的方法，平衡掉部分轿厢自重。首先计算电梯的曳引能力，在保证曳引能力的条件下，确定轿厢自重，多余重量为平衡重的重量。这一技术设计也是国内首次采用，可以解决汽车电梯“安全受到有效控制”的要求。

1.计算曳引能力：

a)条件：

曳引机选用佛山汇菱YJ300型5000kg，0.5m/s，

2∶1吊挂，主轴最大静载19000kg

曳引轮节径D_t＝720mm，曳引绳6xΦ16-25，绳槽β＝95°，γ＝40°供货要求：

β＝94°，γ＝30°，以改善比压条件和曳引绳强度。

b)按GB7588-2003标准，附录D2的规定；

用150％额定载重量进行安全钳动作实验。

用150％额定载重量进行静态曳引检查。

c)参数确定：

轿厢平衡重平除后留下重量：G’＝4800kg

曳引钢丝绳附加重Φ16-8x19s+Fc绳

$G_a=\frac{87}{100}\×6\×41=214.02\≈214\mathrm{kg}$

1570/1770绳，最小破断力拉力为123KN。

d)计算曳引能力：

α＝180°＝3.1416(弧度)

β＝94°＝1.640613(弧度)

γ＝30°＝0.5236(弧度)

装载工况：μ＝0.1，f＝0.1x1.955488＝0.195549

紧急制动工况： $\mathrm{\μ}=\frac{0.1}{1+\frac{v_c}{10}}=\frac{0.1}{1+\frac{1}{10}}=0.090909,f=0.1777714$

滞留工况：μ＝0.2，f＝0.2x1.955488＝0.391098

装载工况：e^fα＝e^{0.195549x3.1416}＝1.848430

紧急制动工况：e^fα＝e^{0.1777714x3.1416}＝1.748025

滞留工况：e^fα＝e^{0.391098x3.1416}＝3.416598

轿厢在底层，装载150％Q时候：

$T_1=\frac{1}{2}(G^{\′}+1.5Q)+G_a=\frac{1}{2}(4800+1.5\×5000)+214=6364\mathrm{kg}$

$T_2=\frac{1}{2}{W}_{\mathrm{\α}}=\frac{1}{2}(G^{\′}+0.45Q)=\frac{1}{2}(4800+0.45\×5000)=3525\mathrm{kg}$

$\frac{T_1}{T_2}=\frac{6364}{3525}=1.805390<e^{\mathrm{f\&alpha;}}=1.84830$

结论：装载150％Q曳引绳不会打滑。

轿厢满载下行至底层制停时：

$T_1=[\frac{1}{2}(G^{\&prime;}+Q)+G_a]\&times;(1+\frac{0.5}{g_n})=[\frac{1}{2}(4800+5000)+214]\&times;(1+\frac{0.5}{9.8})=5375\mathrm{kg}$

$T_2=[\frac{1}{2}{W}_{\mathrm{\&alpha;}}\&times;(1-\frac{0.5}{g_n})]=3525\&times;(1-\frac{0.5}{9.8})=3345\mathrm{kg}$

$\frac{T_1}{T_2}=\frac{5375}{3345}=1.606876<e^{\mathrm{f\&alpha;}}=1.748025$

结论：轿厢满载下行制停时曳引绳不会打滑。

轿厢空载上行至顶层制停时：

$T_2=(\frac{1}{2}{W}_{\mathrm{\&alpha;}}+G_a)\&times;(1+\frac{0.5}{g_n})=(\frac{1}{2}\&times;7050+214)\&times;(1+\frac{0.5}{9.8})=3929.8\mathrm{kg}$

$T_1=\frac{1}{2}{G}^{\&prime;}\&times;(1-\frac{0.5}{g_n})=\frac{1}{2}\&times;4800\&times;(1-\frac{0.5}{9.8})=2277.6\mathrm{kg}$

$\frac{T_2}{T_1}=\frac{3929.8}{2277.6}=1.725397<e^{\mathrm{f\&alpha;}}=1.748025$

结论：轿厢空载制停时曳引绳不会打滑。

当对重压在缓冲器上时，轿厢空载向上运行时，

$T_1=\frac{1}{2}{G}^{\&prime;}=\frac{1}{2}\&times;4800=2400\mathrm{kg}$

T₂＝G_a＝214kg

$\frac{T_1}{T_2}=\frac{2400}{214}=11.214953>e^{\mathrm{f\&alpha;}}=3.416598$

结论：轿厢不会冲顶，曳引绳一定会打滑。

最终结论：

由计算可以得出，轿厢重保留4800kg，多余重量可以由平衡重平衡掉。曳引轮槽可以有少量改进。

2.平衡重的效果：

a)曳引机主轴的载重：

未加平衡重时，满载运行时

$T_1=\frac{1}{2}(G+Q)=\frac{1}{2}\&times;(7500+5000)=6250\mathrm{kg}$

$T_2=\frac{1}{2}(G+0.45Q)=\frac{1}{2}(7500+0.455\&times;5000)=4875\mathrm{kg}$

T₁+T₂＝6250+4875＝11125kg

加平衡重后，满载运行时

$T_1=\frac{1}{2}(G^{\&prime;}+Q)=\frac{1}{2}\&times;(4800+5000)=4900\mathrm{kg}$

$T_2=\frac{1}{2}(G^{\&prime;}+0.45Q)=\frac{1}{2}(4800+0.455\&times;5000)=3525\mathrm{kg}$

T₁+T₂＝4900+3525＝8425kg

曳引机主轴减小载重11125-8425＝2700kg

b)曳引轮绳槽的比压：

未加平衡重时

T₁＝6250×9.8＝61250N

许用比压： $\left[P\right]=\frac{12.5+4V_c}{1+V_c},V_c=1m/s$

$\left[P\right]=\frac{12.5+4\&times;1}{1+1}=8.25$

P＝9.6N/mm²＞[P]＝8.25Mpa

加平衡重后时的比压：

T₁＝4900×9.8＝48020N

P＝7.5N/mm²＜[P]＝8.25MPa

c)曳引钢丝绳的安全情况：

β＝94°，N_equiv(t)≈6.4

$N_{\mathrm{equiv}\left(p\right)}=K_p\&times;N_{\mathrm{ps}},K_p={\left(\frac{D_t}{D_p}\right)}^4={\left(\frac{720}{640}\right)}^4=1.601807$

N_equiv(p)＝1.601808×2＝3.2，N_equiv＝6.4+3.2＝9.6

查表图N1安全系数S≈15.5

曳引绳许用拉力 $\left[F\right]=\frac{123}{S}=\frac{123}{15.5}=7.94\mathrm{KN}$

未加平衡重时：

T₁＝61250N每根曳引绳拉力为 $F=\frac{T_1}{n}=\frac{61250}{6}=10208N=10.2\mathrm{KN}>\left[F\right]=7.94\mathrm{KN}$

加平衡重时：

$T_1=48020N,F=\frac{T_1}{n}=\frac{48020}{6}=8003.3N=8\mathrm{KN}\&ap;\left[F\right]=7.94\mathrm{KN}$

d)安全钳动作时对导轨的压弯力：

安全钳选用河北东方AQZ1V型，总容许质量(P+Q)≤8000kg(14000kg)为不可脱落滚子式。查表G2得冲击系数k₁＝3

未加平衡重时安全钳对于导轨的压弯力：

$F_k=\frac{k_1{g}_n(P+Q)}{n}=\frac{3\&times;9.8\&times;(7500+5000)}{2}=183750N$

主导轨用于T127-2/B型：S＝28.72cm²，i_x＝2.64cm i_y＝2.829cm

${\mathrm{\&sigma;}}_k=\frac{(F_k+k_{3}M)\mathrm{\&omega;}}{A}$ 式中

M---附加装置作用于一根导轨的力，未装平衡链，M＝0

ω-柔性值，其中l_k＝1500mm

$\mathrm{\&lambda;}=\frac{l_k}{i}=\frac{1500}{2.64\&times;10}=56.82\&ap;57,$ 查表G4得ω＝1.37

${\mathrm{\&sigma;}}_k=\frac{183750\&times;1.37}{28.72\&times;{10}^2}=87.7N/{\mathrm{mm}}^2$

许用应力σ_perm＝244MPa，σ_k＝87.7N/mm²＜σ_perm＝244MPa

安全裕度 $\mathrm{\&lambda;}=\frac{244}{87.7}=2.78$

加装平衡重时安全钳对导轨的压弯力：

$F_k=\frac{3\&times;9.8\&times;(4800+5000)}{2}=144060N,{\mathrm{\&sigma;}}_k=\frac{144060\&times;1.37}{28.72\&times;{10}^2}=68.72N/{\mathrm{mm}}^2$

安全裕度 $\mathrm{\&lambda;}=\frac{244}{68.72}=3.55$

e)但交付使用前检验时，有加载125％Q做安全钳动作要求。

未装平衡重时：

P+1.25Q＝7500+7500＝15000kg

P+1.25Q＝15000kg＞14000kg安全钳受力大于容许量，会压坏安全钳。

装平衡重后：

P+1.25Q＝4800+7500＝12300kg

P+1.25Q＝12300kg＜14000kg安全钳可以安全工作。

对重计算公式：

Wd＝(G-P)+K_平Q

式中：Wd对重的重量；G轿厢重；P平衡重；K_平平衡系数，K_平＝0.4-0.5；Q额定载重量。

总结：

1.汽车电梯无论是3000kg，还是5000kg，由于轿厢尺寸大，轿厢自重也大，无论是曳引方式还是液压方式，都应该加装平衡重，不加平衡重经计算可以看出电梯的安全性和使用寿命不能满足GB7588-2008标准的规定。

2.汽车电梯加装平衡重的技术措施，是电梯安全受到有效控制的最好方法。

汽车电梯加装平衡重方法，已经在液压电梯上使用，证明是节能的好方法，目前在曳引电梯上使用将证明是解决电梯安全的好方法。加装平衡重的示意图如图1所示。

Claims (1)

1.一种超大汽车电梯平衡机构装置，包括：曳引系统(1)、平衡系统(2)和支架系统，其特征在于：所述的曳引系统(1)由两个轿顶返绳轮(15)、一个曳引轮(14)、一个对重返绳轮(12)和曳引钢丝绳(11)组成，两个轿顶返绳轮设在同一水平面上并固定在轿厢(3)上端，曳引轮(14)固定在电梯井道的井顶(17)上，曳引钢丝绳(11)的其中一端固定在井顶上，曳引钢丝绳先绕过两轿顶返绳轮下端，再按序绕过曳引轮和对重返绳轮，曳引钢丝绳另一端与井顶固定连接，对重返绳轮连接对重(13)；所述的平衡系统(2)由两个平衡系统的机房导轮、一个平衡重(24)和平衡重吊挂绳(23)组成，两个平衡系统的机房导轮设在井顶的同一平面上，其中平衡系统的机房导轮一(21)设在轿厢的上方，平衡系统机房导轮二(22)设在井顶的一侧，平衡重设在对重对应的另一侧，平衡重吊挂绳(23)的其中一端固定连接在轿厢上，平衡重吊挂绳绕过两个平衡系统的机房导轮与平衡重连接。