Мощность двигателя лифта пассажирского

Выбор двигателей лифтов и подъемных машин по мощности

Современные пассажирские и грузовые лифты жилых и административных зданий, а также некоторые шахтные подъемные машины выполняются с противовесом, или, как его иногда называют, контргрузом. В шахтных машинах уравновешивание, как уже отмечалось, чаще производится не противовесом, а вторым подъемным сосудом.

Противовес для подъемников выбирается с таким расчетом, чтобы он уравновешивал вес подъемного сосуда (кабины) и часть номинального поднимаемого груза:

где GH — вес номинального поднимаемого груза, Н; G0 — вес кабины, Н; Gnp — вес противовеса, Н; α — коэффициент уравновешивания, обычно принимается равным 0,4—0,6.

Рис. 1. К расчету нагрузки на валу двигателя подъемника.

Необходимость уравновешивания тяжелых подъемных сосудов является очевидной, так как для их перемещения при отсутствии контргруза необходимо соответствующее увеличение мощности двигателя. Целесообразность уравновешивания части номинального полезного груза выявляется при определении эквивалентной мощности по заданному графику нагрузки. Нетрудно, например, проследить, что если подъемник работает преимущественно на подъем груза и спуск пустой кабины, то эквивалентная мощность двигателя по нагрузочной диаграмме имеет минимум при α = 0,5.

Наличие противовеса приводит к выравниванию графика нагрузки двигателя, что снижает его нагрев в процессе работы. Если обратиться к схеме, приведенной на рис. 1, а, то при значении веса противовеса

и отсутствии уравновешивающего каната и трения кабины и противовеса о направляющие, можно записать:

где gк — вес 1 м каната, Н/м.

Усилие на канатоведущем шкиве

Момент и мощность на валу двигателя определяются на основании следующих формул:

где M1, P1 — момент и мощность при работе привода в двигательном режиме, соответственно Н-м и кВт; М2, P2 — момент и мощность при работе привода в генераторном режиме, соответственно Н-м и кВт; η1, η2 — к. п. д. червячного редуктора при прямой и обратной передаче энергии.

Значения η1 и η2 нелинейно зависят от скорости вала червяка и могут быть рассчитаны по формулам

здесь λ — угол подъема винтовой линии на делительном цилиндре червяка; k1— коэффициент, учитывающий потери в подшипниках и масляной ванне редуктора; ρ — угол трения, зависящий от скорости вращения вала червяка.

Из формулы усилия на канатоведущем шкиве следует, что при отсутствии уравновешивающего каната нагрузка электропривода подъемной лебедки зависит от положения подъемного сосуда.

Шахтные подъемные машины вследствие большой грузоподъемности — до 10 т, высоких скоростей движения — 10 м/с и более, большой высоты подъема 200—1000 м и тяжелых условий работы оборудуются стальными канатами, имеющими большую массу. Представим, например, что один скип опущен до нижнего горизонта, а другой в это время находится наверху и разгружен. При таком положении весь головной канат неуравновешен, и в начале подъема двигателю приходится преодолевать статический момент, образуемый весом груза и каната. Уравновешивание каната наступает в середине пути скипов. Затем оно вновь нарушается, и вес опускающейся части каната будет способствовать разгрузке двигателя.

Неравномерная нагрузка, особенно в глубоких шахтах, приводит к необходимости завышения мощности двигателя. Поэтому при высоте подъема более 200—300 м целесообразным является уравновешивание головных подъемных канатов с помощью хвостовых, которые подвешиваются к подъемным сосудам. Хвостовой канат выбирается обычно того же сечения и длины, что и головной, вследствие чего подъемная система оказывается уравновешенной.

Так как нагрузка в процессе работы лифтов и подъемных машин меняется, то для определения мощности или момента на валу двигателя при любом грузе удобно строить по нескольким точкам график зависимости указанных величин от нагрузки, который имеет примерно такой характер, как это показано на рис. 1, б, а затем пользоваться им при построении нагрузочных диаграмм.

При этом должен быть известен режим работы электропривода подъемной машины, который во многом определяется относительной продолжительностью включения ПВ и числом включений в час двигателя. Для лифтов, например, режим работы электропривода определяется местом установки и назначением подъемника.

Читайте также:  Маз коробка передач пониженная

В жилых домах график движения носит относительно равномерный характер, а относительная продолжительность — ПВ и частота включений двигателя h соответственно равны 40% и 90—120 включений в час. В многоэтажных административных зданиях нагрузка лифта резко возрастает в часы прихода и ухода сотрудников с работы и во время обеденного перерыва, соответственно большие значения будут иметь ПВ и h — 40—60% и 150—200 включений в час.

После того, как закончено построение графика статической нагрузки на валу двигателя, выбрана система электропривода и двигатель подъемного механизма, можно осуществить второй этап построения нагрузочной диаграммы — учет влияния переходного процесса на диаграмму нагрузки.

Для построения полной нагрузочной диаграммы необходимо учитывать времена разгона и замедления электропривода, время открывания и закрывания дверей, количество остановок при движении кабины, время входа и выхода пассажиров при наиболее характерном цикле работы. Для лифтов с автоматически действующими дверями суммарные потери времени, определяемые действием дверей и заполнением кабины, составляют 6—8 с.

Времена разгона и замедления кабины можно определить из диаграммы движения, если известны номинальная скорость движения кабины и допустимые значения ускорений (замедлений) и рывков. По нагрузочной диаграмме, построенной по заданным статическим и динамическим режимам системы электропривода, следует произвести поверочный расчет двигателя па условиям нагревания одним из известных методов: средних потерь или эквивалентных величин.

Рис. 2. Зависимости момента электропривода от загрузки кабины, лифта при нахождении последней на первом этаже (1), в середине шахты (2) и на последнем этаже (3).

Пример. По техническим данным быстроходного пассажирского лифта определить статические моменты на валу двигателя в различных режимах работы.

• максимальная грузоподъемность Gн = = 4900 Н;

• скорость движения v = 1 м/с;

• высота подъема Н = = 43 м;

• вес кабины G0 = 6860 Н;

• вес противовеса Gnp = 9310 Н;

• диаметр канатоведущего шкива Dm = 0,95 м;

• передаточное число редуктора подъемной лебедки i = 40;

• к. п. д. передачи с учетом трения кабины о направляющие шахты η = 0,6;

• вес каната GKАH = 862 Н.

Усилие на канатоведущем шкиве:

При работе лифтовой установки на подъем, когда Fc > 0, приводная электрическая машина работает в двигательном режиме, а при Fc 0, и в двигательном при Fc

Результаты расчетов статических моментов по формуле сведены в табл. 1 и представлены на графике рис. 2. Отметим, что при более точных расчетах следует учитывать сопротивление движению направляющих шахты, которое составляет 5—15% от Fc.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Расчет основных нагрузочных параметров лифтов

Современные лифты, как грузовые, так и пассажирские, обычно оборудуются противовесами, называемыми также контргрузами. Но в подъемных машинах, устанавливаемых в шахтах, чаще всего для уравновешивания кабины/платформы применяется вторая такая же кабина/платформа.

Контргруз для подъемников выбирают так, чтобы он полностью уравновешивал вес кабины/платформы и некоторую часть веса, равного номинальному весу поднимаемого груза:

1) символами Qн, Qк и Qп обозначен вес: номинального груза, кабины и противовеса;

2) символом β обозначен коэффициент уравновешивания, значение которого обычно берут равным 0,5 (или отличающимся от этого значения не более, чем на 0,1).

Необходимость уравновешивания кабин/платформ вызвана тем, что их перемещение без контргрузов требует применения более мощных двигателей. Целесообразность частичного уравновешивания и полезного перевозимого кабиной/платформой груза становится понятной при определении требуемой мощности двигателя из анализа графика нагрузки. Так, например, можно убедиться, что если лифт работает в основном с пустой кабиной, то на графике, требуемой для этого мощности двигателя, наблюдается минимум при β = 0,5.

Включение в кинематическую схему лифта контргруза ведет к тому, что происходит, во-первых, выравнивание графика, отображающего нагрузку двигателя, а, во-вторых, снижение нагрева этого двигателя при его работе.

Читайте также:  Двигатель на газу экология

Рис. 1. Схема баланса сил в работающем лифте

Рассматривая схему на рис. 1, можно для веса кабины с реальным грузом весом Qг (равным или меньшим номинального веса Qн) написать следующую формулу:

1) Qг — вес реально перевозимого груза;

3) Q — вес кабины с грузом.

А с учетом веса противовеса Qп, формула для которого приведена выше, и если в кинематической схеме лифта нет уравновешивающего каната, а силами трения, воздействующими на противовес и кабину при их движении по направляющим можно пренебречь, можно записать:

F1 = Qк + Qг + qк×h1 (3)

F2 = Qк + β×Qн + qк×h2 (4)

qк — вес одного метра каната.

Усилие, приложенное к канатоведущему шкиву при перевозке реального груза, можно вычислить по следующей формуле:

Таким образом, момент (M) и мощность (P) на валу электродвигателя определяются по формулам:

(6а, 6б, 6г, 6д)

1) M — это момент на валу двигателя, а P — его мощность, причем, если они записаны с буквой «д» (Mд, Pд), то рассматривается двигательный режим, а если с буквой «г» (Mг, Pг), то — генераторный режим;

2) η — кпд червячного редуктора, причем, если он записан с буквой «д» (ηд), то рассматривается режим прямой передачи энергии, а если с буквой «г» (ηг), то — обратной передачи.

Из формулы (5) следует, что если в кинематической схеме лифта нет уравновешивающего каната, то нагрузка привода зависит от высоты нахождения кабины/платформы лифта.

Подъемные машины с большой грузоподъемностью, например, в 10 тонн, и скоростью движения более 10 м/сек, и поднимающие грузы на большую высоту (более 200 м) оборудуются прочными массивными стальными канатами. Уравновешивание этих канатов при движении кабин/платформ наступает только в средней части пути. При этом в его начале и в конце канат сильно неуравновешен, что приводит к тому, что к валу двигателя приложен большой статический момент, либо затрудняющий работу привода, либо наоборот разгружающий его.

Неравномерная нагрузка, действующая на привод, требует установки в таких подъемных устройствах двигателей с завышенной мощностью. В случаях высоты подъема, превышающей 200 метров, уравновешивания основных подъемных канатов (головных) добиваются с помощью дополнительных (называемых хвостовыми) канатов, подвешиваемых снизу к кабинам/платформам. Если эти хвостовые канаты имеют диаметр и длину, такую же, как и головные, то кинематическая система становится уравновешенной.

При перевозке грузов нагрузка на привод постоянно изменяется. Поэтому для определения момента и мощности на валу привода при разных грузах строят график зависимости этих величин (по нескольким точкам) от нагрузки. Например, такой, как на рисунке ниже (рис. 2), и используют его в дальнейшем для нахождения промежуточных значений.

Рис. 2. Диаграмма, построенная по нескольким точкам

При выборе электропривода важно также учитывать и режим работы подъемной машины, а именно:

При этом режим работы подъемного оборудования во многом определяется его назначением. Так, например, в жилых зданиях график движения лифта относительно равномерный. Причем параметр ПВ равен приблизительно 40 %, а ЧВ обычно находится в диапазоне 90…120. В зданиях административного назначения нагрузка на лифтовое оборудование неравномерная. Она сильно возрастает утром во время прихода сотрудников на работу и вечером в момент их ухода домой, а также в полдень, в обеденный перерыв. При этом значение ПВ лежит в диапазоне 40…60 %, а ЧВ — 150…200.

Нарисовав график для статической нагрузки вала электродвигателя и выбрав тип привода, можно далее построить диаграмму нагрузок с учетом переходных процессов.

При этом необходимо учитывать количество остановок, совершаемых кабиной, а также время:

А) на разгон/ торможение привода;

Б) на открывание/закрывание дверей;

Г) на загрузку/выгрузку пассажиров.

Как правило, у лифтов, имеющих автоматически функционирующие двери, суммарное время на открывание/закрывание дверей и загрузку лифтовой кабины равно шести—восьми секундам.

Время, нужное на разгон/торможение лифта определяют по диаграмме движения, зная номинальную скорость перемещения, а также допустимое значение ускорения лифтовой кабины. А по нагрузочной диаграмме, построенной с учетом динамики и статики работы системы электропривода, можно произвести тепловой расчет двигателя и получить информацию о его нагревании, используя, например, метод средних потерь или другие методы.

Читайте также:  102 двигатель система охлаждения

Рис. 3. Изменение момента привода в зависимости от величины перевозимого кабиной груза

1 — кабина в начале пути (первый этаж);

2 — кабина в средней части шахты;

3 — кабина в конце пути (на самом верху шахты).

Ниже приведен пример расчета статических моментов, имеющихся на валу привода в разных режимах работы, для случая конкретного пассажирского лифта.

Исходные данные для расчета:

Усилие, действующее на шкив:

А если учесть, что h2 = hо – h1, то получим:

При работе лифта на подъем (Fc > 0) его электродвигатель функционирует в режиме, называемом «двигательным», и переходит в режим «генераторный», если Fc становится равным нулевому или отрицательному значению.

Результаты расчетов моментов двигателя по вышеприведенным формулам представлены в Таблице и на рисунке 3. Более точные значения требуемых величин могут быть получены при учете сил, препятствующих перемещению кабины и противовеса при их движении в шахте и обычно равных не менее 5 % от силы Fc.

Источник

Пассажирский лифт. Требования и характеристики

Рост числа населения крупных городов, привел к острой необходимости увеличения этажности зданий. Эксплуатация лифтов в жилом доме позволила строить высотки.

Первый пассажирский лифт в России появился 1795 году. Кулибин Иван Петрович изобрел конструкцию винтового подъемника для Зимнего Дворца. В шестидесятых годах XIX века появился подъемный механизм на паровой тяге, ему на смену пришел гидравлический. Первый электрический лифт появился в 1880, произвела его немецкая компания “Сименс и Гальске”.

Грузоподъемность

Грузоподъемник перевозящий 320 кг используется в жилых домах с незначительным пассажиропотоком. За одну поездку подъемная машина перевозит четыре пассажира, размещающихся на площади 0,96 м2.

Являясь наиболее распространенным, подъемник грузоподъемностью 400 кг в состоянии перевозить вес пяти персон. Предельная полезная квадратура кабины устройства составляет 1,17 м2.

Пассажирский лифт грузоподъемностью 500 кг зачастую применяется в торгово-развлекательных центрах и офисных помещениях. Может за одну поездку перевести шесть лиц, свободно располагающихся на пространстве 1.38 м2.

Лифт грузоподъемностью 630 кг применяется в административных строениях, жилых зданиях. Полезное пространство равное 1,66 м2 позволяет свободно разместить восемь персон.

Подъемник способный перемещать 1000 кг, применяется в высотных зданиях, крупных гостиницах. Перевозит двенадцать особ за одну поездку, размещая пассажиров на площади равной 2.40 м2.

Основные параметры влияющие на безопасное функционирование грузоподъемной машины представлены в ГОСТах. Данные нормы позволяют сделать работу лифта максимально безопасной.

52382 2010 Регламентирует требования к пожарной безопасности, параметрам, размерам пассажирского подъемника для пожарных. 22011 95 Распространяется на пассажирские и грузовые подъемные устройства, устанавливая скорость перемещения, точность остановки, уровень шума, грузоподъемность. 5746 2015 Определяет грузоподъемность пассажирского лифта, размеры внутри кабины, параметры шахты, величину проема двери и машинного помещения. 33653 2015 Указывает на требования по вандалозащищенности оборудования, устанавливая перечень опасностей и защитных мер. 52941 2008 Определяет необходимое число лифтов, их параметры, месторасположение.

Габариты

Размер лифта для перевозки пассажиров выбирается с учетом пассажиропотока и высоты постройки. Чем выше этот показатель, тем больше габариты. Стандартный подъемник, использующийся в жилых домах имеет следующие размеры:

Скорость

Пассажирские лифты имеют разные скоростные характеристики, прописываемые в техническом паспорте. Используемые в жилых зданиях устройства бывают:

Срок службы

Использующийся для перевозки пассажиров лифт, имеет строго нормированный срок службы, составляющий 25 лет. По истечению этого периода, использование устройства запрещено до прохождения проверки. Если проверка выявила превышение срока эксплуатации, требуется установка нового оборудования.

Производители

Подъемные машины и лифтовые запчасти к ним производят российские и иностранные компании. В таблице, расположенной ниже, представлены основные марки и краткие характеристики пассажирского грузоподъемника.

Источник

Ответы на популярные вопросы