«Утверждаю»

И.о. зав. кафедрой ___________Карасева Э.М.

«____»__________________200_ г.

ЗАДАНИЕ

на дипломное проектирование

1 Тема проекта: Совершенствование станции технического обслуживания грузовых и легковых автомобилей с разработкой грузового лифта

Утверждена приказом по университету от «___»_______________200_ №___

2 Срок сдачи студентом законченного проекта

3 Исходные данные к проекту (спец. указания по проекту)

а) Обзор существующих конструкций высокоскоростных лифтов

б) Справочная информация по расчету лифтов

в) Справочная литература для конструкторских расчетов

4 Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

1. Анализ существующей конструкции

2. Проектные расчеты

3. Прочностные расчеты

4 Эксплуатационная часть

5. Охрана труда

6. Электрооборудование

7. Экономическая часть

5 Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

1. Общий вид лифта

2. Каркас

3. Опорно-вращательное устройство

4. Роликовый башмак

5. Опорно-роликовое устройство

6. Привод лифта

7. Монорельс

8. Деталировка

6. Консультанты разделов

Дата выдачи задания «__»_________2008г.

Руководитель проекта _____________ Павлоцкая Н.П. /подпись/

Задание принял к исполнению дипломник ______________ Касьянов С.В. /подпись/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

2. ПРОЕКТНЫЕ РАСЧЕТЫ

2.1 Предварительные расчеты и определение веса конструкции

2.2 Расчет магнитной опоры

2.3 Расчет системы из постоянных магнитов

2.4 Линейный электродвигатель

2.5 Расчет специальных роликовых башмаков

2.6 Расчет и выбор тормозных устройств в ОРУ

2.7 Расчет механических устройств безопасности

3. ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЕТЫ

3.1 Расчет вала опорно-роликового устройства

4. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

4.1 Общая характеристика и организация эксплуатации лифта

4.2 Приемка лифтового оборудования в эксплуатацию

4.3 Периодичность и содержание технического обслуживания и ремонтных работ

4.4 Смазочные материалы и смазка деталей и узлов

5. ОХРАНА ТРУДА

5.1 Механические устройства безопасности

5.2 Электрические приборы безопасности

5.3 Освещение кабины и шахты

6. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

7.1 Техническая характеристика оборудования

7.2 Расчет стоимости конструкции

7.3 Расчет сметы годовых затрат на содержание и эксплуатацию оборудования

7.4 Расчет экономического эффекта и срока окупаемости лифта

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Лифтом называется транспортное устройство прерывного действия, предназначенное для подъема и спуска людей (грузов) с одного уровня на другой, кабина (платформа) которого перемещается по жестким вертикальным направляющим, установленным в шахте, снабженной на посадочных (загрузочных) площадках запираемыми дверями. Электрическим лифтом считается лифт, подъемный механизм которого приводится в действие электродвигателем.

В зависимости от назначения лифты разделяются на:

1) пассажирские, предназначенные для транспортировки людей;

2) грузопассажирские, предназначенные для транспортировки грузов и людей;

3) больничные, предназначенные для транспортировки больных на больничных, транспортных средствах с сопровождающим персоналом;

4) грузовые с проводником, предназначенные для транспортировки груза и лиц, сопровождающих его;

5) грузовые без проводника, предназначенные для транспортировки только транспорта;

6) грузовые малые - без проводника грузоподъемностью до 160 кгс включительно, у которых площадь пола кабины не превышает 0,9 м2 , а высота кабины не более 1 м.

1) выжимные, у которых над шахтой нет машинного (блочного) помещения, а кабина (платформа) приводится в движение силой, действующей снизу;

2) тротуарные - выжимные лифты, кабины (платформы) которых выходят из шахты на уровень верхней погрузочной площадки;

3) грузовые с монорельсом, встроенным в кабине;

4) грузовые малые магазинные - для подъема и спуска грузов (товаров) под прилавок;

5) строительные подъемники, устанавливаемые на время строительства какого-либо сооружения для подъема и спуска строительных материалов без людей (грузовой подъемник) или с людьми (грузопассажирский подъемник) в кабине, перемещающейся по вертикальным направляющим;

6) многокабинные подъемники - для подъема и спуска людей, вход и выход которых осуществляется во время движения кабины.

По эксплуатационным признакам лифты делятся на:

1) по скорости движения:

a) тихоходные, до 1 м/с;

b) быстроходные, 1…2 м/с;

c) высокоскоростные, более 2 м/с;

2) по точности остановки:

a) с точной остановкой;

b) без точной остановки.

По способу управления: автоматические, кнопочные и полуавтоматические.

Высокоскоростные лифты являются основным и единственным транспортным средством для быстрой доставки людей или грузов на необходимый этаж в высотных административных, коммерческих и жилых зданиях, а также крупных центров по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей на примере концерна BMW. С увеличением высоты постройки зданий лифты также подвергаются совершенствованию и модернизации. Инженеры фирм, изготавливающих такого рода лифты, постоянно сталкиваются с большим рядом проблем возникающих из-за необходимости увеличения тех или иных параметров и характеристик лифта, соблюдая при этом все технические требования и правила охраны труда.

Основные тенденции совершенствования высокоскоростных лифтов:

1. увеличение скорости подъема;

2. уменьшение периода ожидания лифта;

3. улучшения комфорта пассажиров при передвижении;

4. транспортировка груза без механических повреждений, мягкость и плавность

5. обеспечение полной безопасности при модернизации и эксплуатации лифта;

6. увеличение производительности лифта;

7. уменьшение стоимости и годовых затрат

и др.

Для решения этих проблем разрабатывают высокоскоростные лебёдки на постоянных магнитах, всевозможные устройства защиты от вибраций, контроллеры атмосферного давления и даже кабине по возможности придают аэродинамическую форму.

Представленная новая конструкция высокоскоростного лифта, которая с виду совершенно отличается от обычных установок, помогает облегчить большую часть вышеуказанных проблем, а некоторые полностью исключить из их списка.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

В течении последних 20-30 лет наблюдается заметный прогресс в повышении комфортности все более высокоскоростных лифтов.

Развитие шло следующим образом:

- 488 м/мин в башне Sears и прежнем центре международной торговли;

- 549 м/мин в центре John Hancock;

- 600 м/мин в центре Sunshine 60;

- 750 м/мин в башне Landmark;

- 1010 м/мин в башне Thaybey 101.

Рисунок 1 - История высокоскоростных лифтов

Растущее количество зданий ускоряет разработку все более высокоскоростных лифтов. При этом конструкторы сталкиваются с рядом проблем: вибрация кабины, шум, не допускаемые колебания тяговых органов, резкое изменение атмосферного давления и другое.

В данном проекте предлагается конструкция высокоскоростного лифта на магнитном подвесе с тяговым органом в виде линейного электрического привода. Такая конструкция просто опускает ряд проблем перечисленных выше за счет отсутствия канатов как тяговых органов и отсутствия каких-либо механических передач.

Вот некоторые сведения и преимущества на примере транспорта с магнитным подвесом:

Магнитный подвес транспортный, является устройством, содержащим электромагниты, размещенные, как правило, на подвижном составе, обеспечивающие его подвешивание ("парение") над путевым полотном.

Используются преимущественно два типа магнитных подвесов - электромагнитный (ЭМП) и электродинамический (ЭДП). ЭМП осуществляется с помощью обычных электромагнитов постоянного тока, размещенных на вагонах поезда; подвешивание вагонов обеспечивается силами притяжения электромагнитов к неподвижному ферромагнитному рельсу путевой структуры. При этом достигается сравнительно небольшая высота подвешивания (8-15 мм), что предъявляет высокие требования к точности изготовления и установки путевого полотна. С увеличением скорости подвижного состава уменьшается сила притяжения электромагнитов к феррорельсу. Для поддержания требуемой высоты подвешивания в процессе движения необходимо изменять величину тока возбуждения электромагнитов с помощью быстродействующей системы управления. ЭДП основан на силах отталкивания, возникающих между магнитным полем размещенных на подвижном составе сверхпроводящих электромагнитов и индуктированными ими токами в путевом немагнитном полотне сплошного или дискретного типов. ЭДП по сравнению с ЭМП позволяет получить на порядок большую высоту подвешивания (100-200 мм). ЭДП присуща естественная вертикальная устойчивость: при изменении высоты подвешивания одновременно изменяется электродинамическая сила отталкивания и заданная высота подвешивания восстанавливается. При стоянке и малых скоростях движения подвешивание поезда не обеспечивается, что требует применения колес при разгоне и торможении.

Разработан электродинамический подвес однофазного переменного тока с использованием электромагнитов из гиперпроводников или сверхпроводников, охлаждаемых соответствующей криогенной жидкостью. Его преимущество по сравнению с ЭДП на постоянном токе - обеспечение подвешивания вагонов поезда при любых скоростях движения, в том числе при стоянке; недостатки - необходимость передачи большой мощности быстродвижущемуся составу и компенсации реактивной мощности.

Для магнитного подвешивания вагонов поезда возможно применение постоянных магнитов (ПМ). В этом случае используется сила взаимного отталкивания (притяжения) ПМ, размещаемых в виде полос на путевом полотне и вагонах. Недостатки: малая высота и неустойчивость подвешивания. Электромагнитный и электродинамический принципы используются также для направления и стабилизации движения подвижного состава. На рисунке 2 приведена принципиальная схема транспортной установки типа Трансрапид.

Рисунок 2 - Принципиальная схема транспортной установки типа Трансрапид

1 - корпус; 2 - аварийный тормоз; 3 - направляющая шина; 4 - направляющая катушка; 5 - катушка возбуждения подвеса и тягового линейного синхронного двигателя (ЛСД); 6 - статор ЛСД одновременно выполняющий роль феррорельса; 7 - путевая структура.

Транспорт с магнитным подвесом, новый вид наземного (подземного) транспорта с электромагнитами подвеса и тяговым линейным электродвигателем, обеспечивающим движение вагонов поезда без механического контакта с путевой структурой, воздушный зазор между которыми определяется равенством противоположно направленных сил электромагнитной природы и сил тяжести, действующих на подвижной состав. Электромагниты подвеса размещаются, как правило, на подвижном составе и обеспечивают его подвешивание ("парение") над путевым полотном. Преимущественно используются два типа магнитных подвесов (МП): электромагнитный (ЭМП) и электродинамический (ЭДП), основанные на использовании соответственно сил притяжения и отталкивания, действующих на вагоны.

Сила тяги, обеспечивающая движение вагонов поезда, обусловлена электромагнитным взаимодействием элементов тяговых линейных электродвигателей, размещенных на вагонах и путевой структуре. В качестве тяговых электродвигателей используются, преимущественно, линейные асинхронные двигатели (ЛАД) и линейные синхронные двигатели (ЛСД) различных модификаций. Т. с МП конкурирует с другими видами транспорта; эффективность его использования зависит от расстояния, скорости движения и пассажиропотока. Оптимальные скорости движения находятся в пределах: для городского транспорта - 80-120 км/час; для пригородных линий - 180-200 км/час; для маршрутов город-аэропорт - 250-300 км/час; для междугородных сообщений - 400-500 км/час.

По сравнению с традиционным железнодорожным транспортом с системой "колесо-рельс" транспорт с МП имеет следующие основные преимущества: большие полезные нагрузки при больших скоростях движения, пониженный уровень шума, меньшие расходы на эксплуатацию и ремонт пути. Главным недостатком является несовместимость с существующей сетью железных дорог. Первой страной, создавшей коммерческую линию транспорта с МП (600 м) является Великобритания, где с 1984 года транспортная система с ЭМП и ЛАД связывает аэропорт Бирмингема с железнодорожным вокзалом. Полномасштабная транспортная система Трансрапид с ЭМП и ЛСД успешно испытывается в Германии на опытно-пассажирской линии (31,5 км) при скоростях до 500 км/час. В Японии проходят испытания при скоростях 300-500 км/час транспортные системы типов HSST с ЭМП и ЛАД и MLU с ЭДП и ЛСД, предназначенные соответственно для маршрутов город-аэропорт и Токио-Осака. Внутригородские линии транспорта с МП действуют в Лас-Вегасе (США) и Берлине (Германия).

Тяговый линейный электродвигатель для транспорта с магнитным подвесом обеспечивает движение вагонов поезда без механического контакта с путевым полотном.

В отличие от традиционных вращающихся, магнитопровод линейного электродвигателя является разомкнутым и подвижная часть линейно перемещается вдоль неподвижной. В транспорте с МП в качестве тяговых используются, преимущественно линейные асинхронные двигатели (ЛАД) и линейные синхронные двигатели (ЛСД) различных модификаций.

В простейшем варианте ЛАД состоит из расположенного в пазах сердечника односторонней (рисунок 3, а) или двусторонней (рисунок 3, б) первичной обмотки, соответствующей статору вращающегося асинхронного двигателя, и вторичной обмотки, выполненной в виде металлической реактивной шины, соответствующей ротору. Трехфазная первичная обмотка создает бегущее магнитное поле, взаимодействие которого с индуктируемыми им токами в реактивной шине, приводит к появлению электромагнитной силы тяги. Поскольку на единицу длины первичная обмотка ЛАД намного дороже вторичной, в действующих транспортных установках и проектах предусмотрено использование ЛАД с так называемым коротким статором, когда первичная обмотка сравнительно небольшой длины устанавливается на подвижном составе, а вторичная - вдоль пути.

Рисунок 3 - Простейшие варианты ЛАД

1 - ферромагнитный сердечник, 2 - трехфазная обмотка, 3 - неподвижная реактивная шина, 4 - ферромагнитное ярмо.

ЛСД состоит из трехфазной обмотки, получающей питание от сети трехфазного тока и соответствующей статору вращающегося синхронного двигателя, и размещенных на вагоне системы электромагнитов постоянного тока, выполняющих роль обмотки возбуждения. Взаимодействие полюсов бегущего магнитного поля, создаваемого трехфазной обмоткой, с полюсами электромагнитов с учетом сил сопротивления приводит к появлению электромагнитной силы тяги.

Как правило, трехфазная обмотка ЛСД размещается вдоль путевой структуры, а электромагниты устанавливаются на подвижном составе. Для получения больших значений индукции магнитного поля используются сверхпроводящие электромагниты, обмотки которых размещаются в криостатах и охлаждаются криогенной жидкостью (гелий, азот).

Преимущества ЛСД - возможность работы с большим воздушным зазором при высоком коэффициенте мощности. При использовании ЛАД и ЛСД изменение скорости движения поезда осуществляется посредством системы управления, обеспечивающей регулирование параметров электроэнергии трехфазного тока (напряжение, частота).

Предложенная конструкция лифта изображенная на рисунке 3 состоит из кабины 1, которая перемещается в вертикальном положении в шахте 2 вдоль направляющих 3 по монорельсовой дороге. Движение осуществляется при помощи линейного электрического привода 4. Электропривод состоит из ротора 5 и статора 6, при включении в катушках ротора возникает электродвижущая сила, которая при взаимодействии с магнитным полем монорельсовой дороги осуществляет движение привода. Вся система находится в магнитном подвесе, т.е. отсутствует какое либо трение. Кабина с приводом соединяется при помощи радиально-упорного подшипника 7, также были предложены идеи с применение вновь магнитных сил и соединить их магнитным подшипником 8.

Такая конструкция лифта дает новые возможности в его применении, обеспечивает большие скорости и при этом бесшумность и высокую износостойкость. Отсутствие машинного помещения окупает стоимости используемых новых технологий. Единственной проблемой при сборке такого лифта является соблюдение высокой точности при конструировании и монтаже, но с помощью современных систем конструирования и сборки она облегчается.

Рисунок 4 - Первоначальная примерная схема предложенной конструкции

Т.к. организация шахты с круглым сечение усложняет монтаж лифта, то в дипломном проекте рассчитывается конструкция лифта с прямоугольным сечением шахты. Так же при понижении скорости и остановки лифт опирается на роликовые опоры, которые связаны с тормозными устройствами. Система управления лифта полностью автоматизирована. Работа лифта контролируется с общего компьютерного пульта управления.

2. ПРОЕКТНЫЕ РАСЧЕТЫ

Для проектных расчетов механизмов подъема лифта необходимо знать следующие параметры: скорость движения лифта, грузоподъемность и вес всей конструкции, совершающей вертикальное перемещение. Первые два параметра указаны в задании: необходимо найти третье. Для этого складываются массы всех составляющих: кабины, опорно-вращательного устройства, привода, рамы привода и опорно-роликовых систем с тормозными устройствами.

2.1 Предварительные расчеты и определение веса конструкции

Выбор профиля каркаса и определение веса кабины

Вес кабины К, Н, находится по формуле:

,

Где Gкар - вес каркаса кабины, Н;

Gкуп - вес купе кабины, Н;

kr = 1,05 - коэффициент учитывающий вес электрического оборудования и устройств безопасности.

Т.к. при монтаже по боковым поверхностям шахты укрепляется монорельсовая дорога и направляющие для роликовых башмаков, то каркас кабины отличается от обычных представлений о нем. Предложенная конструкция каркаса изображена на рисунке 5.

Рисунок 5 - Каркас кабины

Каркас кабины состоит из верхнего и нижнего швеллеров, заднего швеллера, передней рамы и рамы пола из уголков. Материал профиля - АД 31 ГОСТ 8617-71 /3/ (сплав дюралюминия).

Исходя из грузоподъемности и скорости движения лифта, выбираются параметры кабины [10]:

Ширина кабины - А = 2000 мм;

Глубина кабины - Б = 3000 мм;

Высота кабины - В = 2250 мм.

Расчет нижней балки производится в режиме динамических испытаний. Действующие на балку силы показаны на рисунке 6.

Рисунок 6 - Расчетная схема нижней балки

Расчетная длинна балки: L = 1,05 · Б = 1,05 · 3000 = 3150 мм = 3,15 м.

Нагрузка Р, Н:

,

где: Q - грузоподъемность, кг;

N - масса верхней части каркаса и купе кабины, кг;

а - динамическое ускорение, м/с2;

g = 9,8 м/с2 - ускорение свободного падения;

kr = 1,1 - коэффициент учитывающий вес электрического оборудования и устройств безопасности.

,

где: tраз = 5 с - время разгона до номинальной скорости.

,

где: mш - масса швеллеров, кг;

mу - масса уголкового профиля, кг;

mкуп - масса материала купе, кг.

Предварительно, принимаем швеллер № 18 по ГОСТ 8240-89 /3/ с параметрами: Н = 70; В = 180; s = 5,1; и равнополочный уголок № 10 по ГОСТ 8509-93 /3/ с параметрами: Н = 100; s = 6. Сечения профилей изображены на рисунке 7.

Рисунок 7 - Сечения профилей каркаса кабины

,

где: Б и В - размеры кабины, м;

mп.м.ш. = 4,282 кг - масса одного погонного метра швеллера № 18.

, (6)

где: А и В - размеры кабины, м;

mп.м.у. = 3,154 кг - масса одного погонного метра уголкового профиля № 10.

Материал купе - стеклопласт СП-2. Толщина стенки купе принимается равной 10 мм.

,

где: ссп = 809,5 кг/м3 - плотность материала купе;

Vм.к. - объём материала купе, м3.

, (8)

По формуле:

Из формулы (2), следует:

Изгибающий момент Ми, Нм:

,

Момент сопротивления нижней балки Wш, см3:

,

где: [д] = 91 МПа - допускаемое напряжение на изгиб для АД 31 /3/.

По полученным данным принимается швеллер № 16 с параметрами: Н = 64; В = 160; s = 5.

Для унификации верхний и задний швеллера принимаются такими же.

Расчет рамы пола кабины производится так же в режиме динамических испытаний. На виде сверху на рисунке 8 изображаются действующие на раму силы.

Рисунок 8 - Расчетная схема рамы пола

Рисунок 9 - Изображение эпюр изгибающих моментов перекладин рамы пола

Уравнения изгибающих моментов, эпюры которых показаны на рисунке 9:

,

,

Т.к. L > H из формул (11) и (12), следует что Ми1 > Ми2, исходя из этого проводится расчет уголкового профиля по изгибающему моменту Ми1.

Расчетный момент сопротивления перекладины Wу, см3:

,

Проверяется ранее подобранный уголок.

Необходимое условие:

,

где: - момент сопротивления уголка, см3;

,

где: Jx = 122 cм4 - момент инерции по оси Х;

z0 = 2,68 см - расстояние от центра тяжести до наружной грани полки уголка;

b = 10 см - ширина полки.

Ранее выбранный профиль уголка не подходит т.к. 43 > 16,7. Выбирается уголковый профиль № 12,5 с параметрами: Н = 125; s = 12; Jx = 422 cм4, z0 = 3,53 см, b = 12,5 см.

Профиль № 12,5 подходит 47 > 43.

Вес всего каркаса Gкар, Н;

,

где: - масса выбранного окончательно швеллера, кг;

- масса выбранного окончательно уголка, кг.

,

где: = 3,767 кг - масса одного погонного метра швеллера № 16.

,

где: = 7,74 кг - масса одного погонного метра уголкового профиля № 12,5.

Вес купе Gкуп, Н:

,

По формуле (1) определяется вес всей кабины:

Выбор подшипников и расчет веса опорно-вращательного устройства

Опорно-вращательное устройство (ОВУ) проектируется на примере крана с поворотной колонной. На рисунке 10 изображено сечение ОВУ.

Рисунок 10 - Опорно-вращательное устройство

ОВУ состоит из стакана, который крепится к раме привода. В стакане устанавливаются однорядный радиальный шарикоподшипник и упорный шарикоподшипник. Вол крепится к каркасу кабины и с натягом насаживается на эти подшипники. Подшипники закрываются крышкой.

Выбор радиального подшипника.

Предполагается наихудший случай как при расчёте нижней балки на изгиб, только учитывается весь вес кабины и грузоподъемность.

Выбор подшипника производится по коэффициенту работоспособности /18/ С, Н:

,

где: R - радиальная сила действующая на подшипник, Н;

kд = 1,2 - динамический коэффициент;

kТ = 1,25 - температурный коэффициент;

kk = 1 - коэффициент зависящий от кольца вращения (внутреннее кольцо);

n = 600 об/мин - число оборотов;

h = 2500 часов - срок службы.

Расчетная схема радиального подшипника изображена на рисунке 11.

Рисунок 11 - Схема расчета радиального подшипника

R = R1 = R2; b = 2 м; с = 0,25 м.

Уравнение изгибающего момента МТ:

, (21)

Из уравнения (21), следует:

,

Сила PT, Н, находится по формуле:

,

где: Q = 1200 кг - грузоподъемность;

К = 4600 Н - вес кабины.

По формуле (20):

Выбираем подшипник 328 по ГОСТ 8338-57 /18/:

Коэффициент работоспособности - С = 320 кН;

Внутренний диаметр - d1 = 140 мм;

Внешний диаметр - D1 = 300 мм;

Ширина - B1 = 62 мм;

Масса подшипника - m1 = 14 кг.

Выбор упорного подшипника выполняется по динамической грузоподъёмности С, кН, и эквивалентной нагрузке Pа, Н:

,

где: А = (Q · g + K) = 16360 H - вертикальная нагрузка;

kд = 1,2 - динамический коэффициент;

kТ = 1,25 - температурный коэффициент.

Выбираем упорный подшипник 8320 по ГОСТ 6874-75 /5/:

Динамическая грузоподъемность - С = 238 кН;

Внутренний диаметр - d2 = 100 мм;

Внешний диаметр - D2 = 170 мм;

Ширина - B2 = 55 мм;

Масса подшипника - m2 = 5,1 кг.

Номинальная долговечность Lh, час:

,

где: n = 600 об/мин - число оборотов;

p = 3 - для шарикоподшипника коэффициент, зависящий от типа подшипника.

Вес всего ОВУ Gову, Н:

,

где: k = 1,05 - коэффициент, учитывающий вес корпуса ОВУ;

mв - масса вала.

,

где: rв = 80 мм = 0,08м - радиус вала;

с = 0,25 м - длинна вала;

сст = 7900 кг/м3 - плотность стали.

По формуле:

Выбор стоек и расчет веса рамы привода

Рама привода, так же как и каркас кабины, изготавливается из дюралюминия АД 31. Схематический эскиз рамы привода изображен на миллиметровой бумаге в масштабе 1:25 в приложении А.

В виде стоек испытывающих напряжение сжатия применяются труды в количестве шести штук, равномерно распределенных по всей конструкции. Трубы рассчитываются на сжатие соответственно схеме на рисунке 12.

Рисунок 12 - Расчетная схема стоек рамы

Сила сжатия N, Н:

,

где: Fс - вертикальная нагрузка, действующая на две стойки лежащие в одной плоскости, с учетом динамического ускорения, Н;

м - средний угол между осью лифта и стойками, градусы.

,

где: а = 2 м/с2 - динамическое ускорение;

g = 9,8 м/с2 - ускорение свободного падения.

,

где: б = 58ъ ; в = 31 ъ; г = 40 ъ - углы стоек в соответствии с приложением А.

В соответствии с формулой (28):

Выбирается труб из дюралюминия АД 31 по ГОСТ 18.482-79 /3/:

Внешний диаметр D = 50 мм;

Толщина стенки b = 3мм;

Площадь сечения труды Fсеч = 4,71 см2.

Производится проверка по напряжению сжатия ур, МПа :

,

где: [ур] = 70 МПа - допускаемое напряжение сжатия для АД 31 /3/.

Выбранная труба подходит 9,9 < 70.

Стойка также проверяется на устойчивость. Обязательное условие:

,

где: укр - критическое напряжение.

,

где: Е = (0,69…0,705)· 105 МПа - модуль упругости для дюралюминия /3/;

л - гибкость стержня.

,

где: мд = 1 - коэффициент приведения длинны;

l = 1,875 м - самая длинная стойка в соответствии приложением А;

i = 0,353 D = 0,0176 м - коэффициент зависящий от заделки.

По формуле (32) проверяем:

Выбранная труба подходит 1,96 > 1,7.

Вес рамы привода Gр.п., Н, определяется по формуле:

,

где: k = 1,5 - коэффициент, учитывающий вес верхнего диска, к которому крепится

ОВУ, и вес нижнего профиля, к которому крепятся опорно-роликовые устройства, линейный двигатель и система магнитного подвеса;

mср.т. - масса средней длинны трубы, кг;

n = 6 - число трубок.

,

где: lср.т. - средняя длинна трубы, м;

сад = 0,0027 кг/см3 - плотность АД 31.

,

где: ОА = 1,15 м; ОВ = 1,875 м; О'Д = 1,5 м - длины стоек в соответствии с приложением А.

Из формулы:

Расчет веса опорно-роликовых систем

При разгоне, замедлении и стоянке на этаже лифт опирается на опорно-роликовые устройства (ОРУ), которые прикрепляются к нижнему профилю рамы привода по средствам болтовых соединений. Схематично ОРУ показано на рисунке 13.

Рисунок 13 - Опорно-роликовое устройство

ОРУ состоит из вала 3, к которому с одной стороны крепится коническое колесо 1, а с другой тормозной шкив 5. Вал установлен в радиальном 2 и радиально упорном 4 подшипниках. Фиксируется все это в одном положении под действием колодочного тормоза 6.

С учетом расположения на приводе линейного электродвигателя, системы магнитного подвеса и постоянных магнитов, диаметр по которому катаются ролики принимается равным dк.р. = 3300 мм. Исходя опять же из масштабной схемы изображенной в приложении А, угол дуги монорельса фм < ф, градус.

,

где: EF = 0,875 м; ОF = 1 м - в соответствии с приложением А.

Для упрощения последующих расчетов выбирается фм = 70ъ = р/2,57.

Длина рельса, по которому катаются ролики lр.р., м:

,

где: dр.р. = 3,3 м - диаметр, по которому катаются ролики;

гп - угол подъема винтовой линии, градус.

,

где: P = 1 м - шаг винтовой линии.

Для нормальной работы лифта необходимо чтобы на каждом из двух рельсов находилось минимум по 2 ролика, поэтому максимальный угол между двумя ближайшими роликами фр < фм/2 < 70ъ /2 < 35ъ . Принимаем фр = 30ъ = р/6.

Общее количество роликов на приводе с учетом захода и схода роликов с рельса nр:

,

Принимается средний диаметр каждого ролика dр.ср. = 200 мм. Конструкция конического ролика изображена на рисунке 14.

Рисунок 14 - Конический ролик

Размеры конического ролика: dр.ср. = 200 мм; d0 = 32 мм; d1 = 176 мм; d2 = 224 мм; e1 = 12 мм; е2 = 15 мм; b = 90 мм.

Вес всех опорно-роликовых систем с тормозами GУр, Н:

, (42)

где: mр = 13 кг - масса ролика;

mв = 1,7 кг - масса вала;

mп = 1,5 кг - масса двух подшипников;

mТ = 20 кг - масса тормоза;

mш = 4 кг - масса шкива.

Вес линейного двигателя, магнитного подвеса и постоянных магнитов невозможно определить в данный момент т.к. неизвестны их внешние параметры, которые вытекают из их силовых характеристик. В этом случае при расчете веса всей конструкции лифта Gл, Н, предполагается, что доля этих составляющих занимает 15 % от веса известных элементов лифта Gл, Н:

, (43)

Масса всей конструкции лифта mл, кг:

,

2.2 Расчет магнитной опоры

В нижней части нижнего профиля рамы привода находится поверхность, по всей длине которой устанавливается система магнитного подвеса. Она состоит из определённого числа медных катушек. При достижении приводом определенной угловой скорости магнитные поля катушек взаимодействуют с дюралюминиевой поверхностью монорельса и создаются вихревые токи, которые в свою очередь и создают магнитную опору лифта. Площадь сечения медного провода Fсеч = 9 мм2. внешний радиус катушки Rк = 50 мм; внутренний радиус катушки rк = 15 мм. Ширина дюралюминиевой поверхности с которой взаимодействуют катушки bп ? dк ? 100 мм.

Длина дюралюминиевой поверхности обоих монорельсов lп, м:

,

где: dп = 2,8 м - средний диаметр поверхности монорельса;

гп = 5030' - угол подъема винтовой линии.

Число катушек находящихся в работе nр.к.:

,

Число катушек находящихся на всем приводе nУк:

,

где: lк.д. - длина части двигателя, на которой расположены катушки, м.

,

где: dк.д. = dп = 2,8 м - диаметр, по которому расположены оси катушек.

Сила, возникающая в магнитном подвесе Nс.к., Н:

, (49)

Сила, которую должна создавать одна катушка Nк, Н:

,

Рассчитывается необходимая сила тока в сети /14/.

Необходимый ток I, А:

,

где: с = 15 мм - высота магнитного подвеса;

Nк = 0,812 кН - сила, которую создает одна катушка;

k - коэффициент поверхностного сопротивления;

rср.к. = (Rк + rк)/2 = 32,5 мм - средний радиус катушки;

м0 = 4р ·10-7 Гн/м - магнитная постоянная.

,

где: сп - поверхностное сопротивление, Ом;

vд - линейная скорость вращения двигателя, м/с.

,

где: с= 4,1·10-6 Ом·см - удельное сопротивление дюралюминия;

д = 1,8 см - глубина проникновения.

,

где: rк.д. = 1,4 м - радиус, по которому расположены оси катушек;

P = 1 м - шаг винтовой линии;

v = 10 м/с - скорость подъема лифта.

По формуле:

После преобразования формул (51),(52),(53) и (54) рассчитывается скорость v0, м/c, при которой начинает возникать магнитная опора. Высота подвеса с = 4мм.

,

,

Скорость лифта при этом v0л, м/c:

,

На рисунке 15 изображен монорельс в двух видах. Он состоит из дюралюминиевого профиля 1 и стального рельса 2. Материал стального рельса - Ст 3. Профиль крепится к рельсу по средствам болтового соединения 3, а сам рельс к стене шахты бетонными болтами 4.

Рисунок 15 - Монорельс

2.3 Расчет системы из постоянных магнитов

Когда устанавливается магнитная опора лифта, рама привода имеет еще две степени свободы: в одном направлении совершается вращение привода, в другом он должен быть зафиксирован. Здесь используется принцип радиального магнитного подшипника /14/, когда постоянные магниты повернуты друг к другу одинаковыми полюсами и между ними действуют силы отталкивания. Схематичное изображения системы магнит-магнит, в сечении привода на виде сверху, приведено на рисунке 16.

Рисунок 16 - Схематичное изображение действия постоянных магнитов

Постоянные магниты, расположенные на боковой поверхности нижнего профиля рамы привода 1, с отталкивающей силой взаимодействуют с постоянными магнитами, расположенными на боковой поверхности монорельсов 2. Магниты изготовлены из феррита бария и имеют одинаковые параметры. Для того чтобы подобрать магнит необходимо знать его остаточную индукцию Br, Тл.

,

где: м0 = 4р ·10-7 Гн/м - магнитная постоянная;

fr - сила действующая на единицу поверхности, Н/м2;

е = 2,7183 - постоянная величина;

h = 10 cм - воздушный зазор между магнитами;

л ? lм = 1,66 м - длина магнитной волны.

,

где: Fr - радиальная сила, действующая на поверхность магнитов, Н;

l = 0,35 м - длинна магнитов в осевом направлении;

r0 = 1,355 м - средний радиус между приводом и монорельсами;

е = 2,7183 - постоянная величина;

h = 10 cм - воздушный зазор между магнитами;

Дч = 1,22 рад - сектор, в котором действует сила.

Схема для расчета радиальной силы представлена на рисунке 17.

Рисунок 17 - Расчетная схема для радиальной силы

,

где: PT - вертикальная сила с учетом динамического ускорения, Н;

B = 1,05А = 2,1 м - длина нижней перекладины рамы пола;

b = 2 м; а = 1,9 м - известные величины в соответствии с приложением А.

,

По формуле:

Из формулы (58), остаточная магнитная индукция равна:

Выбираем магниты BaO·Fe2O3 марки 8БИ230 ТУ 3498-002-18785310-2003 /?/:

Остаточная магнитная индукция Br = 0,2 Тл;

Коэрцитивная сила Hij = 225 кА/м;

Значение максимальной энергии (BH)max = 8 кДж/м3.

2.4 Линейный электродвигатель

Определение необходимых параметров для расчета двигателя

Для расчета необходимо знать тяговое усилие Fд, Н, а также уточнить скорость бегущего магнитного поля vс, м/с.

,

где: Fвр - необходимое усилие по касательной вращения двигателя, Н;

Fм.с. - сила сопротивления вращению привода возникающая в магнитной опоре, Н.

Fвр определяется на примере расчета винтового домкрата /16/.

,

где: Fт.р. - сила трения в роликовых башмаках, Н;

гп = 5ъ 30' - угол подъёма винтовой линии;

и << гп - приведённый угол трения.

,

где: R = 2863 Н - принимается из расчета радиального подшипника ОВУ;

мц = 0,015…0,02 - коэффициент трения в подшипнике колеса;

dц = 50 мм - диаметр цапфы колеса;

f = 0,3 мм - коэффициент трения качения для данного колеса;

Kр = 1,5 - коэффициент трения реборд колеса о головку рельса;

Dк = 200 мм - диаметр колеса.

Сила сопротивления в магнитной опоре Fм.с., Н:

,

где: м0 = 4р ·10-7 Гн/м - магнитная постоянная;

I = 48 А - сила тока в цепи;

rср.к. = 32,5 мм - средний радиус катушки магнитного подвеса;

с = 15 мм - высота магнитного подвеса;

k - коэффициент, поверхностного сопротивления из расчета магнитной опоры.

По формуле:

Принимается Fд = 280 кгс.

Угловая скорость вращения привода щ, рад/сек:

,

где: v = 10 м/с - скорость подъема лифта;

Р = 1 м - шаг винтовой линии.

В таком случае скорость бегущего магнитного поля vс, м/с:

,

где: Rп = 1,35 м - радиус привода.

Частота сети f, Гц:

,

где: ф = 0,09 м - полюсный шаг обмотки (геометрический параметр привода).

Принимается f = 500 Гц, откуда следует уточненная скорость бегущего магнитного поля vс = 90 м/с.

Расчет линейного электродвигателя

Линейный двухсторонний двигатель рассчитывается по предложенной методике /13/ с учетом реакции опор.

Исходные данные:

Тяговое усилие привода Fд = 280 кгс;

Скорость движения ротора vр = 0 м/с;

Скорость бегущего магнитного поля vс = 90 м/с;

Материал ротора - дюралюминий;

Удельное сопротивление материала ротора: при t = 20ъ с20 = 4,0 ·10-6 Ом·см;

при t = 40ъ с40 = 4,4 ·10-6 Ом·см;

Толщина ротора Д = 0,8 см;

Воздушный зазор между индукторами д = 1,8 см;

Максимальная частота тока в сети f = 500 Гц.

Параметры, принятые из условий технологии изготовления:

Полюсный шаг обмотки ф = 9 см;

Число пазов на полюс и фазу q = 2;

Число проводников в пазу магнитопровода Sп = 10;

Ширина индуктора 2с = 14 см;

Ширина ротора 2а = 14 см;

Число фаз обмотки m = 3;

Зубцовый шаг магнитопроводы tz = ф/mq = 1,5 см;

Ширина зубца bz = 0,75 см;

Ширина паза bп = tz - bz = 0,75 см;

Высота паза hп = 3,4 см;

Сечение провода обмотки ПСД 2,44Ч4,8 Fсеч = 11 мм2;

Вылет лобовой части aл1 = 13 см;

Шаг обмоточной секции y = 5;

Длина лобовой части полувитка lл = (2 aл1 + y·tz)·1,05 = 35 см.

Расчет:

Длина всего индукторов lи, м:

,

где: dи = 3,1 м - диаметр оси индукторов;

гп = 5ъ 30' - угол подъёма винтовой линии.

Длина активной зоны индукторов lи.а., м:

,

Число пар полюсов находящихся постоянно в активной зоне p:

,

Число пазов в активной зоне zа:

,

Число пазов индукторов zа:

,

Величина скольжения s:

,

Коэффициент определения влияния индуктивности вторичного контура е:

,

где: - коэффициент Картера;

- коэффициент, учитывающий рассеяние рабочего магнитного поля;

- коэффициент, учитывающий конечную ширину магнитопровода.

,

где: и - вспомогательный коэффициент.

,

,

,

По формуле:

Необходимая величина индукции в металле ротора B, гс:

,

где: kа = 0,124 - активный коэффициент вторичных токов.

Результирующая величина индукции на активной поверхности индуктора Bо.р., гс:

,

где: k - коэффициент, учитывающий размагничивающее влияние вторичных токов;

kп - коэффициент рассеяния рабочего магнитного патока.

,

где: kр = - 0,234 - реактивный коэффициент вторичных токов.

,

Результирующий магнитный поток через полюс Фо.р, мкс:

,

Электродвижущая сила, индуктируемая в обмотке потоком Е, В:

,

где: щ - число последовательных витков на фазу;

kоб - обмоточный коэффициент.

,

,

Магнитодвижущая сила на полюс Fм, А:

,

Намагничивающий ток Iм, А:

,

Индукция в зубцах B3, гс:

,

Активная мощность вторичной цепи, соответствующая результирующему значению индукции , Вт:

,

Реактивная мощность вторичной цепи, соответствующая результирующему значению индукции , вар:

,

Приведенный активный ток вторичной цепи (ток потерь в металле ротора) I2a, А:

,

Приведенный реактивный ток вторичной цепи I2р, А:

,

Фазный ток индукторов (без учета потерь в стали) I1, А:

,

Активное сопротивление фазы обмотки с учётом коррегирующих катушек r, Ом:

,

где: спр = 2,7·10-6 Ом·см - удельное сопротивление меди при температуре 750С;

a1 = 1 - число параллельных ветвей обмотки;

kф = lл/ф = 3,9 - фазный коэффициент.

Индуктивное сопротивление рассеяния (без учета рассеяния через немагнитный зазор) Xу, Ом:

,

где: лУ - суммарный коэффициент проводимости рассеяния.

,

где: лп - коэффициент проводимости пазового рассеяния;

лк.з. - коэффициент проводимости рассеяния по кромкам зуба;

лл - коэффициент проводимости лобовых частей.

,

где: k1 = 2,67; k2 = 4 - коэффициенты;

h1 = 1,4 см; h2 = 0,2 см; h2 = 0,4 см - размеры по эскизу паза изображенного на рисунке 18.

Рисунок 18 - Эскиз паза индуктора

,

,

где: А - вспомогательная величина.

,

По формуле:

Из формулы:

Индуктивное сопротивление рабочего потока на фазу Xом, Ом:

,

Суммарное индуктивное сопротивление X, Ом:

,

Полное сопротивление фазы обмотки rф, Ом:

,

Учетное фазовое напряжение Uф, Ом:

,

Электромагнитная мощность Pэ, кВт:

,

Активные потери во вторичной системе P2, кВт:

,

Потери в обмотках индуктора P1, кВт:

,

Активная мощность привода P, кВт:

,

Кажущаяся мощность S1, кВт:

,

Коэффициент мощности cos о:

,

2.5 Расчет специальных роликовых башмаков

Для обеспечения прямолинейного (не вращательного) движения кабины на её раме устанавливаются специальные роликовые башмаки два спереди и один сзади. Данное устройство приведено на рисунке 19.

Рисунок 19 - Специальный роликовый башмак

Роликовый башмак состоит из кранового колеса, двух штоков одной длинны и одного другой, корпуса, крепежа и пружины.

Расчет сводится к выбору пружин сжатия, обеспечивающих постоянный контакт крановых колес с направляющими. Жесткость пружины башмака установленного на задней стойке рамы в два раза больше жесткости пружин башмаков установленных спереди. Сначала рассчитываем пружину для заднего роликового башмака /5/.

В соответствии с разделом 2.1.2 сила пружины при рабочей деформации (соответствует наибольшему принудительному перемещению) FП1 = R = 2863 Н.

Сила пружины при максимальной деформации, FmaxП1, Н:

,

где: д = 0,2 - для пружин сжатия класса 3.

По ГОСТ 13775-86 принимается пружина сжатия № 154 класса ЙЙЙ, разряд 2 /5/:

Сила при максимальной деформации Fmax = 3750 Н;

Диаметр пружины D = 42 мм;

Диаметр проволоки d = 7 мм;

Жесткость одного витка с1 = 548,8 Н/мм;

Специальная легированная пружинная проволока по ГОСТ 14963-78.

Проверяем пружину на прочность по касательным напряжениям ф, МПа:

,

где: k - коэффициент, учитывающий кривизну витков и поперечной силы;

[ф] = 1350 МПа - допускаемое касательное напряжение.

,

где: с = 6 - индекс пружины /6/.

Пружина подходит 1152 < 1350.

Расчет пружины для башмака расположенного на передней стойке рамы выполняется аналогично только сила пружины при рабочей деформации FП2 = FП1/ 2 = 1431,5 Н.

По формуле (113):

По ГОСТ 13775-86 принимается пружина сжатия № 109 класса ЙЙЙ, разряд 2 /5/:

Сила при максимальной деформации Fmax = 2000 Н;

Диаметр пружины D = 41 мм;

Диаметр проволоки d = 5,5 мм;

Жесткость одного витка с1 = 218,3 Н/мм;

Специальная легированная пружинная проволока по ГОСТ 14963-78.

Проверка по формуле:

Пружина подходит 1152 < 1350.

Роликовые башмаки перемещаются вдоль направляющих профиль № 1. сечение профиля направляющей показано на рисунке 20.

Рисунок 20 - Сечение направляющей

Размеры сечения: B = 130 мм; H = 110 мм; b = 25 мм; h = 60 мм.

2.6 Расчет и выбор тормозных устройств в ОРУ

В опорно-роликовых системах с одного конца вала коническое колесо, а с другого крепится тормозной шкив. При контакте конических колёс с рельсом и при срабатывании тормозных устройств, происходит торможение привода и остановка всей конструкции лифта.

Выбор колодочного тормоза производится по тормозному моменту MТ, Нм:

,

где: K = 2 - коэффициент торможения для пассажирских лифтов;

Mн.т - номинальный момент торможения, Нм.

,

где: J0 - общий момент инерции привода и ОРУ, кг·м2;

е - угловое ускорение, рад/сек2;

rр = 0,1 м - средний радиус конических роликов;

R = 1,5 м - средний радиус привода, м;

nк.р .= 4 - число роликов контактирующих с рельсами (наихудший вариант).

,

где: Jо.р. - момент инерции всех ОРУ с тормозами, кг·м2;

Jп - момент инерции всего привода в целом, кг·м2.

,

,

где: mк - масса катушек магнитной опоры, кг;

mи - масса индукторов линейного двигателя, кг;

mм - масса постоянных магнитов, кг;

mкр - масса каркаса на котором всё крепится, кг.

,

где: k = 0,85 - коэффициент, учитывающий зазор между витками;

Rк = 50 мм - внешний радиус катушки;

rк = 15 мм - внутренний радиус катушки;

hк = 1,5 мм - примерная высота катушки;

ск = 8900 кг/м3 - плотность меди.

,

где: k = 1,2 - коэффициент, массу сердечников индукторов.

,

где: lм - длина поверхности, на которой находятся магниты, м;

l = 350 мм - длина магнитов в осевом направлении;

hм = 20 мм - толщина магнитов;

ск = 4800 кг/м3 - плотность материала магнитов.

,

,

где: Sсеч ? 0,0135 м2 - примерная площадь сечения нижнего профиля рамы привода;

lп = 9,5 м - длина нижнего профиля рамы привода;

сад = 2707,5 кг/м3 - плотность АД 31.

По формуле:

Из формулы:

Угловое ускорение е, рад/сек2:

,

где: щ0 - угловая скорость привода в момент отключения магнитного подвеса,

рад/сек;

t ? 1сек - примерное время торможения привода.

,

Исходя из формулы:

По формуле находим тормозной момент:

Выбираем тормоз ТКГ-160 ОСТ 24.290.08-82 /2/:

Тормозной момент MТ = 100 Нм;

Диаметр под шкив Dш = 160 мм;

Масса тормоза m = 25 кг.

Проверяем тормоз по качеству остановки.

Необходимое условие:

,

где: Mтр - момент от сил трения конических колёс о рельс, Нм.

,

где: Fтр - сила трения конических колёс о рельс, Н.

,

где: P = 6935,5 Н - сила реакции опоры действующая на один ролик;

гп = 5?30' - угол подъёма винтовой линии;

б = 15? - угол конического ролика;

мтр = 0,001 - коэффициент трения качения.

Условие выполняется 100 > 6,7.

2.7 Расчет механических устройств безопасности

Расчет масляного буфера

Нагрузка на буфер от веса улавливаемых грузов Pmax, Н:

,

Расчетная площадь плунжера, за вычетом отверстий F, см2:

,

где: Рж = 400ч700 - рабочее давление в жидкости, Н/см2.

Определяется площадь перепускного отверстия f, м2:

,

где: v = 10 м/с - номинальная скорость лифта;

в = 0,008 - коэффициент, зависящий от вязкости жидкости.

Тормозной путь штока s, м:

,

где: аmax = 25 м/с2 - допускаемое максимальное ускорение.

Высчитывается диаметр конусного штока в зависимости от расстояния, от исходного положения dX = f(X), м:

,

где: d0 = 0,0028 м - диаметр отверстия в днище плунжера.

По этой формуле вычисляются несколько значений диаметра штока:

Расчёт ловителей плавного торможения

Так как ловители, в общей доле всех лифтов, выполнены конструктивно одинаково, то итогом расчета является выбор пружины для установки в ловители, при заданных грузоподъемности и скорости.

Конструктивные размеры ловителей:

L = 73 ч 75 мм - ход клина;

l1 = 250 мм - большое плечо рычага;

l2 = 80 мм - малое плечо рычага;

a = 21 мм - зазор между клином и колодкой;

б = 505' - угол заострения клина;

Дб = 10' - допуск на угол клина;

Дb = 0,2 мм - допуск на толщину направляющей.

Определяется максимальное и минимальное замедление при посадке аmax и аmin, м/с2:

,

,

где: va = 1,25v = 12,5 м/с - аварийная скорость лифта;

Smin = 1,25 м и Smax = 9,8 м - минимальный и максимальный пути торможения соответственно, при порожней и груженой кабине.

Общее тормозное усилие Rmax и Rmin, Н:

,

,

где: Gmin и Gmax - улавливаемый вес лифта с ненагруженной и груженой кабиной. лифт башмак технический ремонтный

Распорные нажатия Nmax и Nmin, Н:

,

,

где: м = 0,14 - коэффициент трения.

Распорная сила, уравновешивающаяся усилиями пружины Pmax и Pmin, Н:

 ,

,

Максимальный и минимальный ход пружины fmax и fmin, мм:

,

,

где: b = 25 мм - толщина головки направляющей.

Максимальная допускаемая жесткость пружины Zmax, Н/мм:

,

По ГОСТ 13768-86 принимается пружина сжатия № 171 класса Й, разряд 3 /5/:

Сила при максимальной деформации Fmax = 2000 Н;

Диаметр пружины D = 100 мм;

Диаметр проволоки d = 10 мм;

Жесткость одного витка с1 = 134,6 Н/мм;

Специальная легированная пружинная проволока по ГОСТ 14963-78.

Проверка по формуле (113):

Пружина подходит 1229 < 1350.

3. ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЕТЫ

3.1 Расчет вала опорно-роликового устройства

Схема для расчета представлена на рисунке 21.

Рисунок 21 - Расчетная схема вала ОРУ

a = b = c = 10 см

Вертикальная сила P, Н:

,

Изгибающий момент Mи, Нм:

,

Уравнение моментов:

,

Из формулы (149) следует:

,

Принимаем x1 = 1.

,

,

где: E = (1,86…2,1)· 105 МПа - модуль упругости для стали;

J ? 0,05d4 ? 0,004· 10-5 м4 - момент инерции сечения вала.

Из формулы (150):

Уравнение моментов относительно точек А и В:

,

,

Из формулы сила RB, Н:

,

Из формулы сила RA, Н:

,

Максимальный момент Mmax = Mи = 693,5 Нм.

Выбирается сталь легированная конструкционная 20ХУ. Допускаемое напряжение при изгибе [уиз] = 220 МПа.

Определяется оптимальный диаметр для вала dору, мм:

,

Принимается dору = 35 мм.

Напряжение при кручении фкр, МПа:

,

где: Mкр = MТ = 100 Нм - крутящий момент;

Wс = 2W = 0,2d3 = 0,0000086 м3 - сопротивление при кручении.

Возникающее напряжение при изгибе уиз, МПа:

,

Эквивалентная нагрузка уэ, МПа:

,

где: [уэ] - допускаемая эквивалентная нагрузка.

,

где: уТ = 500 МПа - предел текучести.

Подходит 162,5 < 333,3.

3.2 Расчет вала опорно-вращательного устройства

Вал ОВУ рассчитывается на изгиб и на сжатие.

Изгибающий момент Mи, Нм:

,

где: R = 2863 Н - радиальная сила действующая на подшипник;

с = 0,25 м - в соответствии с рисунку 11.

Напряжение при изгибе уиз, МПа:

,

Напряжение на сжатие ур, МПа:

,

где: N - действующая продольная сила;

А = рd2/4 = 0,154 м2 - площадь поперечного сечения вала.

,

Принимается сталь Ст 45. Допускаемое напряжение на изгиб [уиз] = 175 МПа. Допускаемое напряжение на сжатие [ур] = 140 МПа.

4. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

4.1 Общая характеристика и организация эксплуатации лифта

Рассматривая общую характеристику организационных мероприятий по эксплуатации лифта, следует исходить из двух особенностей машины, существенным образом влияющих на требования обеспечения безопасных условий пользования лифтом.

Первая особенность заключается в том, что лифт представляет собой машину повышенной опасности из-за наличия свободного пространства большой высоты, используемого для движения кабины лифта, а так же, в результате использования электропривода и магнитов, и из-за возможности воздействия электротока и электромагнитных полей.

Вторая особенность заключается в том, что в отличие от других распространенных видов транспорта, где к управлению допускается строго ограниченное число специально обученных лиц, лифт управляется гражданами без ограничений по возврату и состоянию здоровья, не обученных правилам пользования.

В связи с этим при организации эксплуатации лифта следует руководствоваться основными требованиями ПУБЭЛ.

Владельцу лифта разрешается возложить приказом весь комплекс обязанностей по текущему и техническому надзору на лицо, ответственное за организацию эксплуатации лифта, которое аттестуется комиссией с участием представителя технадзора. В этом случае владелец лифта самостоятельно решает обе задачи. Однако правила допускают передачу работ по техническому надзору или обслуживанию специализированной организацией. В этом случае между «владельцем лифта» и специализированной организацией заключается соответствующий договор. При этом владелец передает большую и ответственную часть работы по содержанию лифта организации, обязующейся осуществлять квалифицированное техническое обслуживание и ремонт лифта, нести ответственность, в том числе и юридическую за безопасный уровень его технического состояния.

Вариант организации работ по содержанию лифтов специализированными организациями получил преобладающее распространение т.к. он обеспечивает более высокий уровень технического состояния и чаще всего экономически целесообразен.

В процессе приёмки лифта в эксплуатацию после монтажа, уполномоченный представитель владельца лифта, участвует в работе приемной комиссии и подписании соответствующих документов.

В период эксплуатации лифта на уполномоченного представителя владельца лифта, выполняющего работу по текущему надзору, исходя из условий безопасной работы лифта и требований договора со специализированной организацией, налагается ряд обязанностей по:

- обеспечению эксплуатации лифта в соответствии с его назначением и грузоподъёмностью, а также указанными в паспорте условиями его эксплуатации;

- обеспечению аттестации обслуживающего персонала (лифтер, оператор) до начала их работы и проведению периодической проверки их знаний;

- обеспечению обслуживающего персонала, находящегося в штате владельца лифта, производственными инструкциями и контролю их выполнением;

- выполнению в установленные сроки предписаний органов технадзора и представителя специализированной эксплуатационной организации;

- обеспечению выполнений условий договора между специализированной организацией и владельцем лифта;

- исключению допуска в машинное и блочное помещение посторонних лиц;

- проведению работ среди пользователей лифтов с целью обучения правилам безопасности и бережного отношения к лифту;