交流載貨電梯機房主承重梁的超靜定設計

[摘 要] 針對標準貨運電梯不能滿足一些特殊客戶多樣性要求的問題，本文詳細地介紹了一種非標準交流貨運電梯設計方法：電梯機房主承重梁由二支承設計成三支承的超靜定設計，在不改變原材料的情況下，滿足了客戶要求，經過空載與負荷試運行，顯示了設計是成功的，并取得了較好的經濟效益。

[關鍵詞] 交流貨梯 主承重梁 超靜定設計

隨著社會的發展和人民生活的改善， 電梯的使用越來越普遍， 給人們的工作和生活帶來極大便利。由于專業廠家的貨梯都是按照標準來設計，往往不能滿足一些特殊要求，根據某卷煙廠的實際情況與要求，設計了其生產車間的載貨電梯。其具體要求為設計一個，載荷為標準3噸的載荷量，而轎廂面積為標準5噸電梯的面積。對于這樣一個電梯，采用標準的貨運電梯不能滿足要求，本文是在標準3噸電梯的基礎上對主承重梁重新進行了設計，即由原來的二支承結構改為三支承的超靜定結構，大大改善了梁的受力，以下是具體地設計計算過程。

一、機房主承重梁的設計計算

1.機房的梁承受的負載重量

計算公式：

P總＝P1+P2＝P1+2[2W+(1-F)L+ω]

式中:P1—靜負載重量（曳引機、曳引輪、電機及梁的自重等）

P2—動負載重量(裝運負載重量+轎廂自重+對重及鋼繩等)

W—轎廂自重，L—裝運負載重量，

F—對重的不平衡系數，

ω—鋼絲繩、隨行電纜等的重量。

取P1=5000kg，W=3500kg，F=0.5，L=3000kg，ω=2000kg

∴P總＝5000kg+2[2×3500+(1+0.5)×3000+2000]=32000kg

即機房的梁承受的負載總重量為32000kg。

2.機房的梁的結構及受力分析

(1)承重分布

則:F1=6000kg，F2=6000kg，F3=7500，F4=7500kg

F5=F2+F3+P1=6000+7500+5000=18500kg

其中:P1為靜負載重量。

(2)機房的梁的結構及受力：①結構圖(如下圖)

②根據受力最多的第3梁的受力分析，得:，

③求R1’(R1’=R4+R5+R1):因分布距離較小，因而將R4和R1合成一點計算，得R1’＝R5+R(4+1)=4700+4700=9400kg

④求支反力RB得：RB=9400+4700+3800-5250=12650kg

3.求梁的彎矩、應力

(1)求各點的彎矩：MC、MD、ME

MC=0.413×12650＝5230kg·m

MD=1.193×12650-0.78×9400=7760kg·m

ME=0.7×3800=2700kg·m

(2)畫彎矩圖

(3)求最大彎曲應力：設選用工字鋼36a，則其WZ=875cm2

于是有

(4)許用應力[σ]:查表得Q235或Q235的σ0.2＝23.5kg/mm2，

取安全系n=4，則，

故采用材料工36a不安全。同理采用工40a也不安全。

4.改用超靜定梁（增加一個支承點）

(1)求支反力RC:由變形協調條得載面C的撓度為零，即YC=0

而yc=yC·D+yC·E+yC·RC+yC·G，最后計算得出：

(2)求支反力RA、RB:由ΣMA＝0得

9400×0.413+4700×1.193-1935×4940+3800×4-RB×4=0

∴RA＝9400+4700-4940+3800-3220＝9740kg

(3)求各點彎矩：

MD=9740×0.413=4030kg·m

ME=9740×1.193-0.78×9400=4290kg·m

MC=9740×1.935-9400×1.522-4700×0.742=1050kg·

MG=3800×0.7=2700kg·m

(4)畫彎矩圖:

(5)求最大彎曲應力σmax：仍取材料為工36a，于是有

取安全系數n=4.5，則，故知選取材料工36a時，彎曲強度可行。

5.驗算梁的剪切強度

(1)求各段的剪力及剪力圖

AD段：Q=9740kg↓

DE段：Q=9740-9400=340kg↓

EC段：Q=9740-9400-4700=4360kg↑

CG段：Q=9740-9400-4700+4940=580kg↓

GB段：Q=3220kg↑

即最大剪力Q=9740kg。

(2)求最大剪應力

∵，而材料工36a的，腹板厚度t=10mm

，又，因此梁為重要部分，故取系數為0.6

，故不安全，必須改換材料。

(3)改選材料。若用工36b材料，此時，則

若用工36c材料，此時，則

若用工40a材料，此時，則

故以上三種材料均滿足剪切強度要求。本設計考慮其他結構因素選用工40a材料。

二、結語

經過空載試運行和負荷試運行，并經過勞動部門安全檢查，認為設計是成功的，達到了預期的目的，并取得了較好的經濟效益。這種主支承梁的超靜定設計是設計非標準電梯的有效途徑，它為設計或改造電梯提供了一種有益的思路。

參考文獻：

[1]電梯主參數及轎廂、井道、機房的形式與尺寸第一部分GB/T 7025.1～1997

[2]電梯主參數及轎廂、井道、機房的形式與尺寸第二部分GB/T 7025.2～1997