0 引言

    近年來，隨著房地產業快速發展，電梯產業也空前繁榮，人們日常生活中接觸電梯的機會越來越多。在電梯調試、日常使用中，轎廂沖頂、蹲底的情況時有發生，緩沖器作為最后一種安全保護的電梯安全裝置，就顯得尤為重要。緩沖器支架作為緩沖器的支撐部件，強度和剛度均要得到充分保證。

    隨著CAD和CAE軟件發展和普及，設計人員使用這些軟件可以從繁雜的設計計算中解脫出來，將時間和精力投入到產品創新中去，提升產品的競爭力。本文以Creo為平臺，簡述電梯轎廂側緩沖器支架的設計分析過程。

1 技術條件介紹

    文中所述緩沖器支架如圖1所示。所用槽鋼：型號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、許用應力分別為210GPa、0.3、7850kg/m³、235MPa。

    本文針對某型客梯，該型電梯相關參數如下：

    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，考慮到沖擊載荷，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，所受應力應最大，計算值為：F/A=48069/(2*12.748*100)=18.85MPa。

    安全系數：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，進入Simulate環境，設置材料、約束、載荷（如圖3所示），進行靜態分析。

圖3 緩沖器支架受力圖

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

圖4 應力云圖

圖5 槽鋼邊線應力曲線

    壓穩計算(Q235A材料計算數據見表1)。

表1 Q235A計算數據

    截面積：2.5496×10⁵mm²

    長度系數μ：2

    緩沖器支架對中性軸的慣性矩I：I₁=3.6×10⁶mm⁴，I₂=4×10⁶mm⁴（因I₁<I₂，所以桿件失穩時，桿截面繞1軸轉動。計算時I取I1值））

    緩沖器支架長度l(底坑深度S=1400)：608mm

    柔度

    緩沖器支架細長比

    當底坑深度S=1400mm時，細長比λ<λs，因此緩沖器支架可以理解短粗桿，不需要考慮壓穩的問題；當底坑深度S≥i×λp/μ+792=1950mm時，細長比λs≤λ<λp，緩沖器支架是中長桿；當底坑深度S≥i×λp/μ+792=2670mm，細長比λ≥λp，緩沖器支架是細長桿。

    下以底坑深度S=1950mm時，計算壓桿穩定。

    臨界應力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n=Pα/F=12.5。

    下面進行壓桿穩定分析。先將模型中槽鋼的長度改為1158mm，然后進入Simulate環境，利用之前的材料、約束、載荷的設置，重新開始靜態分析，再進行失穩分析。結果如圖6所示，其臨界壓力Pα=12.1×48069=581635N，與理論計算基本一致。

圖6 失穩分析結果

3 結束語

    本文利用Creo建模、有限元分析模塊對緩沖器支架進行了設計分析及驗證。因Creo集建模、有限元模塊與一身，減少了不同軟件系統數據轉換錯誤，為機械設計提供了強大的支持。另外還可以根據設計要求，對緩沖器支架進行優化設計，做到物盡其用。

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本文標題：基于Creo電梯緩沖器支架設計

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