论文总字数：9506字

毕业设计计算说明书

学生姓名： 陈广庆 学 号： 1211130709

所在学院： 机械与动力工程学院

专 业： 机械工程

设计(论文)题目： 双吊篮施工升降机设计

吊篮及自动停层装置设计

指导教师： 张永胜

2017 年 5 月 28 日

目录

第一章 升降机主要参数介绍 1

第二章 计算吊笼载荷 2

2.1风载荷的计算 2

2.1.1 计算风压q 2

2.1.2 风压高度变化系数 3

2.1.3 风力系数C 4

2.1.4 迎风面积计算 5

2.2 结构的起升冲击载荷 6

2.3 升降机吊笼滚轮在主弦杆上的摩擦力 7

第三章 工况确定 8

3.1 可能存在的工况 8

3.2 确定计算工况 9

3.3 计算典型工况下结构承受的弯矩 9

第四章 主弦杆结构整体稳定性校核 10

4.1 升降机最大自由工作高度确定（第一附着位置） 10

4.1.1 主弦杆长细比 10

4.1.2 风载荷对主弦杆根部弯矩及应力校核 10

4.1.3 计算工况I条件下的结构稳定性 10

4.1.4 计算工况II下的结构的整体稳定性 11

4.1.5 计算工况III下，结构的整体稳定性 11

4.2 第一附着位置支撑后的最大工作高度确定（第二附着位置） 12

4.2.1 设定长细比，确定二附着支撑之间的间距 12

4.2.2 最大风载荷对主弦杆的弯矩 13

4.2.3 在计算工况I条件下的结构稳定性 13

4.2.4 在计算工况II条件下的结构稳定性 13

4.2.5 计算工况III下结构的稳定性 14

4.3 确定第二附着支撑后的最大工作高度（第三附着位置） 14

4.3.1附着支撑之间的间距以及长细比的确定 14

4.3.2 风载荷对第二附着支撑处的弯矩 15

4.3.3 计算工况I条件下结构特性 16

4.3.4 计算工况II条件下结构特性 16

4.3.5 计算工况III条件下的结构特性 16

第五章 吊笼架强度校核 17

5.1笼架承受的总载荷 17

5.2 笼架受力分析 17

5.3 关键连接焊缝强度校核 18

5.3.1 吊笼连接驱动耳板处的焊缝校核 18

5.3.2 驱动架连接耳板处焊缝校核 19

5.3.3 安全钩板处焊缝校核 19

5.4 主要受力构件的强度校核 20

5.4.1 笼顶吊耳的校核 20

5.4.2 立梁槽钢的校核 20

第六章 驱动部分校核 21

6.1 电动机 21

6.1.1 电动机超载校验 21

6.1.2 电动机发热校验 21

6.2 制动器 22

6.2.1 制动时间计算 22

6.2.2 计算减速时间为5s的制动转矩 22

6.2.3 计算制动功率P_b 22

第一章 升降机主要参数介绍

在施工升降机中，吊笼(或平台、料斗等)是核心的组成部分，是运送重物及工人的主要承载机构，通过电动机传动实现在导轨架上上下移动。主要应用于建筑工地，尤其是在施工或维修高层建筑时使用，因此也称为建筑用施工电梯，是建筑中经常使用的载货施工机械，双吊篮施工升降机由吊篮、驱动机构、标准节、附墙、底盘、围栏、电气系统等几部分组成，由于其独特的箱体结构使其更加安全，双吊篮施工升降机在工地上通常是配合塔吊使用，一般载重量在1-5吨，运行速度为1-60M/min。

主要参数如下：

标准节重量：1.3 KN；

标准节尺寸：0.8×0.8×1.5m

吊笼重：15KN；

最大吊杆起重量：q = 1.3 KN；

每个吊笼的额定载重量为: 10 KN；

提升高度：90m;

最大附着间距：L = 15m；

标准节高：h = 1.5m；

起升速度：v = 14-16m/min；

导轨架最大建设高度：H = 100m；

吊笼空间尺寸：3.7×1.4×2.1m；

工作吊笼数：N=2；

主电机额定功率：P = 7.5kW。

第二章 计算吊笼载荷

2.1风载荷的计算

在施工升降机工作过程中，会受到天气的影响，对于高空作业，尤其受到风的影响比较大，所以在设计升降机时就应该考虑到风对升降机的影响，假定在一般条件下，吊笼垂直于气流方向的表面所受到的压力的大小称为风载荷。（考虑时选择风对吊笼最不利的方向选择）

风载荷计算公式

=CqA

式中 —作用在吊笼上或物品上的风载荷，N：

C—风力系数：

—风压高度变化系数：

q—计算风压，N/

A—吊笼等物品的迎风面积（方向：垂直于风向），。

2.1.1 计算风压q

在垂直于风向的平面上，最大时速时所承受的压强就是风压q。

a．风压与空气密度和风速有关，

q=0.613

式中 q—计算风压，N/；

v—计算风速，m/s。

风压计算标准：确定风压，主要取决于风速的大小。在空旷平坦离地10米高的地方计算风速。

本着安全考虑，这里取10级大风（内陆）的风速v=24m/s—28m/s，取v=26m/s。

则q=0.613=0.6132626=414.388 N/

b．计算风压分三种：、、

：双吊笼施工升降机正常工作情况下的风压值，用于计算驱动装置的功率阻力以及其它零部件的发热校核。

：双吊笼施工升降机正常工作情况下的最大风压值，可以用于验算吊笼各个零部件的结构特性是不是符合要求，以及校核双吊笼施工升降机在工作状态下的整体运行稳定性。

：升降机吊笼在非工作状态时的风压，用于施工升降机吊笼机构零部件、结构强度、抗倾覆性能以及升降机的安全装置和其它装置的设计计算。（根据实际情况，不同型号选取不同的风压值。）

c.室外工作的升降机的计算风压如表2-1

表2-1

我们在这里只需考虑在非工作状态下的最大风压即可。

根据表2-1可得q=500 N/.

2.1.2 风压高度变化系数

在工作状态下，不考虑高度变化带来的影响，=1

由下表可知非工作状态下K_h=1.93（h=90m）

根据GB3811-2008表2-2确定的风压高度变化系数K_h,计算得到导轨架各风压段的计算风压线载荷值。

表2-2 风压高度变化系数K_h表

计算取导轨架最高处的风压作为整个升降机的风压值。

其中导轨架安装高度为h=100m，则取非工作状态下K_h=1.99.

2.1.3 风力系数C

风力系数与机体的外形结构等有关，根据下面的表格说明来决定；

表2-3 一般升降机风力系数C

根据升降机安装高度以及结构形式，那么取C=1.3

2.1.4 迎风面积计算

双吊篮施工升降机在工作过程中应该按照最不利的迎风方向上计算迎风面积并取风向平面上垂直的投影面积。

a.吊笼

由实际结构计算得出（一侧吊笼）实际迎风面积为：

A=

式中 ——外轮廓面积，

——结构的充实率，既=，如表2-4

表2-4 结构的充实率

b.如果前后结构相同，位置高度基本一致，前后所承受的力不一样，所以总的迎风面积为：

A =

式中，（前片结构的迎风面积）

（后片结构的迎风面积）

——挡风折减系数，它和前片结构的密度及前后片之间的间隔比有关，如下表2-5所示。

表2-5行架结构挡风折减系数

在这里我选择b方案

a=1.346m，h=1.179，则a/h=1.14，根据表格取a/h=1

===0.56，根据表格取=0.5

则=0.25

则A=（1 ）hl=（1 0.25）3.5811.179=5.277

最后可得工作状态下风载荷=CqA=5.2775001.31.99=6826N

2.2 结构的起升冲击载荷

结构（自重）线载荷

结构起升冲击系数的确定：

由GB/T10054-2005得载荷冲击系数为1.1 0.264v，

式中v为额定提升速度（m/s）。14m/min-16m/min，取v=15m/min

结构线载荷形成的冲击载荷：

2.3 升降机吊笼滚轮在主弦杆上的摩擦力

施工升降机在正常工作时，滚轮和导轨架之间存在摩擦力是在所难免的。由于吊笼重心不在滚轮上，所以滚轮与导轨架间存在摩擦力；当吊笼外偏时，偏离中心线，摩擦力最大。

在下图中：:吊笼自重（KN）； :额定载重量（KN）；

图2-1受力简图

对A或B点取矩求出

摩擦力:

式中：f:滚轮与主弦杆间摩擦系数，取0.075;

η:轴承摩擦系数，取0.015;

d:滚轮轴径 d=30mm;

D:滚轮直径 D=88mm；

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