≥ 12

13 ≥ 12

Условие прочности 3.5 выполняется.

 
3.2 Определение массы подвижных частей механизма подъема

Работа механизма подъема лифта связана с перемещением массы кабины, противовеса, тяговых канатов и подвесного кабеля.

Работа по преодолению сил тяжести подвижных частей может быть существенно снижена, если добиться равновесия сил тяжести, действующих на канатоведущий орган лебедки со стороны кабины и противовеса.

Так как полезный груз в кабине не остается величиной постоянной, полное уравновешивание кабины с грузом практически исключается. Если силу тяжести конструкции кабины можно полностью уравновесить с помощью противовеса, то груз в кабине – только частично.

В крайних положениях кабины оказывается неуравновешенной и сила тяжести тяговых канатов [2, 3]. Влияние неуравновешенности канатов становится весьма ощутимым при значительной высоте подъема лифта.

Основную роль в системе уравновешивания играет противовес. При небольшой высоте подъема масса противовеса выбирается из условия уравновешивания кабины и среднестатистического значения массы полезного груза. Это обеспечивает существенное снижение окружной нагрузки КВШ и необходимой мощности привода лебедки.

При высоте подъема кабины более 45 м приходится учитывать влияние силы тяжести неуравновешенной части тяговых канатов и применять для их уравновешивания дополнительные гибкие уравновешивающие элементы в виде цепей или уравновешивающих канатов.

Определение массы противовеса требует предварительного определения массы кабины лифта по исходным данным или по приближенным соотношениям, устанавливающим зависимость между площадью пола и массой кабины [3].

 
3.2.1 Расчет веса кабины

Масса кабин пассажирских лифтов отечественного производства приближенно определяться по следующей формуле [1]:

, (3.6)

где А, В – ширина и глубина кабины, соответственно, м.

  3.2.2 Расчет противовеса 3.2.2.1. Назначение, конструкция и устройство

Применение уравновешивающих устройств значительно уменьшает потребное тяговое усилие на шкиве или барабане, а, следовательно, позволяет использовать более легкие и дешевые лебедки.

Одним из уравновешивающих устройств является противовес, массу которого выбирают такой, чтобы она уравновешивала массу кабины и часть массы груза. В лифтах с КВШ противовес, наряду с этим, обеспечивает натяжение канатов, необходимое для надежного сцепления канатов с ободом шкива.

Основу конструкции противовеса составляет несущий каркас с устройством канатной подвески и башмаками.

Канаты закрепляются на верхней балке каркаса с помощью пружинной подвески или огибают блоки, если в конструкции лифта используется полиспаст.

Рамы противовеса заполняются набором железобетонных или чугунных грузов исходя из расчетного значения коэффициента уравновешивания φ и массы каркаса.

Масса каркаса, в зависимости от конструктивного исполнения и грузоподъемности лифта, составляет 5…15% расчетной массы противовеса. В конструкции каркаса предусматриваются устройства для неподвижной фиксации набора грузов в каркасе.

Поперечные размеры в плане определяются соответствующими размерами грузов.

Габаритная высота противовеса обычно соизмерима с высотой кабины.

На рис. 3.1 представлен вариант типовой конструкции противовеса с пружинной подвеской, применяемый в лифтах отечественного производства.

Рис. 3.1. Противовес с пружинной подвеской:

1 – пружинная подвеска; 2 – аппарат для смазки направляющей; 3 – башмак;

4 – металлоконструкции несущего каркаса; 5 – запорное устройство;

6 – контрольный башмак; 7 – стяжка; 8 – набор грузов.

Несущий каркас противовеса изготавливается из стального проката или гнутого стального профиля.

В целях экономии материала иногда применяются противовесы, не имеющие жесткого каркаса. Конструкция бескаркасного противовеса состоит из верхней и нижней балки, между которыми располагается набор грузов, стянутых двумя вертикальными болтами, проходящими через сквозные отверстия. Недостатком такого решения является сложность регулировки коэффициента уравновешивания груза кабины.

В противовесах применяются чугунные и железобетонные грузы различной формы и размеров.

Масса груза не должна превышать 60 кг из условия возможности подъема двумя рабочими.

Корректировка величины коэффициента уравновешивания груза производится путем снятия или добавления необходимого количества грузов.

По правилам ПУБЭЛ конструкция противовеса должна быть рассчитана на нагрузки в рабочем режиме, в режиме посадки противовеса и кабины на буфер и ловители. Нагрузки при посадке на ловители должны определятся при максимальной расчетной скорости срабатывания ограничителя скорости.

3.2.2.2. Определение массы противовеса

Масса противовеса определяется по формуле

, (3.7)

где - коэффициент уравновешивания массы груза. Для пассажирских лифтов жилых зданий рекомендуется принимать  = 0,35…0,4.

3.2.2.3. Расчет металлоконструкций каркаса противовеса

В большинстве случаев противовесы изготавливаются с жестким каркасом, состоящим из верхней и нижней балок, жестко соединенных вертикальными стойками. Наряду с традиционными конструкциями из стального проката успешно применяются каркасы из гнутого стального профиля (рис. 3.2).

Расчет может производиться традиционными методами строительной механики как жесткой вертикальной рамы прямоугольной формы, нагруженной в среднем сечении верхней балки.

Предварительно по конструктивным соображениям определяется форма и размеры поперечных сечений балок и стоек с учетом влияния жесткости узлов стыка стоек с верхней балкой.

Рис. 3.2. Схема каркаса противовеса из гнутого стального профиля:

а) конструктивная схема, б) расчетная схема

S_пр - расчетная нагрузка канатной подвески; М₂, М₃, М₄ - изгибающие моменты в характерных точках рамы; b, Н - основные размеры рамы.

Определяются момент инерции сечения верхней балки каркаса I_б, стойки I_ст и моменты сопротивления изгибу в вертикальной плоскости.

С учетом принятых размеров каркаса и параметров сечений его несущих элементов определяются изгибающие моменты в расчетных сечениях (см. рис. 3.2 б).

(3.8)

, (3.9)

где  – коэффициент учета соотношения жесткостей элементов и геометрических параметров каркаса;

h=3,38 м;

b=0,75 м;

I_б=2,72 м⁴;

I_ст=0,153 м⁴.

Напряжение изгиба в среднем сечении верхней балки

(3.10)

,

где W₃ – момент сопротивления изгибу расчетного сечения верхней балки, м³, W₃=0,78 м³

Напряжение среза в расчетном сечении

(3.11)

где F₃ – площадь поперечного сечения верхней балки, м², F₃=0,36 м²

Эквивалентное напряжение в расчетном сечении верхней балки

(3.12)

Фактическое значение коэффициента запаса прочности

(3.13)

где σ_т – предел текучести и расчетный коэффициент запаса прочности для материала каркаса.

Расчет стоек каркаса и болтового соединения стоек с верхней и нижней балкой какой либо специфики не имеет. Конструкция нижней балки каркаса принимается такой же как и верхней.

  3.2.3 Расчет массы подвесного кабеля

Масса подвесного кабеля

(3.14)

где q_пк = 0,513 кг/м – погонная масса кабеля КПВЛ-24 ГОСТ 16092-70;

m_к=3 – число кабелей.

  3.3 Расчет диаметра канатоведущего шкива и обводных блоков

В конструкции механизмов подъема лифтов с канатной подвеской кабины (противовеса) канатоведущие шкивы используются для преобразования вращательного движения выходного вала механизма привода в поступательное перемещение кабины (противовеса).

В зависимости от кинематической схемы лифта применяются также отклоняющие блоки.

Применение КВШ в лифтовых лебедках позволяет существенно повысить безопасность пассажиров, практически исключая опасность обрыва канатов, так как кабина может быть подвешена на нескольких параллельных ветвях канатов, а высота переподъема ограничивается проскальзыванием канатов из-за посадки противовеса на буфер.

Независимость параметров лебедки с КВШ от высоты подъема открывает широкие возможности унификации лебедок с соответствующими технико-экономическими преимуществами.

Внешняя нагрузка КВШ, определяемая разностью натяжения канатов подвески кабины и противовеса, уравновешивается действием сил сцепления канатов с ободом. Эти силы зависят от угла обхвата шкива канатами и формы профиля поперечного сечения канавок.

Для обеспечения работы КВШ без проскальзывания канатов применяются канавки специального профиля (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Профиль поперечного сечения канавки обода КВШ:

а) полукруглая канавка; б) полукруглая с подрезом; в) клиновая; г) клиновая с подрезом;  – центральный угол зоны контакта каната и поверхности канавки;

 – угол подреза (угол клина); k, m, n – точки наибольшего напряжения смятия в материале канавки.

В конструкции отклоняющих блоков, не предназначенных для передачи тягового усилия канатам, применяется полукруглая канавка, обеспечивающая минимальную величину контактных давлений, что способствует увеличению долговечности канатов.

Наибольшую силу сцепления обеспечивают канавки клинового профиля, однако, их существенным недостатком является зависимость силы сцепления от степени износа опорной поверхности. В результате износа клиновая канавка преобразуется в полукруглую с подрезом с заметно меньшей силой сцепления.

С учетом вышесказанного в КВШ используем канавку клиновую с подрезом.

Канатоведущие шкивы и отклоняющие блоки изготавливаются из чугунного или стального литья. Отливка в зоне обода должна иметь достаточно высокую твердость и однородную структуру.

Расстояние между канавками обода КВШ зависит от диаметра каната и определяется по формуле

, (3.15)

Ширина обода КВШ определяется числом параллельных ветвей канатов

, (3.16)

где t, d – шаг канавок и диаметр каната, мм;

m - число параллельных ветвей канатов;

z – число обхватов канатами КВШ.

Для обеспечения долговечности каната важно обеспечить минимальное число их перегибов на отклоняющих блоках и допустимое по ПУБЭЛ соотношение между диаметром каната и огибаемого канатом цилиндрического тела (КВШ, отклоняющий блок). В связи с этим, диаметр КВШ и отклоняющих блоков следует определять с учетом условия долговечности

,

где е – коэффициент, учитывающий допускаемый изгиб каната на шкиве;

d – диаметр каната, мм.

В соответствии с табл. 3.3 [11] для лифтов, в которых допускается транспортировка людей, с линейной скоростью кабины до 1,6 м/с значение коэффициента е=40.

Подбираем диаметр шкива и обводных блоков D_шк= D_бл= 720 мм.

Обод шкива проверяется на допускаемое напряжение смятия в зоне контакта с рабочей поверхностью ручья по формуле

, (3.17)

где  - наибольшее натяжение всех канатов, Н;

 - число канатов;

D - диаметр канатоведущего шкива, м;

- коэффициент, характеризующий профиль ручья (коэффициент давления).

Для клинового ручья коэффициент давления может быть определен по формуле

Допустимое значение  определяем по графику на рис. 3.14 [11]:

,

7,47 МПа ≤ 65 МПа

Вывод: расчетное напряжение смятия не превышает допустимого, следовательно, шкив подобран правильно.

  3.5 Расчет тяговой способности канатоведущего шкива

Тяговое усилие канатоведущего шкива определяется силой трения канатов о шкив. Если кабину лифта начать постепенно перегружать, то при определенном значении массы груза сила трения окажется недостаточной, и канаты начнут скользить по шкиву. Причем начало скольжения канатов происходит при совершенно определенном соотношении между усилиями в левой и правой ветвях каната.

Во избежание полного проскальзывания каната относительно шкива необходимо выполнить условие формулы Эйлера

, (3.18)

где  – коэффициент трения между канатом и ручьем шкива,  [11];

 – угол обхвата шкива, рад,

Величина  называется тяговым коэффициентом или тяговым фактором, и чем она больше, тем большее тяговое усилие может создавать канатоведущий шкив.

Как следует из формулы (3.18), величина тягового фактора шкива зависит от величины коэффициента трения каната о шкив и угла обхвата шкива канатом .

При проектировании лифтов с канатоведущими шкивами необходимо проводить проверку тяговой способности шкива. Для расчета выбирается такой режим работы, когда усилие в более загруженной ветви достигает максимума, а в менее загруженной ветви - минимума. Обычно это соответствует периоду пуска полностью груженной кабины с первого этажа (рис. 3.8).

Рис 3.8. Кинематическая схема лифта

В этом случае усилие в точке набегания канатов на шкив

,

где Q, Q_к, Q_тк - масса груза, кабины и тяговых канатов, кг;

 – ускорение пуска. В соответствии с ПУБЭЛ [4] максимальное ускорение пуска для лифтов, в которых допускается транспортировка людей,

g – ускорение свободного падения,

 – коэффициент трения башмаков (для металлических башмаков принимается равным 0,12);

,  – ширина и глубина кабины соответственно, м;

 – расстояние между башмаками по вертикали, м.

Усилие в точке сбегания (см. рис. 3.8)

,

где  – сила инерции противовеса в период пуска, направленная в сторону, противоположную направлению движения противовеса, кг.

В соответствие с выводами, полученными в [11]

Подставив полученное значение в формулу Эйлера получим

1,5<3

Условие 3.18 выполняется.

Вывод: тяговая способность канатоведущего шкива достаточна для работы лифта.

  3.6 Расчет электродвигателя

Потребная мощность двигателя лебедки для обычных лифтов выбирается по условию движения полностью груженой кабины с первого этажа без учета инерционных нагрузок:

(3.19)

где  – КПД передачи (для червячной передачи η = 0,6…0,8; КПД возрастает с увеличением числа заходов червяка);

 – КПД шкива или барабана (η_шк = 0,94…0,98; меньшие значения относятся к шкивам на подшипниках скольжения, большие – к шкивам на подшипниках качения).

В лифтах с противовесом окружное усилие

Сопротивление на отклоняющих блоках можно с достаточной точностью определить по формуле

, (3.20)

где S_бл - усилие в канате при набегании на отклоняющий блок, Н;

 - угол обхвата блока канатами;

 - коэффициент сопротивления (для блоков на подшипниках качения ω = 0,02; на подшипниках скольжения ω = 0,04).

Сопротивление на верхнем блоке

Сопротивление на нижнем блоке

Выбираем двигатель АС-2-72-6/18ШЛ со следующими параметрами:

N=3,35/1,18 кВт;

n=950/275 мин^-1

  3.7 Расчет редуктора

В редукторах лифтовых лебедках преимущественное распространение получили червячные передачи (рис. 3.9) в силу ряда очевидных преимуществ: возможность получения больших передаточных чисел в одной паре, а также плавность и бесшумность работы [3].

Недостатком червячной передачи является сравнительно низкий КПД, повышенный износ в связи с большими скоростями скольжения в зацеплении, склонность к задирам и заеданию контактирующих поверхностей.

Рис. 3.9. Схема червячной передачи лифтового редуктора:

а) червячная передача; б) червяк цилиндрический; в) червяк глобоидный

В нашей стране отдается предпочтение глобоидным передачам. Глобоидные червячные передачи обладают повышенной нагрузочной способностью, так как в зацеплении с зубом червяка одновременно находится несколько зубьев, и линии контакта зубьев с червяком располагаются практически перпендикулярно вектору скорости скольжения, что способствует образованию непрерывной масляной пленки на трущихся поверхностях. Благоприятные условия смазки способствуют устранению заедания в червячном зацеплении.

Увеличение площади контактной поверхности позволяет использовать более дешевые сорта бронзы и дает некоторую экономию цветных металлов. Именно это обстоятельство предопределило предпочтительное применение глобоидных передач в лифтовых лебедках отечественного производства в послевоенный период. Наряду с очевидными достоинствами, глобоидные передачи имеют весьма существенные недостатки.

Значительно сложнее технология изготовления глобоидных передач. Практическое отсутствие оборудования для шлифовки глобоидного червяка исключило возможность его термической обработки, что в свою очередь, привело к снижению усталостной прочности, уменьшению КПД и повышенному износу зубьев колеса в связи с наличием существенных микронеровностей на поверхности червяка. Отсутствие аналитической теории и использование экспериментальных зависимостей существенно усложняет процесс проектирования.

Глобоидные передачи весьма критичны к точности сборки и регулировке осевого положения червяка и колеса. Снижение точности сборки и регулировки глобоидной передачи влечет за собой резкое снижение КПД и может вызвать заклинивание червячного зацепления.

К недостатку глобоидной передачи следует отнести и наличие небольших кинематических колебаний окружной скорости червячного колеса, которые могут служить одной из причин вибрации кабины.

В лифтовых лебедках применяют три способа расположения червяка редуктора: нижнее горизонтальное, верхнее горизонтальное и вертикальное.

Лебедки с верхним расположением цилиндрического червяка успешно применяются в лифтах зарубежного и отечественного производства.

Недостатком такого редуктора является ухудшение условий смазки зацепления после длительного простоя лифта. Остаточная масляная пленка не гарантирует жидкостное трение в момент пуска двигателя. Для компенсации этого недостатка и повышения несущей способности масляной пленки целесообразно увеличивать скорость скольжения контактирующих поверхностей червячного зацепления за счет применения двигателя с повышенной частотой вращения ротора.

С другой стороны в лебедках с верхним расположением червяка полностью устраняется утечка масла.

При выборе редуктора с глобоидным червяком должно обеспечиваться следующее условие:

U_р ≥ U_о;

где U_р,U_о – табличное и расчетное значение передаточного числа редуктора;

Передаточное число редуктора определяется с учетом кинематической схемы лифта по следующей формуле

, (3.21)

где D – расчетная величина диаметра КВШ, м;

n_н – номинальное значение частоты вращения вала двигателя, об/мин;

V – расчетное значение величины скорости кабины, м/с.

Выбираем редуктор РГЛ-180 с передаточным числом U=35.

После выбора редуктора лебедки производится уточнение диаметра барабана (КВШ) по кинематическому условию, гарантирующему обеспечение номинальной скорости движения кабины с погрешностью не превышающей 15%.

, м, (3.22)

где V_р – рабочая скорость кабины, равная номинальной или отличающейся на 15 %, м/с;

U_р – табличное значение передаточного числа редуктора лебедки;

 – номинальное значение частоты вращения вала двигателя, об/мин.

Оставляем диаметр шкива D=0,72 м, т.к. полученное значение с учетом погрешности в пределах нормы.

  3.8 Расчет тормоза лебедки

Тормоз предназначен для замедления движения машины или механизма, полной остановки и надежной фиксации неподвижного состояния.

Тормоза лифтовых лебедок должны удовлетворять следующим требованиям:

– высокая надежность и безопасность работы;

– наличие механизма ручного выключения тормоза с самовозвратом в исходное состояние;

– высокое быстродействие;

–низкая виброактивность и уровень шума;

– технологичность изготовления и малая трудоемкость технического обслуживания;

– обеспечение необходимой точности остановки кабины в лифтах с нерегулируемым приводом.

В лифтовых лебедках используются колодочные тормоза нормально-замкнутого типа с электромагнитной растормаживающей системой. Тормоз замкнутого типа характеризуется тем, что затормаживает систему при выключенном приводе и растормаживает ее при включении привода.

Правила ПУБЭЛ исключают возможность применения ленточных тормозов в связи с их недостаточной надежностью.

Роль тормоза лифтовой лебедки зависит от типа привода. В лебедках с нерегулируемым приводом тормоз используется для обеспечения необходимой точности остановки и надежного удержания кабины на уровне этажной площадки, тогда как в лебедках с регулируемым приводом - только для фиксации неподвижного состояния кабины.

Для наиболее распространенных конструкций колодочных тормозов лифтовых лебедок характерно наличие независимых тормозных пружин каждой колодки, а в некоторых случаях, и независимых растормаживающих электромагнитов.

Тормозные накладки закрепляются на колодках посредством винтов, заклепок или приклеиванием термостойким клеем и обеспечивают угол обхвата шкива от 70° до 90°.

Материал накладок должен обеспечивать высокое и стабильное значение коэффициента трения в широком диапазоне температур, хорошую теплопроводность для исключения местного перегрева поверхности трения и высокую износостойкость.

Кинематические схемы колодочных тормозов весьма разнообразны. Они отличаются способом создания тормозного усилия и особенностями конструкции механизма растормаживания.

Лебедки с верхним горизонтальным расположением червяка оборудуются колодочными тормозами, изготовленными по схеме на рис. 3.10.

Тормозное усилие в этих тормозах создается цилиндрическими пружинами, тогда как выключение тормоза осуществляется электромагнитами постоянного или переменного тока, получающими электропитание в момент включения двигателя лебедки.

Рис. 3.10. Схема колодочного тормоза лифтовой лебедки с короткоходовым электромагнитом

Тормозные электромагниты различаются величиной хода подвижного сердечника (якоря) и подразделяются на короткоходовые и длинноходовые. В конструкциях колодочных тормозов зарубежного и отечественного производства чаще применяются короткоходовые электромагниты постоянного тока, так как они меньше шумят и имеют лучшие тяговые характеристики (рис. 3.11).

Недостатком электромагнитов постоянного тока является их электромагнитная инерция, связанная с большой индуктивностью катушки. Поэтому возникает возможность запуска двигателя под тормозом. Для исключения такой возможности необходимо обеспечить опережающее включение питания магнита.

Для расчета необходимого тормозного момента рассмотрим два режима: испытательный статический режим с перегрузкой и нормальный эксплуатационный режим.

Рис. 3.11. Тормоз с вертикальным расположением электромагнита постоянного тока

1 – шпилька; 2 – фасонная шайба; 3 – втулка опорная; 4 – рычаг; 5 – вилка;

6 – подставка; 7 – якорь; 8 – катушка магнита; 9 – шток; 10 – корпус магнита;

11 – пружина; 12 – двуплечий рычаг; 13 – винт регулировочный; 14 – рычаг;

15 – фиксатор колодки; 16 – колодка

Расчетный тормозной момент определяется по формуле

где  – коэффициент запаса торможения;

W_ок – окружное усилие на шкиве при удержании испытательного груза, кг;

D – диаметр шкива, м;

i – передаточное отношение редуктора;

- КПД лебедки.

По табл. 3.5 [11] определяем =1,4.

Окружное усилие на шкиве при статическом испытании

где  – коэффициент уравновешивания груза;

R_п – коэффициент перегрузки (по ПУБЭЛ R_п =1,5 для грузового малого лифта, барабанных лебедок и лебедок со звездочкой, в которых не допускается транспортировка людей, R_п=2,0 у всех остальных).

По величине тормозного момента  выбираем колодочный тормоз ТКП-200 со следующими параметрами:

– расчетный тормозной момент 122 Н·м;

– диаметр тормозного шкива 200 мм;

– потребная мощность 160 Вт;

– ток 220/380 В 50 Гц;

– тип привода МП 201;

– масса, не более 35 кг.

Расчет работоспособности колодочного тормоза рассмотрим на примере конструкции, приведенной на рис. 3.11. (необходимые размеры и обозначения указаны на схеме).

Исходные данные:

М_т – расчетный тормозной момент, М_т=114 Н·м;

μ – коэффициент трения между колодкой и шкивом, μ=0,5;

l₁=0,125, l₂=0,228, l₃=0,291, l₄=0,035, l₅=0,070 – величины соответствующих плеч приложения усилий, м;

D_т – диаметр тормозного шкива, D_т = 0,2 мм.

Величина нормальной реакции тормозного шкива на давление колодки

(3.23)

Усилия сжатия тормозной пружины при включенном тормозе найдем из уравнения равновесия рычага 14 относительно центра шарнира О

(3.24)

Давление рычага 12 на регулировочный винт 13 определяем из условия равновесия рычага относительно точки О

(3.25)

Тяговое усилие электромагнита при выключенном тормозе определим из условия равновесия рычага 12 относительно точки О₁

(3.26)

Ход якоря (подвижного сердечника) электромагнита рассчитываем по заданному значению радиального зазора между колодкой и шкивом ε

(3.27)

Контактное давление между колодкой и тормозным шкивом

 

, (3.28)

где В – ширина накладки тормозной колодки, м;

β – угол дуги охвата шкива колодкой, рад;

[р] – допускаемая величина контактного давления, зависящая от материала накладки, Н/м².

 

Условие выполняется, тормоз подобран правильно.

В нормальном рабочем режиме тормоз должен обеспечивать необходимую точность остановки кабины при заданных величинах замедления. Однако тормозной путь кабины с грузом и без него будет различным. Например, при спуске тормозной путь пустой кабины будет меньше, чем тормозной путь груженой кабины, при подъеме - наоборот.

Точностью остановки кабины называется полуразность тормозных путей груженой и пустой кабины, т.е.

, (3.29)

где  – для спуска;  – для подъема.

Величина  для спуска и подъема различна, поэтому для расчета точности остановки следует брать большую величину. Тормозной путь можно рассчитать, пользуясь зависимостью между работами тормозящих, статических и инерционных сил. Если привести все эти силы к окружности шкива, то можно написать уравнение:

, (3.30)

где m_п - приведенная к кабине масса всех поступательно и вращательно движущихся частей лифта;

n - скорость кабины;

W₀ - статическое окружное усилие на шкиве в рабочем режиме;

W_т- тормозное усилие тормоза, приведенное к окружности шкива;

S - тормозной путь кабины.

Рис. 3.12. Схемы загрузки и направление движения кабины

Знак перед статическим окружным усилием зависит от направления движения и загрузки кабины. При торможении груженой кабины на спуске (рис. 3.12, а) направление сил инерции и окружного усилия совпадает (окружное усилие направлено в сторону ее загруженной ветви). При подъеме пустой кабины (спуск более тяжелого противовеса) направление сил инерции и окружного усилия также совпадает (рис. 3.12, б). Поэтому в формуле (3.30) следует поставить знак плюс. При спуске пустой кабины (рис. 3.12, в) и при подъеме груженой кабины (рис. 3.12, г) направление окружного усилия и сил инерции не совпадает и в этом случае следует принимать знак минус.

Приведенная к кабине масса всех поступательно и вращательно движущихся частей лифта может быть определена по формуле (при движении пустой кабины Q = 0)

,

где GD_л²- маховой момент вращающихся элементов лебедки, приведенной к валу двигателя, H·м²;

i - передаточное отношение лебедки;

D - диаметр шкива.

Маховой момент вращающихся элементов лебедки, приведенный к валу двигателя, можно определить по формуле

,

где R_н = 1,1...1,2 - коэффициент, учитывающий маховые моменты вращающихся деталей редуктора и шкива;

GD_я² - маховой момент якоря двигателя;

GD_T² - маховой момент тормозной муфты:

Тормозное усилие тормоза, приведенное к окружности канатоведущего шкива, определяется по формуле

,

где М_Т - тормозной момент на валу двигателя.

Из уравнения (3.30) можно определить величину тормозного пути для всех четырех случаев торможения:

Найденные значения тормозного пути подставляем в формулу (3.29) и определяем точность остановки кабины.

Полученное значение точности остановки кабины не превышает норм ПУБЭЛ (±50 мм). Тормоз подобран правильно.

  3.9 Электрическая часть   3.9.1 Расчет электродвигателя

Потребная мощность двигателя лебедки для обычных лифтов выбирается по условию движения полностью груженой кабины с первого этажа без учета инерционных нагрузок:

(3.31)

где  – КПД передачи (для червячной передачи η = 0,6…0,8; КПД возрастает с увеличением числа заходов червяка);

 – КПД шкива или барабана (η_шк = 0,94…0,98; меньшие значения относятся к шкивам на подшипниках скольжения, большие – к шкивам на подшипниках качения).

В лифтах с противовесом окружное усилие

Сопротивление на отклоняющих блоках можно с достаточной точностью определить по формуле

, (3.32)

где S_бл - усилие в канате при набегании на отклоняющий блок, Н;

 - угол обхвата блока канатами;

 - коэффициент сопротивления (для блоков на подшипниках качения ω = 0,02; на подшипниках скольжения ω = 0,04).

Сопротивление на верхнем блоке

Сопротивление на нижнем блоке

Выбираем двигатель АС-2-72-6/18ШЛ со следующими параметрами:

N=3,35/1,18 кВт;

n=950/275 мин^-1

  3.9.2 Электрическая схема лифта

Схема выполнена для пассажирского лифта грузоподъемностью 500 кг и скоростью движения 1 м/с.

Лифт подготовляется к работе включением рубильника QB1 и автоматического выключателя QF1, после чего на электрические цепи подается ток и лифт готов к работе. Электрическая схема содержит 2 трансформатора Т1 и Т2, один из которых (Т1) обеспечивает требуемое напряжение в цепи привода дверей, а другой питает индикаторные устройства, устройства приказов пассажиров, кнопки и различные датчики внутри шахты. В качестве трансформатора Т1 допускается применить трансформатор типа НТС-0.5 380/100 В для питания электродвигателя привода дверей. На схеме можно увидеть два электродвигателя разной мощности М1 и М2. М1 предназначен для подъема и опускания кабины с противовесом, иными словами для передвижения кабины в шахте. М2 служит приводом для открывания и закрывания дверей. Электромагнит YA1 между контактами ХТ11/1 и ХТ11/2 обеспечивает разомкнутое состояние тормоза во время движения лифта. В нижней части листа расположены возможные варианты схем освещения шахты и диспетчерской связи.

Лифт работает по следующей программе:

а) при нахождении кабины на этаже с закрытыми дверями и нажатии кнопки вызова любого другого этажа кабина должна прийти в движение, выполнить остановку на заданном этаже и автоматически открыть двери;

б) при нахождении кабины на этаже с закрытыми дверями и нажатии кнопки вызова данного этажа у лифта должны открыться двери;

в) при нахождении кабины на этаже с открытыми дверями и нажатии кнопки приказа любого другого этажа двери должны закрыться и кабина направиться на заданный этаж. После остановки кабины на заданном этаже двери автоматически открываются;

г) кабина должна экстренно остановиться, если во время ее движения пассажир нажмет на кнопку «Стоп»;

д) если во время закрытия дверей произойдет защемление створками пассажира, то закрытие дверей прекращается, и они должны автоматически открыться;

е) при движении вниз кабина будет выполнять попутные остановки на этажах, с которых поступили сигналы вызова лифта;

ж) если грузоподъемность кабины составляет 90 % и более от номинальной (не более 100 %), то кабина при движении вниз не будет выполнять остановки на этажах, с которых подаются команды для вызова кабины, а достигнет требуемого этажа и откроет двери.

з) при превышении номинальной грузоподъемности двери кабины не закроются и лифт не переместится на нужный этаж, пока величина груза в кабине не уменьшится до допустимых значений.