0 引言

    近年來(lái)，隨著房地產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，電梯產(chǎn)業(yè)也空前繁榮，人們?nèi)粘Ｉ�活中接觸電梯的機(jī)會(huì)越來(lái)越多。在電梯調(diào)試、日常使用中，轎廂沖頂、蹲底的情況時(shí)有發(fā)生，緩沖器作為最后一種安全保護(hù)的電梯安全裝置，就顯得尤為重要。緩沖器支架作為緩沖器的支撐部件，強(qiáng)度和剛度均要得到充分保證。

    隨著CAD和CAE軟件發(fā)展和普及，設(shè)計(jì)人員使用這些軟件可以從繁雜的設(shè)計(jì)計(jì)算中解脫出來(lái)，將時(shí)間和精力投入到產(chǎn)品創(chuàng)新中去，提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。本文以Creo為平臺(tái)，簡(jiǎn)述電梯轎廂側(cè)緩沖器支架的設(shè)計(jì)分析過(guò)程。

1 技術(shù)條件介紹

    文中所述緩沖器支架如圖1所示。所用槽鋼：型號(hào)10(GB/T 706-2008)。圖中六角螺母為焊接螺母，安裝緩沖器之用。緩沖器支架緩沖器支架所用材料均為Q235A。Q235A鋼彈性模量、泊松比、密度、許用應(yīng)力分別為210GPa、0.3、7850kg/m³、235MPa。

    本文針對(duì)某型客梯，該型電梯相關(guān)參數(shù)如下：

    載重(Q)：1000kg

    轎廂白重(P)：1200kg

    速度(V)：1m/s

    底坑深度(s)：≥1400mm

圖1 緩沖器支架

2 計(jì)算及有限元分析

    緩沖器支架受力如圖2所示，其中F=(P+1.25*Q)*K*9.81=(1200+1.25*1000)*2*9.81=48069N（此處K為載荷系數(shù)，考慮到?jīng)_擊載荷，取值為2）。

圖2 緩沖器支架受力圖

    忽略緩沖器和緩沖器支架重量影響，因槽鋼處截面積最小，所受應(yīng)力應(yīng)最大，計(jì)算值為：F/A=48069/(2*12.748*100)=18.85MPa。

    安全系數(shù)：235/18.85≈12.47

    下面利用Cre02.0建立緩沖器支架模型，如圖1有部所示，進(jìn)入Simulate環(huán)境，設(shè)置材料、約束、載荷（如圖3所示），進(jìn)行靜態(tài)分析。

圖3 緩沖器支架受力圖

    圖4所示為緩沖器支架受力應(yīng)力云圖，圖5為槽鋼邊線應(yīng)力曲線。我們發(fā)現(xiàn)：槽鋼中間處應(yīng)力與理論計(jì)算基本相符，在槽鋼兩端處局部有應(yīng)力集中，最大值為38.8MPa，安全系數(shù)為235/38.8=6。

圖4 應(yīng)力云圖

圖5 槽鋼邊線應(yīng)力曲線

    壓穩(wěn)計(jì)算(Q235A材料計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表1)。

表1 Q235A計(jì)算數(shù)據(jù)

    截面積：2.5496×10⁵mm²

    長(zhǎng)度系數(shù)μ：2

    緩沖器支架對(duì)中性軸的慣性矩I：I₁=3.6×10⁶mm⁴，I₂=4×10⁶mm⁴（因I₁<I₂，所以桿件失穩(wěn)時(shí)，桿截面繞1軸轉(zhuǎn)動(dòng)。計(jì)算時(shí)I取I1值））

    緩沖器支架長(zhǎng)度l(底坑深度S=1400)：608mm

    柔度

    緩沖器支架細(xì)長(zhǎng)比

    當(dāng)?shù)卓由疃萐=1400mm時(shí)，細(xì)長(zhǎng)比λ<λs，因此緩沖器支架可以理解短粗桿，不需要考慮壓穩(wěn)的問(wèn)題；當(dāng)?shù)卓由疃萐≥i×λp/μ+792=1950mm時(shí)，細(xì)長(zhǎng)比λs≤λ<λp，緩沖器支架是中長(zhǎng)桿；當(dāng)?shù)卓由疃萐≥i×λp/μ+792=2670mm，細(xì)長(zhǎng)比λ≥λp，緩沖器支架是細(xì)長(zhǎng)桿。

    下以底坑深度S=1950mm時(shí)，計(jì)算壓桿穩(wěn)定。

    臨界應(yīng)力σα=a-bλ=304-1.12×61.6=235MPa

    臨界壓力Pαr=σα×A=235×2×12.748×100=599078N

    安全系數(shù)n=Pα/F=12.5。

    下面進(jìn)行壓桿穩(wěn)定分析。先將模型中槽鋼的長(zhǎng)度改為1158mm，然后進(jìn)入Simulate環(huán)境，利用之前的材料、約束、載荷的設(shè)置，重新開(kāi)始靜態(tài)分析，再進(jìn)行失穩(wěn)分析。結(jié)果如圖6所示，其臨界壓力Pα=12.1×48069=581635N，與理論計(jì)算基本一致。

圖6 失穩(wěn)分析結(jié)果

3 結(jié)束語(yǔ)

    本文利用Creo建模、有限元分析模塊對(duì)緩沖器支架進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析及驗(yàn)證。因Creo集建模、有限元模塊與一身，減少了不同軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤，為機(jī)械設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的支持。另外還可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)緩沖器支架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，做到物盡其用。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：基于Creo電梯緩沖器支架設(shè)計(jì)

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