Устройство и расчет пола кабины



Горизонтальная рама каркаса кабины вместе с полом образует несущую конструкцию грузовой платформы.

Полы могут иметь деревянную, металлическую или комбинированную конструкцию.

Кабины могут оборудоваться подвижными и неподвижными полами в зависимости от назначения лифта, наличия и особенностей конструкции системы контроля ее загрузки.

Неподвижные полы устанавливаются в кабинах грузовых, больничных лифтов и в пассажирских лифтах с устройством контроля времени загрузки кабины, или в тех случаях, когда применяемый метод контроля нагрузки не требует наличия подвижного пола. Неподвижный пол может быть составной частью конструкции купе кабины, закрепленного на несущем каркасе через амортизирующие прокладки или представлять собой коробчатую конструкцию грузовой платформы.

Металлическая конструкция неподвижного пола имеет защитное покрытие из дерева или синтетических материалов. Деревянные полы составляются из плотно пригнанных досок толщиной 50 – 80 мм, соединяемых в шпунт и связанных между собой поперечными брусьями. Деревянный настил устанавливается в металлическую раму с промежуточными поперечными балками. Для защиты деревянный настил покрывается тонким металлическим листом или пластиком.

Устройства контроля загрузки пассажирского лифта с подвижным полом обычно представляет собой грузовые или пружинные весы с одним или несколькими дискретными уровнями контроля нагрузки и соответствующими микропереключателями.

Подвижный пол кабины должен изготавливаться из сплошного щита и полностью перекрывать порог дверей, кабины. У кабин с автоматическими раздвижными дверями порог может быть неподвижным.

Вертикальный ход подвижного пола не должен превышать 20 мм [2].

На рис. 2.3 представлена схема устройства контроля загрузки кабины с грузовым механизмом.

 

Рис. 2.3. Схема грузового механизма контроля загрузки с подвижным полом:

1, 16 – ступицы; 2, 3, 4 – микровыключатели; 5, 10, 13, 14, 15, 18, 21 – рычаги;

6, 12 – грузы; 7 – пружина; 8, 22 – полые валы; 9 – упор; 17, 23 – ось; 11 – палец;

19 – горизонтальная рама каркаса кабины; 20 – опорная стойка пола;

24 – щитовая конструкция пола

 

Грузонесущей основой подвижного пола является горизонтальная рама 19 каркаса кабины.

Щитовая конструкция пола через стойки 20 шарнирами опирается на рычаги полых валов 8 и 22, которые с помощью подшипников закреплены на неподвижных осях 17, 23, установленных на горизонтальной раме. Вилки рычагов 13 и 21 охватывают подшипники рычагов 15, 18 ступицы 16, которая установлена на оси 17. Такая конструкция обеспечивает вертикальное поступательное перемещение пола независимо от положения груза в кабине.

На рычагах 5 и 14 ступиц 1 и 16 закреплены грузы взвешивающего устройства 6 и 12 Между грузами 12 и 6 имеется односторонняя связь посредством пальца 11, взаимодействующего со скобой, закрепленной на конце рычага 14.

Для контроля 10 % перегрузки кабины, кроме груза 6, используется цилиндрическая пружина 7 Под рычагами 5 и 14 установлены микровыключатели 2, 3, 4.

При отсутствии пассажиров в кабине, груз 12, установленный на рычаге 14, уравновешивает силу тяжести подвижного пола 24. При этом рычаг 14 воздействует на микровыключатель 2

При появлении груза в кабине массой более 15 кг равновесие системы нарушается и рычаг 14 с грузом 12 поднимается вверх. Срабатывает контактное устройство 2, сигнализируя системе управления о наличии груза.

Дальнейшее увеличение загрузки кабины сопровождается дополнительным подъемом рычага 14. Связанная с ним скоба поднимает палец 11 вместе с грузом 6, поворачивая рычаг 5 против часовой стрелки.

Если груз в кабине достигает 90 % номинальной грузоподъемности, дальнейший подъем рычага 5 приводит к срабатыванию контактного устройства 4. При этом система управления лифта перестает реагировать на попутные вызовы с этажных площадок.

При превышении номинальной нагрузки более чем на 10 %, рычаг дополнительно поднимается вверх сжимая предварительно сжатую пружину 7 срабатывает контактное устройство 3 и отключается двигатель механизма подъема. Момент срабатывания контактного устройства устанавливается регулировкой силы предварительного сжатия пружины 7.

В лифтах с распашными дверями кабины применяется более простая система подвижного пола с петлевым креплением одной его стороны и опорой другой на пружину. При такой конструкции чувствительность контроля нагрузки зависит от положения пассажира по отношению к петлевой подвеске пола.

Рассматриваемая конструкция является вариантом системы контроля нагрузки с пружинным уравновешиванием. Роль грузовой платформы взвешивающего устройства выполняет купе кабины, которое имеет возможность вертикальных, поступательных перемещений относительно каркаса кабины (рис. 2.4. а).

Отличительной особенностью данной конструкции является очень небольшая величина вертикальных перемещений пола купе, который остается практически неподвижным.

При отсутствии пассажиров в кабине, сила тяжести купе уравновешивается усилием предварительно деформируемой двухопорной балки 1. Установка величины предварительной деформации осуществляется регулировочным болтом 4 относительно неподвижной втулки 5 (рис. 2.4 б).

Увеличение нагрузки купе приводит к дополнительной деформации балки и увеличению угла ее поворота  на опорах. Благодаря этому, консольная часть балки, с винтом 6 на конце, поворачивается против часовой стрелки. Винт 6 действует на рычаг 7, который поднимается вверх, преодолевая усилие пружины 8, и перестает действовать на приводной механизм контактов микровыключателя 10 по достижению определенного, контролируемого уровня нагрузки купе кабины.


Рис. 2.4. Система контроля загрузки кабины с плавающей установкой купе

а) схема установки взвешивающего устройства: 1 – каркас, 2 – подвеска, 3 – купе,

4 – направляющие ролики вертикального перемещения купе,

5 – взвешивающее устройство;

б) схема устройства контроля нагрузки: 1 – упругая предварительно деформированная балка, 2 – устройство передачи нагрузки от пола купе на балку, 3 – направляющая втулка, 4 – болт регулировки предварительной деформации балки, 5 – упорная втулка,

6, 12 – винт регулировочный, 7 – балка рычажного передаточного механизма,

8, 11 – пружина, 9 – рычаг подвески микровыключателя,

10 – микровыключатель, 13 – упор

 

Взвешивающее устройство оборудовано тремя комплектами элементов 6 – 12 и их настройка позволяет контролировать три уровня загрузки кабины, включая перегрузку.

Винты 6 и 12 используются для регулировки нагрузки срабатывания каждого из 3-х микровыключателей 10. Под балкой установлен упор 13 для защиты ее от перегрузки, при посадке кабины на буфер или ловители.

Определяем параметры взвешивающего устройства.

Прогиб балки в середине пролета:

 

,                   (2.6)

 

где l – пролет балки, м;

I – момент инерции поперечного сечения балки, м4;

P – расчетная нагрузка, Н;

Е – модуль упругости материала балки, Н/м2.

 

0,0009 м

 

Угол упругого поворота оси балки на опоре при прогибе в середине пролета

 

                (2.7)

 

0,0022 рад

 

Тангенциальное перемещение болта 6 составит величину

 

, м,                        (2.8)


где r – радиус поворота рычага.

 

=0,00027 м

 

Перемещение конца рычага 7 в точке контакта с конечным выключателем

 

, м                       (2.9)

 

= 0,0007 м.

 

Соотношение плеч рычажной системы соответствует величине перемещения приводного элемента микропереключателя.

Расчет направляющих башмаков

Для центрирования относительно направляющих кабин (противовесов) и неизменности расстояний между подвижными и неподвижными частями лифта на несущих каркасах устанавливаются башмаки. С каждой стороны кабины (противовеса) устанавливается по два башмака, в верхней и нижней ее части.

Конструкция башмаков охватывает головку направляющей с трех сторон, так, чтобы обеспечить действие нормальных сил, уравновешивающих опрокидывающие моменты, вызванные эксцентриситетом положения центра масс груза, кабины и смещением центра подвески.

Принимаем направляющие башмаки скользящей конструкции.

Площадь поверхности вкладыша определяем в зависимости от допустимого контактного напряжения материала:

- для боковой поверхности

 

,                          (2.10)

 

где  – расчетная нагрузка на башмак в поперечном направлении (рис. 2.5);

 – допустимое напряжение смятия материала вкладыша из капрона.

- для торцевой поверхности

 

,                          (2.11)

 

где Nн – расчетная нагрузка на башмак в торцевом направлении (см. рис. 2.5);

Силы нормального давления, действующие на башмаки в плоскости направляющих и в перпендикулярном к ним направлении, определим из уравнений равновесия кабины:

 

∑Мх = 0, ∑Мy = 0            (2.12)

 


Рис. 2.5. Схемы к расчету опорных реакций башмаков кабины:

а) схема горизонтальной проекции кабины;

б) схема вертикальной проекции кабины.

 

На рис. приняты следующие обозначения: А, В - ширина и глубина кабины, м; h - расстояние между башмаками по вертикали, м; П - обозначение точка подвески кабины; Хп, Yп - продольное и поперечное смещение точки подвески кабины относительно центра пола, м; S - натяжение тяговых канатов, кН; К - положение центра масс кабины; Г - положение центра масс расчетного груза; Хв, Yв - продольное и поперечное смещение центра масс кабины относительно центра пола, м; Хг, Yг - продольное и поперечное смещение центра масс расчетного груза, м; Nп, Nн - нормальные реакции в зоне контакта башмаков с направляющими, которые действуют перпендикулярно и параллельно плоскости направляющих; Рк, Рг - сила тяжести кабины и груза, соответственно, кН.

Из уравнений равновесия определяем соответствующие нормальные реакции


,                                         (2.13)

 

,                                   (2.14)

 

где Рг= Qр·10-2 – величина силы тяжести массы расчетного груза, кН (для пассажирского лифта Qр=0,5·Qс, где Qс – грузоподъемность из условия свободного заполнения кабины);

Рксила тяжести массы кабины, кН;

Хп, Yп–координаты смещения точки подвески кабины, принимаются по конструктивным соображениям от 0,03 до 0,1 м;

Хк, Yк–величина продольного и поперечного смещения центра масс кабины, зависящая от конструкции дверей кабины, может приниматься в пределах от 0,02 до 0,1 м;

Хг,=В/6,Yг=А/6 - определяются в предположении, что расчетный груз равномерно распределен по треугольной площадке, составляющей 50 % площади пола кабины, отделенной диагональю прямоугольного контура.

 

 

 

 


 

Расчет направляющих

 

Направляющими называются неподвижно установленные в шахте стальные рельсы, расположенные по боковым сторонам кабины (противовеса), которые гарантируют прямолинейное движение без поперечного раскачивания и обеспечивают постоянство безопасных зазоров между подвижными и неподвижными частями оборудования в шахте лифта.

В аварийных режимах посадки на ловители направляющие служат прочной основой для плавного торможения и надежного удержания кабины (противовеса) до момента снятия с ловителей. Возникающие при этом значительные динамические нагрузки непосредственно воспринимаются направляющими и устройствами их крепления в шахте.

В нормальных рабочих режимах направляющие воспринимают силы нормального давления башмаков, которые обусловлены смещением центра масс груза и кабины относительно канатной подвески или процессом загрузки кабины средствами напольного транспорта.

От прочности, жесткости и точности установки направляющих зависит надежность и безопасность работы лифта. В связи с этим раздел 5.3 ПУБЭЛ предъявляет ряд специальных требований к конструкции направляющих [4].

Прочностной расчет направляющих производится с учетом нагрузок действующих в рабочем режиме и при посадке на ловители (рис. 2.6).

Примем следующие обозначения:

l, lр – величина пролета крепления направляющей и ее расчетный пролет;

е – эксцентриситет приложения продольной силы R относительно центра тяжести сечения направляющей;

Nн, Nп – нагрузка, действующая в плоскости направляющих и перпендикулярном к ней направлении;

R – расчетная величина тормозной силы ловителя;

Мн, Мп, МR – изгибающие моменты в опасном сечении направляющей.

 

Рис. 2.6. Расчетные схемы направляющих

а) многоопорная балка; б) двухопорная балка

 

Направляющая рассматривается как неразрезная многопролетная балка, загруженная в одном пролете поперечными, нормальными силами и продольной тормозной силой при посадке кабины (противовеса) на ловители.

Методика расчета направляющих противовеса особой специфики не имеет. В связи с этим, более детально рассмотрим расчет направляющей кабины.

1. Предварительно определяем параметры профиля и шаг крепления направляющей (п. 7.1; табл. 7.1 [1]).

Геометрические характеристики профиля (рис. 2.7 а):

– Обозначение профиля НТ-3;

– Размеры поперечного сечения профиля:

H=60 мм;

h=35 мм;

B=90 мм;

b=16 мм.

– Масса 1 м 11,8 кг;

– Шаг крепления принимаем равным 2 м.

 

Рис. 2.7. Направляющая таврового профиля

а) схема поперечного сечения; б) расчетная схема

 

2. Рассчитываем величины моментов инерции и моментов сопротивления поперечного сечения направляющей (рис. 2.7 б).

Площадь поперечного сечения брутто


                                                                (2.15)

 

 

Площадь поперечного сечения нетто (учет ослабления отверстиями)

 

        (2.16)

 

 

Координаты центра тяжести сечения брутто

 

                                          (2.17)

Xсб=0

 

 

Координаты центра тяжести сечения нетто

 

                            (2.18)

 

Xсн = 0

 

где Y1, Y2, Y3,Y4 – координаты центра элементарных площадок поперечного сечения относительно любой выбранной точки горизонтальной оси сечения;


h1=35 мм;

h2=17 мм;

h3=8 мм;

h4=8 мм;

b1=16 мм;

b2=8 мм;

b3=90 мм;

b4=8 мм;

Y1=42,5 мм;

Y2=16,5 мм;

Y3=4 мм;

Y4=4 мм;

F1=560 мм2;

F2=136 мм2;

F3=720 мм2;

F4=64 мм2.

 

Моменты инерции сечения брутто

 

   (2.19)

 

 

                   (2.20)


 

Моменты инерции нетто

 

                                          (2.21)

 

 

      (2.22)

 

 

Минимальная величина радиуса инерции брутто

 

                      (2.23)

 

=28,2 мм

 

Моменты сопротивления брутто при изгибе в плоскости направляющих:

– для верхней точки сечения


                     (2.24)

 

 

– для нижней точки сечения

 

                      (2.25)

 

 

Момент сопротивления брутто при изгибе в плоскости перпендикулярной плоскости направляющих:

– для крайней точки основания сечения направляющих

 

                      (2.26)

 

 

– для точки на боковой поверхности головки направляющей

 

                      (2.27)


 

Момент сопротивления нетто при изгибе в плоскости направляющих:

– в верхней точке сечения

 

                      (2.28)

 

 

– в нижней точке сечения

 

                      (2.29)

 

 

Момент сопротивления нетто при изгибе в плоскости перпендикулярной плоскости направляющих:

– в крайней точке основания сечения направляющей

 

                      (2.30)

 


– в точке боковой поверхности головки

 

                      (2.31)

 

 

3. Производим расчет направляющей в рабочем режиме работы лифта с 10 % перегрузкой кабины (см. рис. 2.6 а, б).

Предполагается, что в центре пролета направляющей действуют расчетная, нормальная сила Nн в плоскости направляющих и нормальная сила Nп перпендикулярная плоскости направляющих. Нормальные силы определяются рассмотренным выше методом при смещении центра масс груза в поперечном и продольном направлениях на величину А/6 и В/6, соответственно.

Пролет реальной многопролетной балки заменяется расчетным эквивалентным, учитывающим влияние жесткости соседних пролетов, путем сокращения его длины до величины

 

                             (2.32)

 

 

В среднем сечении пролета во взаимно перпендикулярных направлениях действуют изгибающие моменты от поперечных сил:

– в плоскости направляющих


                      (2.33)

 

 

– в плоскости, перпендикулярной плоскости направляющих

 

                      (2.34)

 

 

Наибольшее расчетное нормальное напряжение определяется геометрическим сложением нормальных напряжений, действующих в двух плоскостях изгиба

 

     (2.35)

 

 

где Wн, Wп – минимальные значения величины момента сопротивления сечения направляющей соответствующих плоскостях изгиба.

Коэффициент запаса прочности определяется по отношению к пределу текучести материала направляющей (для Ст. 20 ГОСТ 1050-74 =245 МПа=2450000 Н/м2)


, (2.36)

 

где [nэ] – допускаемый запас прочности в рабочем режиме.

4. Проверка жесткости направляющей.

Прогиб в плоскости направляющих

 

,

 

где Е=2,17·107 Н/см2

 

 

Прогиб направляющей не должен превышать величины

Условие выполняется, следовательно, направляющая подобрана верно.


Спецчасть

Расчет и подбор каната

 

Канаты подъёмных механизмов лифтов обеспечивают передачу движения от лебедки к кабине и противовесу с небольшими потерями мощности на канатоведущем органе и отклоняющих блоках [2, 3].

Канаты воспринимают растягивающие нагрузки при движении и неподвижном состоянии кабины, в нормальных эксплуатационных и аварийных режимах.

От надежности работы системы подвески подвижных частей лифта зависит жизнь пассажиров. Поэтому к стальным канатам и тяговым цепям лифтов предъявляются повышенные требования прочности и долговечности. Эти требования нашли отражения в ПУБЭЛ Госгортехнадзора [4].

Канаты, поступающие на монтаж лифтового оборудования должны иметь документ (сертификат), характеризующий их качество и оформленный в полном соответствии с требованиями государственных стандартов. Аналогичные требования предъявляются к тяговым цепям.

Параллельно работающие канаты подвески кабин (противовесов) должны иметь одинаковые диаметры, структурные и прочностные характеристики.

Не допускается сращивание тяговых канатов механизмов подъема и ограничителей скорости.

Номинальный диаметр тяговых канатов лифтов для перевозки людей должен быть не менее 8 мм, а в ограничителях скорости и лифтах, не рассчитанных на транспортировку людей, – не менее 6 мм.

Число параллельных ветвей канатов подвески кабины (противовеса) должно быть не менее указанных в таблице 4 ПУБЭЛ [4].

В лифтах применяются только канаты двойной свивки, которые свиваются из прядей проволок относительно центрального сердечника в виде пенькового каната, пропитанного канатной смазкой.

Обычно стальной канат состоит из 6 прядей и сердечника.

Условия работы канатов в лифтах с КВШ отличаются наличием изгибающих, растягивающих, скручивающих и сдвигающих нагрузок, поэтому очень важно иметь большую поверхность касания проволочек в отдельных слоях. Этому требованию в наибольшей степени отвечают канаты типа ЛК с линейчатым касанием между проволоками.

В зависимости от структуры поперечного сечения прядей различают канаты ЛК-О – при одинаковых диаметрах проволок по слоям навивки, ЛК-Р с различным диаметром проволок. Канаты с точечным касанием проволок имеют обозначение ТК.

В обозначении конструкции каната учитывается характер касания проволок, количество прядей и число проволок в каждой пряди: ЛК-О 6x19 или ТК 6x37.

При использовании канатов важно обеспечить не только достаточную их прочность, но и надежное соединение с элементами конструкции лифта.

Стальные канаты должны рассчитываться на статическое разрывное усилие

 

,                            (3.1)

 

где Р – разрывное усилие каната, принимаемое по таблицам ГОСТ или результатам испытания каната на разрыв, кН;

К – коэффициент запаса, принимаемый по таблице 6 ПУБЭЛ в зависимости от типа канатоведущего органа, назначения и скорости кабины лифта [4];

S – расчетное статическое натяжение ветви каната, кН

Величина расчетного натяжения ветви канатной подвески должна определяться по следующим зависимостям:

для канатов подвески кабины.

 

(3.2)

 

для канатов подвески противовеса

 

, (3.3)

 

гдеQ – грузоподъемность лифта, кг;

QК – масса кабины, кг;

QП – масса противовеса, кг;

QТК – масса тяговых канатов от точки схода с КВШ до подвески, кг;

QН – масса натяжного устройства уравновешивающих канатов, кг;

m– число параллельных ветвей канатов;

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

Канат подвешивается в соответствии с правилами ПУБЭЛ [4]. Лифт с канатоведущим шкивом, в котором допускается транспортировка людей должен быть подвешен не менее чем на трех канатах. По рекомендации [1] лифты от 500 до 1000 кг подвешиваются на 3-6 отдельных канатах.

Выбираем 3 отдельные ветви канатов, на которых подвешивается кабина и противовес.

Масса тяговых канатов определяется по формуле

 

          (3.4)

 


где  – приближенное значение массы 1 метра тягового каната, кг/м (принимается 0,4-0,5 кг/м);

– расчетная высота подъема кабины, м.

 

 

 

 

 

По расчетному значению разрывной нагрузки Р и таблицам ГОСТ определяется необходимый диаметр каната, так, чтобы табличное значение разрывной нагрузки было равно или больше расчетной величины.

Выбираем канат типа ЛК-Р ГОСТ 2680-80 [12] с одним органическим сердечником со следующими параметрами:

– Диаметр каната d=9,1 мм;

– Расчетная площадь сечения всех проволок F=31,18 см2;

– Масса 1000 м смазанного каната 305 кг

– Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву 1860 МПа;

– Расчетное разрывное усилие:

суммарное всех проволок в канате 58050 Н;

каната в целом 47500 Н;

После выбора типа и определения диаметра каната производим проверку фактической величины коэффициента запаса прочности каната подвески кабины или противовеса [3]


,

 

где РТ – табличное значение разрывной нагрузки выбранного каната, кН;

 – фактическое значение массы каната от точки схода с КВШ до подвески кабины (противовеса), кг;

 – фактическоезначение массы 1 метра выбранного тягового каната, кг/м;

 

,

 

где Н – расчетная высота подъема кабины лифта, м

 

 

 

Правильному выбору каната должно соответствовать условие

 

                              (3.5)

13 ≥ 12

 

Условие прочности 3.5 выполняется.


Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 43; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ