«Расчёт электромеханических параметров грузоподъёмной установки согласно исходным данным

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Специальность 13.02.11 Техническая эксплуатация, обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

Дисциплина МДК 01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование

Тема «Расчёт электромеханических параметров грузоподъёмной установки согласно исходным данным»

ЛИСТ 1 https://pastenow.ru/357SK
ЛИСТ 2 https://pastenow.ru/357SR
ЛИСТ 3 https://pastenow.ru/357SY

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Тип лифта пассажирский
Грузоподъемность, кг. 400
Скорость, м/с. 1
Количество этажей, шт. 9
Тип здания жилое
Расположение противовеса сзади
Высотность этажа, м. 2,6
Толщина межэтажного перекрытия, мм 300

Содержание

Введение 4
1 Исследовательская часть 6
1.1 Анализ исходных данных 6
1.2 Определение диаметра канатоведущего шкива 8
1.3 Выбор кинематической схемы лифта 9
2 Технические расчёты 12
2.1 Противовес и уравновешивающие устройства. Расчёт канатов на удельное давление 12
3 Тяговые расчёты 16
3.1 Потери на сопротивление движению 16
3.2 Определение усилий в тяговых канатах и окружных усилий на канатоведущем шкиве 17
3.3 Выбор и проверка редуктора 29
3.4 Расчёт мощности электродвигателя главного привода лифта 32
Заключение 37
Ссылки на используемую литературу 39
Литература 40

Введение

Основной целью проекта является расчет лифтового двигателя и расчёт электромеханических параметров грузоподъёмной установки согласно исходным данным. А также создать графическую часть проекта, в которую входит планировочное решение машинного отделения и кинематическая схема проектируемого лифта.
Задачи проекта:
– определить диаметр КВШ;
– выбрать кинематическую схему лифта;
– расчет канатов на удельное давление;
– определить усилия в тяговых канатах и окружные усилия на канатоведущем шкиве;
– выбор и проверка редуктора;
– рассчитать мощность электродвигателя.
Все данные расчета понадобятся нам для эффективной работы лифта на долгие годы.
Актуальность данного проекта заключается в том, что лифт в настоящее время является комфортным и энергоэкономичным средством перемещения различных грузов и людей, что в свою очередь позволяет сэкономить не только силы но и время. Основное место для человека заняли не только грузовые лифты но и пассажирские. Они предназначены для перевозки людей и грузов которые не превышают грузоподъемности лифта.
В современных городах, когда строятся высотные здания и небоскребы пассажирские лифты занял свое непосредственное место в этой системе.
В России как и во всем мире ведется интенсивное жилищное и гражданское строительство. При этом повысились требования к его качеству и комфортности, появилась тенденция применения лифтов в малоэтажном строительстве.
Для того чтобы не утратить завоеванные позиции и расширить сферу своего присутствия на рынке, в отрасли активно ведется поиск новых конструктивных решений с учетом научно–технических достижений различных отраслей промышленности и опыта мирового лифтостроения.
В настоящее время наметились следующие направления развития отрасли: использование достижений в области электроники и микропроцессорной техники в системах управления лифтами; использование методов компьютерной обработки информации, внедрение микропроцессорной системы самодиагностики лифтов для повышения эффективности системы их технического обслуживания; применение системы автоматизированного проектирования лифтов; внедрение в технологию изготовления лифтов робототехники; модернизация ранее установленного оборудования.
Главная задача современных лифтов, это комфорт, экономичность и надежность. Эти качества привели к созданию например, лифтов без машинного отделения, которые внедряют в современном мире. Несмотря на все эти качества, лифт является сложным электромеханическим устройством повышенной опасности. К проектированию, изготовлению, монтажу и техническому обслуживанию лифтов в процессе эксплуатации предъявляются жесткие требования, сформулированные Правилами устройства и безопасной эксплуатации лифтов (ПУБЭЛ), утвержденными постановлением Федерального горного и промышленного надзора (Госгортехнадзором России) от 16.05.2003 № 31[1].
Изобретение лифтов дало толчок возникновению архитектуры нового типа и оказало заметное влияние на нашу культуру.
 
1 Исследовательская часть

1.1 Анализ исходных данных

Исходные данные представляют собой основные характеристики лифтовой установки и того здания, где функционирует заданная установка.
Для обеспечения надежности в работе и безопасности при использовании лифтовой установки необходимы основные характеристики и данной установки.
Исходные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные лифтовой установки
Тип лифта Пассажирский
Грузоподъемность, кг 400
Скорость,
1
Количество этажей, шт 9
Тип здания Жилое
Расположение противовеса Сзади
Высотность этажа, м 2,6
Толщина межэтажного
перекрытия, мм 300

Далее необходимо по указанным в задании размерам шахты, ориентируясь на расположение противовеса и грузоподъёмность лифтовой установки определить основные параметры лифтовой установки, которую будем устанавливать в жилом здании.
Основные параметры пассажирских лифтов рекомендуемых для жилых зданий представлены в таблице 2. 
Таблица 2 – Основные параметры пассажирского лифта для жилого здания
Грузоподъёмность лифта, кг 400
Расположение противовеса относительно кабины Сзади
Кабина, мм Ширина, bк 900
Глубина, dк 1000
Высота, hк 2100
Шахта, мм Ширина, bш 1550
Глубина, dш 1700
Двери кабины и шахты, мм Ширина, bд 700
Высота, hд 2000

Размеры шахты, высота кабины и дверей кабины и шахты зависят от скорости и грузоподъёмности пассажирских лифтов, в данном случае грузоподъемность составляет 400 кг, скорость 1 .
Значения грузоподъемности, Q, кг, пассажирских лифтов предпочтительно выбирать из стандартного ряда: 320; 400; 450; 500; 630; 800; 1000; 1275; 1600; 1800; 2000; 2500.
Значения номинальной скорости, V, , для пассажирских лифтов также предпочтительно выбирать из стандартного ряда: 0,5; 0,63; 0,71; 1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,0.
Основные параметры, пассажирских лифтов рекомендуемых для жилых зданий представлены в [2, таблица 1].
Основные буквенные обозначения размеров шахты, противовеса, кабины, дверей кабины и шахты представлены в соответствии с рисунком 1.

bд – ширина дверного проёма кабины и шахты;
bк – ширина кабины лифта;
bп – ширина противовеса;
bш – ширина шахты лифта;
dк–п – расстояние между кабиной и противовесом;
dк – глубина кабины лифта;
dп – толщина противовеса;
dш – глубина шахты лифта.
Рисунок 1 – Основные буквенные обозначения размеров шахты, противовеса, кабины, дверей кабины и шахты.

1. 2 Определение диаметра канатоведущего шкива

После определения основных размеров кабины лифта и шахты приступаем к расчёту канатоведущего шкива (КВШ).
Определяем минимальный диаметр КВШ при расположении противовеса сзади кабины Dш min, мм, по формуле
, (1)
где dк – глубина кабины, мм;
dп = 100 ÷ 250 мм – толщина противовеса;
dк–п – расстояние между кабиной и противовесом примерно равное глубине противовеса, мм.
мм.
По полученному значению Dшmin выбираем ближайший больший диаметр КВШ из представленного ряда наиболее распространённых размеров: 500; 510; 525; 550; 575; 600; 625; 650; 680; 690; 700; 750; 770; 800; 930; 950. Необходимо, чтобы выполнялось следующее условие
, (2)
.
Проверка выбранного диаметра КВШ относительно размеров шахты.
При расположении противовеса сзади кабины выбранный диаметр КВШ проверяем по условию
, (3)
где dш – глубина шахты, мм.
мм.
КВШ выбран большего диаметра, значит отводной блок не требуется.
Канатоведущие органы предназначены для преобразования вращательного движения выходного вала механизма привода в поступательное движение кабины [1].
1.3 Выбор кинематической схемы лифта

Кинематической схемой лифта называют принципиальную схему взаимодействия подъёмного механизма с подвижными частями лифта – кабиной и противовесом (или схему запасовки канатов лифта). Существуют разнообразные кинематические схемы лифтов. Они отличаются друг от друга расположением машинного помещения, конструкцией канатоведущего органа, типами применяемых лебёдок, наличием или отсутствием противовеса, способами подвески кабины и назначением лифта.
Большое внимание необходимо уделить выбору канатной системы для того, чтобы обеспечить продолжительный срок службы канатов лифта, высокий КПД системы и умеренное потребление энергии. Для этой цели, число блоков должно быть снижено до минимума и, по возможности, следует избегать реверсивных перегибов канатов.
Лебедка обычно расположена над шахтой, т.к. верхнее ее положение обеспечивает применение наиболее простой канатной системы и относительно небольшую нагрузку на конструкцию здания.
В некоторых установках лебедка расположена в подвальном помещении рядом с полом шахты. В этом случае нагрузка действующая на расположенные в верхней части шахты блоки, и, следовательно, на несущие конструкции здания значительно выше. По этим причинам следует по возможности избегать нижнего расположения лебедки [3].
Анализируя исходные данные и руководствуясь современными требованиями предъявляемыми к вертикальной перевозке пассажиров выбираем кинематическую схему лифта.
Была выбрана кинематическая схема пассажирского лифта для жилого здания, без уравновешивающих гибких элементов, исходя из заданных условий, где высота здания не должна превышать 45 м, в данном случае высота не превышает этих параметров [2].
Кинематическая схема лифта без уравновешивающих гибких элементов представлена в соответствии с рисунком 1.

1 – канатоведущий шкив; 2 – кабина; 3 – подвесной кабель;
4 – противовес; 5 – тяговые канаты.
Рисунок 1 – Кинематическая схема лифта без уравновешивающих гибких элементов.

2 Технические расчёты

2.1 Противовес и уравновешивающие устройства. Расчёт канатов на удельное давление

Уравновешивающие устройства служат для уменьшения мощности электродвигателя привода лифта и нагрузки на лебёдку. Противовес на лифтах с канатоведущим шкивом, создавая необходимое натяжение на ободе шкива, обеспечивает необходимую тяговую способность [1].
Для дальнейших расчётов вес необходимо переводить из килограммов (кг) в Ньютоны (Н), при условии, что 1 кг = 9,81 Н, значит Q=400·9,81=3924Н.
На основе выбранных основных параметров лифтовой установки, определяем вес кабины по [2, таблица 7], где K – вес кабины равен 6500 Н.
Определяем теоретический вес противовеса, полностью уравновешивающий вес кабины и части полезного груза Пт, Н, по формуле,
(4)
где ψ = 0,5 – коэффициент уравновешивания;
Q – грузоподъёмность лифта, Н.
Н.
Определяем вес одного метра тяговых канатов qт, , по формуле
, (5)
где qт1= 2,16 – вес одного метра каната [2, таблица 8];
mт = 5 шт. – число канатов.
.
Определяем вес одного метра подвесного кабеля qкб, , по формуле
, (6)
где =3,43 – вес одного метра кабеля [2, таблица 9];
= 1 шт. – число кабелей.
.
Рассчитываем максимальную высоту подъёма кабины Нmax, м, по формуле
, (7)
где NN–1 = число этажей, обслуживаемых лифтом без учёта первого этажа, шт.
hэт – высота этажа от пола до потолка, м;
hмэп – высота межэтажного перекрытия, м.
Подставляя значения в формулу рассчитываем
м.
Рассчитываем длину тяговых канатов от точки сбегания их с КВШ (или отводного блока, расположенного на верхней отметке) до кабины или противовеса в крайнем нижнем рабочем положении Нт, м, по формуле
, (8)
где bк – ширина кабины, мм.
Подставляя значения в формулу рассчитываем
м.
Находим вес тяговых канатов Т, Н, по формуле
. (9)
Подставляя значения в формулу рассчитываем
Н.
Рассчитываем длину подвесного кабеля от точки подвески его на кабине (при нахождении её на верхней остановке) до крайней нижней точки кабеля Нкб, м, по формуле
. (10)
Подставляя значения в формулу рассчитываем
м.
Определяем вес подвесного кабеля Gкб, Н, по формуле
. (11)
Подставляя значения в формулу рассчитываем
Н.
Определяем практический вес противовеса П, Н, без уравновешивающих элементов по формуле
. (12)
Подставляя значения в формулу рассчитываем
П = 6500+0,5(3924+56,94) = 8490,47 Н.
Определяем минимальное , Н, и максимальное , Н, статическое натяжение в ветви каната по формулам, представленным в соответствии с [2, таблица 11].
Определяем минимальное , Н по формуле
. (13)
Подставляя значения в формулу рассчитываем
Н.
Определяем максимальное , Н по формуле
. (14)
Подставляя значения в формулу рассчитываем
Н.
Определяем разрывное усилие каната в целом Рр, Н, по формуле
, (15)
где Кз = 13 – коэффициент запаса прочности канатов [2, таблица 12].
Подставляя значения в формулу рассчитываем
Н.
Осуществляем проверку на разрывное усилие каната, исходя из условия
, (16)
где [Рр] – разрывное усилие, Н. [2, таблица 8]
Подставляем значения в условие
Н.
 
3 Тяговые расчёты

3.1 Потери на сопротивление движению

К потерям на сопротивление движению относятся в основном потери на трение (потери в башмаках кабины и противовеса, на канатоведущем шкиве, на блоках).
Механические потери в редукторе и электрические потери в электродвигателях и электроаппаратах определяют с помощью номинальных значений соответствующих КПД.
Тяговые расчеты производят без учёта и с учётом потерь на сопротивление движению. Однако такие расчёты дают предельно допустимую величину, поэтому в расчётах с учётом потерь необходимо делать поправку. В данном случае мы будем приближённо определять потери.
Потери на трение в башмаках кабины от смещения центра тяжести груза относительно центра подвески FQ, Н, определяем по формуле
, (17)
где = 0,12 – коэффициент трения вкладышей башмаков по поверхности направляющих;
bк – ширина кабины, мм;
dк – глубина кабины, мм;
hk – высота кабины, мм.
Подставляя значения в формулу, получаем
Н.
Определяем потери на трение в башмаках кабины от смещения центра тяжести кабины относительно центра подвески Fк, Н, по формуле
. (18)
Подставляя значения в формулу, получаем
Н.
Определяем потери на трение в башмаках кабины при движении груженой кабины F, Н, по формуле
. (19)
Подставляя значения в формулу, получаем
Н.
Определяем потери на трения в башмаках противовеса Fп, Н, по формуле
(20)
Подставляя значения в формулу, получаем
Н.

3.2 Определение усилий в тяговых канатах

Канатоведущий шкив служит для передачи тягового усилия с лебедки на канаты лифта.
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 [1].
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.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны кабины, под нагрузкой при подъёме из положения внизу (режим 1) , Н, по формуле
. (21)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны противовеса, под нагрузкой при подъёме из положения внизу (режим 1) , Н, по формуле
(22)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны кабины, без нагрузки при спуске из положения вверху (режим 2) , Н, по формуле
. (23)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны противовеса, без нагрузки при спуске из положения верху (режим 2) , Н, по формуле
. (24)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны кабины, без нагрузки при спуске из положения внизу (режим 3) , Н, по формуле
(25)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны противовеса, под нагрузкой при подъёме из положения вверху (режим 3) Н, по формуле
(26)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны кабины, под нагрузкой при подъёме из положения вверху (режим 4) Н, по формуле
(27)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны противовеса, под нагрузкой при подъёме из положения вверху (режим_4) , Н, по формуле
. (28)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны кабины, под нагрузкой на 10% при подъёме из положения внизу (режим 5) , Н, по формуле
(29)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны противовеса, под нагрузкой на 10% при подъёме из положения внизу (режим 5) , Н, по формуле
(30)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны кабины, под нагрузкой при спуске из положения внизу (режим 6) , Н, по формуле
. (31)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны противовеса, под нагрузкой при спуске из положения внизу (режим 6) , Н, по формуле
(32)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны кабины, без нагрузки при спуске из положения вверху (режим 7) , Н, по формуле
(33)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны противовеса, без нагрузки при спуске из положения вверху (режим 7) , Н, по формуле
. (28)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны кабины, без нагрузки при подъеме из положения вверху (режим 8) , Н, по формуле
. (35)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны противовеса, без нагрузки при подъеме из положения вверху (режим 8) , Н, по формуле
. (36)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны кабины, без нагрузки при подъеме из положения внизу (режим 9) , Н, по формуле
(37)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны противовеса, без нагрузки при подъеме из положения внизу (режим 9) , Н, по формуле
(38)
Рассчитываем, подставляя значение
Н. 
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны кабины, под нагрузкой на 100% при покое из положения внизу (режим 10) , Н, по формуле
(39)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах без учёта потерь в шахте со стороны противовеса, под нагрузкой на 100% при подъеме из положения внизу (режим 10) , Н, по формуле
(40)
Рассчитываем, подставляя значение

Результаты расчётов сводим в сводную таблицу в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3 – Усилия в тяговых канатах без учёта потерь в шахте
№ режима Натяжение канатов, Н
Со стороны кабины, Sк Со стороны противовеса, Sп
1 10707,4 8490,47
2 6556,94 8773,87
3 6783,4 8490,47
4 10480,94 8773,87
5 11099,8 8490,47
6 10707,4 8490,47
7 10480,94 8773,87
8 6556,94 8773,87
9 6783,4 8490,47
10 14631,4 8490,47
Определяем сумму натяжений без учёта потерь в шахте G, Н, по формуле
(41)
где = 14631,4 Н – максимальное натяжение каната со стороны кабины без учёта потерь в шахте;
= 8490,47 Н – минимальное натяжение каната со стороны противовеса без учёта потерь в шахте.
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
G = 14631,4 + 8490,47 = 23121,87 H.
Вычисляем разность натяжений без учёта потерь в шахте , Н, по формуле
(42)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
ΔS=14631,4 – 8490,47 = 6140,47 H.
Определяем потери на КВШ Fш, Н, по формуле
(43)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем

Вычисляем окружное усилие на КВШ , Н, по формуле
(44)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем при подъёме
Н.
Подставляя значения в формулу рассчитываем при спуске
Н.
Знак плюс – при подъёме неуравновешенного груза, минус – при спуске.
Расчёт усилий тяговых канатов с учетом потерь в шахте [4,_таблица_16].
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны кабины (режим 1) , Н, по формуле
(45)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны противовеса (режим 1) , Н, по формуле
(46)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны кабины (режим 2) , Н, по формуле
(47)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны противовеса (режим 2) , Н, по формуле
(48)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны кабины (режим 3) , Н, по формуле
(49)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны противовеса (режим 3) , Н, по формуле
(50)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны кабины (режим 4) , Н, по формуле
(51)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны противовеса (режим 4) , Н, по формуле
(52)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны противовеса (режим 5) , Н, по формуле
(53)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны кабины (режим 5) , Н, по формуле
(54)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны кабины (режим 6) , Н, по формуле
(55)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны противовеса (режим 6) , Н, по формуле
(56)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны кабины (режим 7) , Н, по формуле
(57)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны противовеса (режим 7) , Н, по формуле
(58)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны кабины (режим 8) , Н, по формуле
(59)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны противовеса (режим 8), Н, по фор муле
(60)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны кабины (режим 9) , Н, по формуле
(61)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Определяем усилие в тяговых канатах с учётом потерь в шахте со стороны противовеса (режим 9) , Н, по формуле
(62)
Рассчитываем, подставляя значение
Н.
Результаты расчётов сводим в сводную таблицу в соответствии с таблицей 4.

Таблица 4 – Усилия в тяговых канатах с учётом потерь в шахте
№ режима Натяжение канатов, Н
Со стороны кабины,
Со стороны противовеса,

1 10875,9 8426,77
2 6459,44 8837,57
3 6685,9 8554,17
4 10649,44 8710,17
5 11268,3 8554,17
6 10538,9 8554,17
7 10312,44 8837,57
8 6654,44 8710,17
9 6880,9 8426,77

Определяем разность натяжений с учётом потерь в шахте , Н, по формуле
, (63)
где = 11268,3 H – максимальное натяжение каната со стороны кабины с учётом потерь в шахте;
= 8426,77 H – минимальное натяжение каната со стороны противовеса с учётом потерь в шахте.
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
Н.
Определяем потери на КВШ с учётом потерь в шахте , Н, по формуле
(64)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
Н.
Определяем допустимую неуравновешенность при балансировке ∆Q, Н, по формуле
(65)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
Н.
Определяем окружное усилие на КВШ , Н, по формуле
(66)
Знак плюс – при подъёме неуравновешенного груза, минус – при спуске.
Подставляя значения в формулу, рассчитываем при подъёме
Н.
Подставляя значения в формулу, рассчитываем при спуске
Н.
Определяем отношение натяжений, φ, по формулам
(67)
(68)
Первую формулу применяют при спуске неуравновешенного груза, вторую – при подъёме.
Подставляя значения в формулу, рассчитываем при спуске

Подставляя значения в формулу, рассчитываем при подъеме
.
3.3 Выбор и проверка редуктора

Редуктор – это устройство, преобразующее высокую угловую скорость вращения входного вала в более низкую на выходном валу, повышая при этом вращающий момент, такой редуктор обычно называют демультипликатором, а редуктор, который преобразует низкую угловую скорость, в более высокую обычно называют мультипликатором. На лифтах в настоящее время применяют редукторы с цилиндрическим и глобальным червячным зацеплением. Наиболее распространены редукторы с одноходовым червяком [4].
Электродвигатели для привода лифтов предназначены для привода лебёдок пассажирских, грузопассажирских и грузовых лифтов в жилых, административных и промышленных зданиях. Электродвигатель представляет собой трехфазный асинхронный двухскоростной малошумный двигатель с короткозамкнутым ротором.
Редуктор и диаметр КВШ, выбираются по основным параметрам, соответствующим заданной скорости лифта (выбор основывается на передаточном числе). Правильность выбора редуктора проверяют, определив межосевое расстояние и сравнив его с номинальным и сверив соответствие редуктора допустимому крутящему моменту.
Расчётом натяжений канатов в разных режимах работы лифта определяется наибольшее окружное усилие (неуравновешенный груз) с учётом потерь . Это позволяет найти крутящий момент на валу канатоведущего шкива.
Определяем крутящий момент на валу КВШ Мкр, Н∙м, по формуле
. (69)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
Н·м.
Определяем межосевое расстояние А1, мм, по формуле
. (70)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
мм.
Для учёта знакопеременного характера нагрузки и повторно–кратковременного режима применим коэффициент Кзп = 1,2 учитывающий этот режим.
Определяем межосевое расстояние А, мм, по формуле
(71)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
мм.
Определяем передаточное число редуктора, iред, по формуле
. (72)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
.
Получившееся значение округляем до целого числа, где iред=40.
По межосевому расстоянию и передаточному числу выбираем стандартный лифтовый редуктор типа РГСЛ – 160 – 40 [2,таблица 18].
Основные параметры выбранного лифтового редуктора представлены в таблице 5.

Таблица 5 – Основные параметры выбранного лифтового редуктора
Тип редуктора Межосевое
расстояние, А, мм Передаточное число, iред Число заходов червяка
РГСЛ – 160 – 40 160 40 1

Определяем допустимый крутящий момент [Mкр], Н∙м, по формуле
, (73)
где Ка=1 при А=160 мм – масштабный коэффициент, зависящий от межосевого расстояния;
Кi = 0,94 – коэффициент, учитывающий влияние передаточного числа;
Кv = 1 – коэффициент, учитывающий частоту вращения червяка;
Км = 1 – коэффициент для оловянистых бронз, учитывающий материал венца колеса;
Кз = 1,2 – коэффициент для глобоидного зацепления, учитывающий геометрию зацепления;
Кт = 1 – коэффициент, учитывающий точность подготовления пассажирских лифтов;
Кр=1 при ПВ = 60% – коэффициент, учитывающий режим работы.
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
Н·м.
Если редуктор выбран верно, то должно выполняться следующее условие
. (74)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
Н·м.

3.4 Расчет мощности электродвигателя главного привода лифта

Электродвигатели для привода лифтов предназначены для привода лебедок пассажирских, грузопассажирских и грузовых лифтов в жилых, административных и промышленных зданиях. Электродвигатель представляет собой трехфазный асинхронный двухскоростной малошумный двигатель с короткозамкнутым ротором [1].
Предварительный выбор мощности электродвигателя производят на основании статического момента нагрузки и характера его изменения в процессе разгона электродвигателя, представлено в таблице 6.

Таблица 6 – Определение статического момента
n, мин–1 , %
Мс, Н∙м △n, мин–1 Мс.срi, Н∙м
1 0,44 60,5 – –
50 0,55 48,4 50 54,5
100 0,59 45,2 50 46,8
200 0,63 42.3 100 43,8
300 0,66 40,4 100 41,35
400 0,68 39,2 100 39,8
Продолжение таблицы 6
n, мин–1 , %
Мс, Н∙м △n, мин–1 Мс.срi, Н∙м
500 0,69 38,6 100 38,9
600 0,70 38,1 100 38,4
700 0,82 37 100 37,6
800 0,73 36,5 100 36,8
900 0,73 36,5 100 36,5
1000 0,74 36 100 36,3

Определяем статический момент нагрузки Мс, Н∙м, по формуле
, (75)
где η0–ном – КПД привода при частоте вращения от нуля до номинальной скорости при ведущем червяке, определяем по [2, таблица 19];
∆S'ш – наибольшее окружное усилие на КВШ с учётом всех потерь при подъёме неуравновешенного груза, Н.
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
Н·м.
Среднее значение статического момента Мс.срi, Н·м, рассмотрим на примере Мс.ср2, рассчитывающимся по формуле
. (76)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
Н·м.
После определения статического момента на отдельных участках определяют средний статический момент за весь период разгона Мс.ср, Н∙м, по формуле
. (77)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем

Н·м.
Передаточное число привода, iпр, определяем по формуле
. (78)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
.
Определяем мощность электродвигателя привода лифта Р, кВт, по формуле
. (79)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
кВт.
Исходя из полученных результатов выбираем электродвигатель типа 5АН180М6/24. Данный двигатель является лифтовым асинхронным двигателем питающемся от трехфазной сети, 380 В, переменного тока, в защищенном исполнении с самовентиляцией и применяется в основном в пассажирском и грузовом лифте жилых и промышленных зданиях, и привода грузовых лебедок [5].
Основные параметры асинхронного электродвигателя представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Основные параметры электродвигателя
Тип двигателя 5АН180М6/24
Номинальная мощность Р, кВт 4,5
Номинальная частота вращения, n, мин–1 910
КПД, , %
81
Коэффициент мощности 0,75
Номинальный ток при 380В, Iном, А 19,9
Номинальный момент, Н∙м 47
Отношение пускового момента к номинальному моменту 2,6–3,0
Отношение пускового тока к номинальному току 5
Отношение максимального момента к номинальному моменту 2,8–3,2
Допустимое число пусков в час 150


Выбранный электродвигатель должен удовлетворять следующим условиям:
, (80)
где Рд = 4,5 кВт – мощность выбранного электродвигателя;
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
кВт.
, (81)
где Мп = 122 Н∙м – пусковой момент выбранного электродвигателя;
Мс.п = 60,5 Н∙м – момент статического сопротивления при пуске;
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
Н·м.
, (82)
где Мдв.уст = 47 Н·м – установившийся вращающий момент. За установившийся вращающий момент принимаем номинальный момент выбранного электродвигателя;
Мс.ус = 36 Н·м – момент статического сопротивления при установившемся движении [2, таблица 21].
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
Н·м.
Определяем расчётную скорость движения лифта Vрасч, , по формуле
. (83)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем
.
Определяем отклонение расчётной скорости ∆V, %, от номинальной по формуле
. (84)
Подставляя значения в формулу, рассчитываем

Отклонение расчётной скорости движения лифта от номинальной не превышает 15%, значит двигатель выбран верно.
 
Заключение

В данном курсовом проекте основная цель была достигнута. Был спроектирован и выбран двигатель главного привода грузоподъемной установки. Также выполнена графическая часть курсового проекта, это планировочное решение машинного отделения и кинематическая схема проектируемого лифта. На основании выданного задания курсовой проект выполнен согласно действующим нормам и правилами устройства и безопасной эксплуатации лифтов (ПУБЭЛ).
В результате анализа исходных данных были выбраны основные параметры пассажирского лифта для жилого здания.
По условию выбран диаметр КВШ, который составляет 750 мм. Также выбрана кинематическая схема для пассажирского лифта жилого здания на 9 этажей, схема выбрана исходя из высоты здания, которое составляет 26,1 м. Руководствуясь современными требованиями, предъявляемыми к вертикальной перевозке пассажиров, выбрана кинематическая схема лифта без уравновешивающих гибких элементов и без полиспастной подвески.
Так же выбраны канаты 5шт. с диаметром 7,8 мм удовлетворяющим разрывному усилию. Был выбран вес кабины который составляет 6500 Н.
Были выполнены расчеты усилий в тяговых канатах, где по итогам определены отношение натяжений, при спуске неуравновешенного груза 1,78 и при подъёме неуравновешенного груза 1,34.
По межосевому расстоянию и передаточному числу был выбран стандартный лифтовый редуктор типа РГСЛ – 160 – 40, межосевое расстояние 160мм передаточное число 40, заходов червяка 1.
Основным итогом стал выбор трехфазный асинхронный двухскоростной малошумный электродвигателя с короткозамкнутым ротором 5АН180М6/24. Это двухскоростной асинхронный двигатель двигатель питающемся от трехфазной сети переменного тока, в защищенном исполнении с самовентиляцией и применяется в основном в пассажирском и грузовом лифте жилых и промышленных зданиях, и привода грузовых лебедок. [5]. Его номинальная мощность 4,5 кВт, номинальная частота вращения 910 мин–1, а пусковой момент выбранного электродвигателя составляет 122 Н∙м. Так же была произведена проверка отклонение расчётной скорости от номинальной (15%), которая составила 11%.
Результаты всех вычислений показывают, что расчеты были выполнены качественно, без нарушений пунктов ПУБЭЛ, ГОСТа и могут быть использованы в дальнейшем проектировании пассажирских лифтов жилых зданий.
 
Ссылки на используемую литературу

1. Устройство, техническое обслуживание и ремонт лифтов // Лифтовое оборудование. 2014 . URL: http://www.liftspas.ru/read/1/1–vvedenie–lifty.html (дата обращения: 01.04.18).
2. Рекомендации по выполнению расчетно-технической части курсового проекта и дипломного проектирования: методическое пособие АТЭМК2. МР0116. 000 / В.Е.Казарин. – СПб ГБОУ «АТЭМК», 2016.
3. Кинематические схемы лифтов // Инженерное оборудование зданий. 2010. URL: http://www.knowhouse.ru/info_new.php?r=engineering&uid (дата обращения: 02.04.18).
4. Механический редуктор // Википедия. 2017. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki / Механический_редуктор (дата обращения: 08.04.18).
5. Лифтовой электродвигатель 5АН180М6/24 // СЛЭМЗ._2017. URL: http://www.slemz.com.ua (дата обращения: 10.04.18).
 
Литература

Манухин, С.Б. Устройство, техническое обслуживание и ремонт лифтов: Учебник для нач. проф. образования / С.Б. Манухин, И.К. Нелидов. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 336 с.
ГОСТ Р 52941–2008. Лифты пассажирские. Проектирование систем вертикального транспорта в жилых зданиях
ГОСТ Р 53770–2010. Лифты пассажирские. Основные параметры и размеры – 11-02-2010.