Расчет конструкции лифта (стр. 6 из 14)
Канат подвешивается в соответствии с правилами ПУБЭЛ [4]. Лифт с канатоведущим шкивом, в котором допускается транспортировка людей должен быть подвешен не менее чем на трех канатах. По рекомендации [1] лифты от 500 до 1000 кг подвешиваются на 3-6 отдельных канатах.
Выбираем 3 отдельные ветви канатов, на которых подвешивается кабина и противовес.
Масса тяговых канатов определяется по формуле
(3.4)где
– приближенное значение массы 1 метра тягового каната, кг/м (принимается 0,4-0,5 кг/м); 
– расчетная высота подъема кабины, м. 
По расчетному значению разрывной нагрузки Р и таблицам ГОСТ определяется необходимый диаметр каната, так, чтобы табличное значение разрывной нагрузки было равно или больше расчетной величины.
Выбираем канат типа ЛК-Р ГОСТ 2680-80 [12] с одним органическим сердечником со следующими параметрами:
– Диаметр каната d=9,1 мм;
– Расчетная площадь сечения всех проволок F=31,18 см2;
– Масса 1000 м смазанного каната 305 кг
– Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву 1860 МПа;
– Расчетное разрывное усилие:
- суммарное всех проволок в канате 58050 Н;
- каната в целом 47500 Н;
После выбора типа и определения диаметра каната производим проверку фактической величины коэффициента запаса прочности каната подвески кабины или противовеса [3]
,где РТ – табличное значение разрывной нагрузки выбранного каната, кН;
– фактическое значение массы каната от точки схода с КВШ до подвески кабины (противовеса), кг; 
– фактическоезначение массы 1 метра выбранного тягового каната, кг/м; 
,где Н – расчетная высота подъема кабины лифта, м
Правильному выбору каната должно соответствовать условие
(3.5)13 ≥ 12
Условие прочности 3.5 выполняется.
3.2 Определение массы подвижных частей механизма подъема
Работа механизма подъема лифта связана с перемещением массы кабины, противовеса, тяговых канатов и подвесного кабеля.
Работа по преодолению сил тяжести подвижных частей может быть существенно снижена, если добиться равновесия сил тяжести, действующих на канатоведущий орган лебедки со стороны кабины и противовеса.
Так как полезный груз в кабине не остается величиной постоянной, полное уравновешивание кабины с грузом практически исключается. Если силу тяжести конструкции кабины можно полностью уравновесить с помощью противовеса, то груз в кабине – только частично.
В крайних положениях кабины оказывается неуравновешенной и сила тяжести тяговых канатов [2, 3]. Влияние неуравновешенности канатов становится весьма ощутимым при значительной высоте подъема лифта.
Основную роль в системе уравновешивания играет противовес. При небольшой высоте подъема масса противовеса выбирается из условия уравновешивания кабины и среднестатистического значения массы полезного груза. Это обеспечивает существенное снижение окружной нагрузки КВШ и необходимой мощности привода лебедки.
При высоте подъема кабины более 45 м приходится учитывать влияние силы тяжести неуравновешенной части тяговых канатов и применять для их уравновешивания дополнительные гибкие уравновешивающие элементы в виде цепей или уравновешивающих канатов.
Определение массы противовеса требует предварительного определения массы кабины лифта по исходным данным или по приближенным соотношениям, устанавливающим зависимость между площадью пола и массой кабины [3].
3.2.1 Расчет веса кабины
Масса кабин пассажирских лифтов отечественного производства приближенно определяться по следующей формуле [1]:
, (3.6)где А, В –ширина и глубина кабины, соответственно, м.
3.2.2 Расчет противовеса
3.2.2.1. Назначение, конструкция и устройство
Применение уравновешивающих устройств значительно уменьшает потребное тяговое усилие на шкиве или барабане, а, следовательно, позволяет использовать более легкие и дешевые лебедки.
Одним из уравновешивающих устройств является противовес, массу которого выбирают такой, чтобы она уравновешивала массу кабины и часть массы груза. В лифтах с КВШ противовес, наряду с этим, обеспечивает натяжение канатов, необходимое для надежного сцепления канатов с ободом шкива.
Основу конструкции противовеса составляет несущий каркас с устройством канатной подвески и башмаками.
Канаты закрепляются на верхней балке каркаса с помощью пружинной подвески или огибают блоки, если в конструкции лифта используется полиспаст.
Рамы противовеса заполняются набором железобетонных или чугунных грузов исходя из расчетного значения коэффициента уравновешивания φ и массы каркаса.
Масса каркаса, в зависимости от конструктивного исполнения и грузоподъемности лифта, составляет 5…15% расчетной массы противовеса. В конструкции каркаса предусматриваются устройства для неподвижной фиксации набора грузов в каркасе.
Поперечные размеры в плане определяются соответствующими размерами грузов.
Габаритная высота противовеса обычно соизмерима с высотой кабины.
На рис. 3.1 представлен вариант типовой конструкции противовеса с пружинной подвеской, применяемый в лифтах отечественного производства.
Рис. 3.1. Противовес с пружинной подвеской:
1 – пружинная подвеска; 2 – аппарат для смазки направляющей; 3 – башмак;
4 – металлоконструкции несущего каркаса; 5 – запорное устройство;
6 – контрольный башмак; 7 – стяжка; 8 – набор грузов.
Несущий каркас противовеса изготавливается из стального проката или гнутого стального профиля.
В целях экономии материала иногда применяются противовесы, не имеющие жесткого каркаса. Конструкция бескаркасного противовеса состоит из верхней и нижней балки, между которыми располагается набор грузов, стянутых двумя вертикальными болтами, проходящими через сквозные отверстия. Недостатком такого решения является сложность регулировки коэффициента уравновешивания груза кабины.
В противовесах применяются чугунные и железобетонные грузы различной формы и размеров.
Масса груза не должна превышать 60 кг из условия возможности подъема двумя рабочими.
Корректировка величины коэффициента уравновешивания груза производится путем снятия или добавления необходимого количества грузов.
По правилам ПУБЭЛ конструкция противовеса должна быть рассчитана на нагрузки в рабочем режиме, в режиме посадки противовеса и кабины на буфер и ловители. Нагрузки при посадке на ловители должны определятся при максимальной расчетной скорости срабатывания ограничителя скорости.
3.2.2.2. Определение массы противовеса
Масса противовеса определяется по формуле
, (3.7)где
- коэффициент уравновешивания массы груза. Для пассажирских лифтов жилых зданий рекомендуется принимать = 0,35…0,4. 
3.2.2.3. Расчет металлоконструкций каркаса противовеса
В большинстве случаев противовесы изготавливаются с жестким каркасом, состоящим из верхней и нижней балок, жестко соединенных вертикальными стойками. Наряду с традиционными конструкциями из стального проката успешно применяются каркасы из гнутого стального профиля (рис. 3.2).
Расчет может производиться традиционными методами строительной механики как жесткой вертикальной рамы прямоугольной формы, нагруженной в среднем сечении верхней балки.
Предварительно по конструктивным соображениям определяется форма и размеры поперечных сечений балок и стоек с учетом влияния жесткости узлов стыка стоек с верхней балкой.
Рис. 3.2. Схема каркаса противовеса из гнутого стального профиля:
а) конструктивная схема, б) расчетная схема
Sпр - расчетная нагрузка канатной подвески; М2, М3, М4 - изгибающие моменты в характерных точках рамы; b, Н - основные размеры рамы.
Определяются момент инерции сечения верхней балки каркаса Iб, стойки Iст и моменты сопротивления изгибу в вертикальной плоскости.